Énergies renouvelables vs nucléaire : une étude révèle un avantage de coût système décisif

Une étude scientifique majeure, publiée dans la revue Energy, introduit un nouvel indicateur pour comparer les coûts réels des différentes technologies énergétiques. Les résultats, basés sur le cas du Danemark, indiquent que dans un système énergétique intégré et décarboné, un mix d’énergies renouvelables peut être environ 53% moins cher que l’énergie nucléaire.

Le slcoe : un indicateur qui révolutionne la comparaison des coûts

L’étude, dirigée par le professeur Henrik Lund de l’Université d’Aalborg, présente le SLCOE (System Levelized Cost of Energy). Cet indicateur va plus loin que le LCOE (Levelized Cost of Electricity) traditionnel, qui ne mesure que le coût de production d’une centrale.

« Alors que le LCOE dépend uniquement de la technologie, le SLCOE dépend à la fois de la technologie et du système énergétique dans lequel elle s’insère », précisent les chercheurs. Le SLCOE intègre les coûts supplémentaires d’intégration au réseau, comme l’équilibrage, le stockage d’énergie et le couplage sectoriel.

Pour Christian Breyer, professeur à l’Université LUT en Finlande et co-auteur, cet indicateur est essentiel : « Si l’on optimise uniquement à l’échelle du secteur électrique, on ne peut pas identifier ces solutions beaucoup plus efficaces. »

Pourquoi le cas du danemark est-il instructif ?

Les chercheurs ont modélisé, à l’aide du logiciel EnergyPLAN, le système énergétique actuel du Danemark et un futur système entièrement décarboné à l’horizon 2050. Le Danemark, avec son fort potentiel éolien et ses infrastructures de flexibilité, sert de cas d’école avancé.

Dans le système actuel, les coûts système (SLCOE) sont élevés pour toutes les technologies lorsqu’elles sont considérées seules. Le nucléaire y atteint environ 141 €/MWh.

C’est dans le système futur intégré que la comparaison est la plus parlante. Le SLCOE du nucléaire est estimé à environ 100 €/MWh. En revanche, le mix énergétique le plus compétitif, combinant éolien offshore et solaire photovoltaïque, affiche un coût d’environ 46 €/MWh.

Le couplage sectoriel, clé de la compétitivité des renouvelables

La baisse spectaculaire du coût des renouvelables dans un système intégré s’explique par le couplage sectoriel. Cette approche consiste à interconnecter intelligemment les secteurs de l’électricité, du chauffage, des transports et de l’industrie.

« Nous montrons à quel point il est essentiel de considérer l’ensemble du système énergétique pour identifier les solutions les moins coûteuses », explique Christian Breyer. Le couplage permet d’utiliser les surplus d’électricité renouvelable pour :

• Le stockage thermique.
• La production d’hydrogène vert par électrolyse.
• La flexibilité des pompes à chaleur.
• La recharge intelligente des véhicules électriques.

Analyse de sensibilité et coûts d’investissement

L’étude a testé la robustesse de ses conclusions via plusieurs scénarios, incluant les projections de l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE) et une hausse hypothétique de 50% des coûts d’investissement dans les renouvelables. Dans tous les cas, les mix renouvelables restent plus compétitifs que le nucléaire dans le système intégré.

Concernant les coûts d’investissement, l’étude retient pour le nucléaire un montant de 10 000 €/kW, basé sur les références de l’AIE. Les auteurs notent que les projets récents en Europe ont souvent dépassé leurs budgets initiaux de près de 100%. À l’inverse, le coût du solaire photovoltaïque, estimé à 480 €/kW pour 2050 par l’AIE, est déjà aujourd’hui proche de 400 €/kW sur le marché, renforçant sa compétitivité.

Perspectives et limites de l’étude

Les chercheurs reconnaissent que certaines conclusions sont influencées par le contexte danois, très favorable à l’éolien. Pour les régions à fort ensoleillement (Europe du Sud, Moyen-Orient, Inde), le stockage par batteries et la flexibilité de la demande seraient des piliers encore plus critiques de l’intégration.

Par ailleurs, l’étude ne quantifie pas certains coûts externes, comme la gestion à long terme des déchets nucléaires ou le coût d’opportunité lié au délai de construction des réacteurs, qui pourrait désavantager davantage le nucléaire. Les taux d’apprentissage (baisse des coûts avec l’expérience) du nucléaire sont également parmi les plus faibles du secteur énergétique.

Cette recherche souligne que la transition vers un système neutre en carbone ne doit pas se contenter de comparer les coûts de production isolés, mais doit adopter une vision systémique globale, où la flexibilité et l’intégration deviennent des paramètres centraux de la planification énergétique.