Les centrales nucléaires flottantes (FNPP) ne viennent peut-être pas immédiatement à l’esprit comme apportant une solution à plusieurs des principaux défis mondiaux d’aujourd’hui – mais le développement des FNPP émerge comme un moyen de production autonome décentralisée de combustibles à base d’hydrogène à des prix compétitifs et d’électricité propre et l’eau, selon un nouveau rapport d’Intelatus Global Partners.

Le cas commercial du déploiement de FNPP comportant de petits réacteurs modulaires est fondé sur la demande croissante d’hydrogène et de combustibles à base d’hydrogène.

Environ 90 millions de tonnes d’hydrogène sont actuellement produites chaque année, presque exclusivement à partir de combustibles fossiles. La production d’hydrogène non fossile représente actuellement environ 0,5 million de tonnes de capacité annuelle. L’Agence internationale de l’énergie appelle à une production de 80 millions de tonnes d’hydrogène propre d’ici 2030. Si cet objectif d’hydrogène propre doit être atteint, l’hydrogène vert produit par les projets d’énergie solaire et éolienne renouvelable ne pourra pas répondre à tous les besoins énergétiques. L’énergie nucléaire sera également nécessaire pour produire des combustibles de transition à faible et à zéro carbone.

Les températures élevées générées par certaines technologies de réacteurs sont particulièrement bien adaptées à la production d’hydrogène propre, divisant l’eau en éléments hydrogène et oxygène. L’hydrogène produit par l’énergie nucléaire est appelé hydrogène rose – et parfois alternativement hydrogène violet, rouge ou jaune.

Compte tenu des enjeux de stockage liés à l’hydrogène, les PPFN produisant de l’hydrogène à partir d’eau de mer dessalée peuvent également produire des carburants de transition plus facilement stockables, comme l’ammoniac et le méthanol.

Dans un concept similaire aux unités flottantes de production, de stockage et de déchargement de pétrole et aux systèmes flottants de liquéfaction et de regazéification du gaz naturel, une unité flottante de production, de stockage et de déchargement d’ammoniac nucléaire ou de méthanol traitera l’eau de mer pour produire de l’hydrogène qui est ensuite combiné avec de l’azote séparé de l’air pour produire de l’ammoniac ou du carbone capturé pour produire du méthanol. L’ammoniac ou le méthanol produit est stocké dans des réservoirs dans les espaces de coque des unités flottantes, puis plus tard déchargé sur des navettes citernes. Ces carburants à faible et à zéro carbone peuvent être utilisés, entre autres, dans les secteurs maritime et aérien.

• Le besoin de FNPP pour la production décentralisée d’électricité et d’eau

La population mondiale devrait atteindre 9,7 milliards d’ici 2050, contre environ 7,8 milliards de personnes aujourd’hui, dont plus de 770 millions n’ont pas accès à l’électricité. En outre, plus de 60 millions de personnes vivent dans de petits États insulaires en développement, qui sont confrontés à des défis uniques en matière d’approvisionnement en électricité et en eau.

Jusqu’à présent, les habitants des régions éloignées et insulaires comptaient souvent sur des générateurs diesel pour produire de l’électricité, ce qui est relativement coûteux et a des effets négatifs sur l’environnement. L’électricité autonome décentralisée et les mini-réseaux, tels que les FNPP, sont une solution potentielle pour fournir de l’électricité propre à des millions de personnes.

L’un des avantages des centrales nucléaires est qu’elles produisent de grandes quantités de chaleur, qui peuvent être utilisées pour le dessalement de l’eau. On estime que près d’un tiers de la population mondiale a un accès limité à l’eau potable et l’UNESCO prévoit que jusqu’à 5,7 milliards de personnes pourraient être confrontées à « un certain niveau de pénurie d’eau » d’ici 2050. Les capacités de cogénération d’électricité et de chaleur des PPPN les rendent idéales pour assurer une production d’eau décentralisée à partir d’eau de mer, que ce soit par distillation thermique ou par osmose inverse.

Image non datée de STURGIS opérant dans la zone du canal de Panama. Le STURGIS, un ancien Liberty Ship de la Seconde Guerre mondiale, a été converti en la première centrale nucléaire flottante dans les années 1960. Avant d’être arrêté en 1976, le réacteur nucléaire du STURGIS, MH-1A, était utilisé pour produire de l’électricité à des fins militaires et civiles dans le canal de Panama. Photo publiée avec l’aimable autorisation du Corps des ingénieurs de l’armée américaine

• PPPN : pas une nouvelle solution

Les centrales électriques flottantes conventionnelles ont été largement déployées comme source d’énergie décentralisée flexible pendant des décennies dans des zones éloignées et difficiles d’accès. Il existe actuellement plus de 75 centrales électriques flottantes opérationnelles aujourd’hui.

Le premier vaisseau nucléaire au monde utilisé dans une application commerciale était le Sturgis. En service entre 1968 et 1976, le Sturgis a fourni de l’électricité au réseau de la zone du canal de Panama.

S’appuyant sur son expérience dans la construction et l’exploitation de brise-glaces et de cargos à propulsion nucléaire, le pionnier du FNPP, Rosatom, a commencé l’exploitation de la plus récente centrale nucléaire flottante commerciale au monde, la FNPP Akademik Lomosov, en 2020. La société construit actuellement quatre autres FNPP de nouvelle génération. La Chine, la Corée du Sud, le Danemark, le Royaume-Uni et les États-Unis abritent tous des entreprises développant des concepts FNPP.

• La nouvelle technologie vise à répondre aux principales préoccupations

Les centrales nucléaires traditionnelles construites sur site sont réputées pour leurs coûts élevés et leurs longs délais de construction. Une nouvelle génération de petits et microréacteurs modulaires cherche à surmonter ces obstacles.

De petite taille physique, avec une puissance électrique inférieure à 300 MW, les empreintes réduites de ces réacteurs de nouvelle génération les rendent adaptés aux applications marines décentralisées.

L’approche modulaire permet des économies d’échelle car ces réacteurs seront construits en série dans des environnements d’usine contrôlés et seront déplacés par route, rail ou barge. Placer la centrale nucléaire sur une structure flottante permet de déployer l’électricité et la chaleur là où c’est nécessaire. Dans le cas des FNPP, les modules de réacteurs sont déplacés vers de grands chantiers navals expérimentés.

Dans ces chantiers offshore et maritimes, la qualité, la sécurité, le calendrier et les coûts sont aisément maîtrisés étant donné que la construction de l’usine et une grande partie de la mise en service sont réalisées à l’aide d’équipements standardisés dans des conditions strictement contrôlées. Cette approche minimise le risque de disponibilité de la main-d’œuvre dans les régions éloignées et les conditions de sol imprévues, deux risques clés pour les centrales électriques construites sur site. À un niveau élevé, le concept est similaire aux unités flottantes de production et de stockage de pétrole et de gaz naturel – un autre exemple où une technologie mature, dans ce cas le traitement du pétrole et du gaz, a été couplée à des chaînes d’approvisionnement offshore et marines matures et où il y a plus de 400 systèmes flottants de production et de stockage dans le monde aujourd’hui.

Des accidents nucléaires très médiatisés du passé, tels que la fusion du réacteur Fukushima Daichi en 2011 au Japon, l’accident de Tchernobyl en 1986 en Ukraine et l’accident de Three Mile Island en 1979 aux États-Unis, alimentent les inquiétudes du public à l’égard de l’énergie nucléaire. En raison de ces risques, l’octroi de licences pour la technologie des projets est un long processus.

La dernière génération de réacteurs connue sous le nom de systèmes Gen-IV est conçue pour avoir une probabilité et un degré très faibles d’endommagement du cœur du réacteur et éliminera le besoin d’une intervention d’urgence en mer. Les principes Gen-IV favorisent la sécurité, la fiabilité, la durabilité, l’économie et la résistance à la prolifération – qui soutiennent l’octroi de licences de technologie.

L’un des défis du déploiement de la technologie des réacteurs conventionnels, telle qu’elle est utilisée dans la majorité des centrales nucléaires terrestres et navales existantes, est la nécessité de faire le plein tous les 2 à 4 ans. Cela se traduira par la manutention du combustible nucléaire usé dans les ports. Certains des petits réacteurs modulaires en développement sont dotés d’une technologie qui élimine le besoin de combustible pendant la durée de vie de 20 à 30 ans du FNPP, ce qui atténue bon nombre des préoccupations et des défis de l’énergie nucléaire.

Le rapport sur le marché du FNPP

Intelatus Global Partners a développé une boîte à outils qui identifie et évalue les futures opportunités commerciales dans la conception, la construction, l’exploitation et le financement des FNPP, les emplacements spécifiques qui sont des cibles privilégiées pour l’utilisation d’un FNPP, les barrières et les obstacles à l’entrée et au développement du marché, les acteurs et le paysage concurrentiel. et des stratégies et voies optionnelles pour entrer et se positionner sur ce marché émergent.
Pour plus d’informations sur le rapport sur le marché du FNPP, veuillez contacter Philip Lewis @ [email protected]