Pour une transition énergétique équitable en Afrique

Viele Länder planen ihre Emissionspfade in Richtung Netto-Null abzusenken. Auch Südafrika möchte Kohlekraftwerke stilllegen. Der aus Südafrika stammende Nuklearingenieur Naptali Mokgalapa gibt einen Einblick, wie eine sozial verträgliche und gerechte Energiewende in Afrika aussehen könnte und wo er die Rolle der Kernenergie sieht.

20 oct. 2022
Ligne électrique dans le village de Memelodi
La transition énergétique en Afrique du Sud doit se faire de manière équitable, en tenant compte de ses impacts sur l’économie, sur la cohésion sociale et sur la stabilité du réseau. On voit ici une ligne électrique dans le village de Memelodi, près de Pretoria.
Source: Brandon Bean / Unsplash

Auf der 26. Uno-Klimakonferenz in Glasgow (COP26) Ende 2021 sagte der Lors de la 26e Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques (COP26), qui s’est tenue à Glasgow à la fin 2021, Joe Biden, président des États-Unis, s’est exprimé en ces termes: «J’ai grandi dans une région du nord-est de la Pennsylvanie qui était un important producteur de charbon. J’ai été témoin de ce qui s’est passé lorsque cette industrie s’est effondrée et de l’impact que cela a eu sur la communauté. Pour éviter que cela ne se reproduise, je pense qu’il est important de s’occuper des personnes concernées et de leur proposer des solutions de rechange».

Le plan intégré de gestion des ressources (Integrated Resource Plan (IRP2019) du gouvernement sud-africain prévoit de fermer des capacités charbon de plus de 11’000 MW d’ici 2030 et d’environ 24’100 MW d’ici 2050. Lorsque l’Afrique du Sud procèdera à ces fermetures, elle serait bien inspirée de tenir compte de la mise en garde du président américain concernant le risque de catastrophe socio-économique et de s’assurer que la transition du fossile vers des énergies propres se fait de manière équitable. Il est essentiel que l’Integrated Resource Plan continue de tenir compte des évolutions pertinentes qui ont lieu dans le monde. D’où la proposition de le réviser à intervalles réguliers et d’y intégrer les données les plus récentes.

En Afrique du Sud, le charbon est non seulement prédominant, mais il est aussi à la base de l’accès à l’énergie, car il fournit une électricité à prix abordable aux ménages, aux entreprises, aux installations de production, aux mines, aux transports, aux systèmes de communication et aux services de toute l’économie. Par conséquent, son remplacement doit prendre en compte non seulement le changement climatique, mais aussi tous les autres facteurs pertinents. Une transition radicale et irréfléchie, qui ne tiendrait pas compte de l’adéquation de la source d’énergie proposée, notamment lorsqu’il s’agit de poursuivre l’industrialisation et d’assurer la sécurité de l’approvisionnement énergétique dans l’intérêt de la population, entraînerait une instabilité économique, sociale, et finalement politique – bref un chaos total.

L’énergie nucléaire est le lien qui peut assurer une transition énergétique équitable garantissant la souveraineté de l’État, la protection de l’environnement et les moyens de subsistance.

Kernkraftwerk Koeberg
Auf dem ganzen afrikanischen Kontinent gibt es derzeit nur ein einziges Kernkraftwerk, das zur kommerziellen Stromerzeugung in Betrieb ist. Es ist das südafrikanische Kernkraftwerk Koeberg mit seinen zwei 900-MW-Druckwasserreaktoren, das 30 Kilometer nördlich von Kapstadt liegt und dem staatlichen Energieversorger Eskom gehört. Zukünftig kommt ein weiteres Kernkraftwerk im ägyptischen El Dabaa dazu: Im Juni 2022 wurde der Bau der ersten von vier Kernkraftwerkseinheiten gestartet.
Source: Eskom

Souveraineté de l’État
Le taux de disponibilité en énergie des centrales au charbon de l’électricien Eskom est déjà en baisse (voir les statistiques sur la production d’électricité en Afrique du Sud pour 2021 – Conseil de la recherche scientifique et industrielle, CSIR). On s’attend à ce que l’Afrique du Sud arrête de nombreuses centrales au charbon à partir du milieu des années 2020. Elle ne peut toutefois pas se permettre de fermer prématurément des capacités fournissant de la charge de base sans planifier leur remplacement par d’autres capacités fournissant de la charge de base.

Le réseau sud-africain et son exploitation ont été conçus de manière à garantir des tensions et des fréquences correctes dans le système. Pour maintenir la stabilité du réseau, il faut disposer en tout temps et en continu d’une charge de base minimale. Il est indispensable de déterminer la capacité d’approvisionnement en charge de base requise pour soutenir les sources qui ne fournissent pas de charge de base et pour éviter que le réseau ne devienne instable à partir de 2030. Une augmentation supplémentaire de la pénétration des énergies renouvelables dans le réseau électrique, sans études approfondies pour quantifier la pénétration tolérable compte tenu des conditions locales, est susceptible d’entraîner une instabilité du réseau, des délestages persistants et, finalement, des pannes d’électricité.

De nombreux pays d’Europe disposent de réseaux interconnectés avec ceux des pays voisins, ce qui leur offre flexibilité et soutien pour la stabilisation du réseau. Des études montrent que les pays qui, comme l’Allemagne, ont une part importante d’énergies renouvelables dépendent toujours de capacités de charge de base comme le charbon et/ou le nucléaire, dans leur pays et/ou à l’étranger, pour répondre à la demande en cas de conditions météorologiques défavorables. L’Afrique du Sud, quant à elle, n’a qu’un accès limité, voire inexistant, à des sources alternatives d’électricité provenant de pays proches, à l’exception du projet de barrage de Grand Inga en République démocratique du Congo (qui doit encore être réalisé) et du barrage de Cahora Bassa au Mozambique, afin de garantir la stabilité du réseau, ce qui est clairement insuffisant. D’autres initiatives telles que le Southern African Power Pool [marché commun de l’électricité créé par les États d’Afrique australe en 1995] doivent encore être développées pour que la région de la Southern African Development Community soit en mesure de partager avec succès l’énergie via des réseaux interconnectés.

Centrale à charbon de Matla
Riche en charbon, l’Afrique du Sud possède de nombreuses centrales alimentées par ce combustible, qui approvisionnent le pays en charge de base. Il s’agit notamment de la centrale de Matla (six tranches), dans la province de Mpumalanga (nord-est du pays). Elle est alimentée en charbon par sa propre mine qui, selon son exploitant (Exxaro), assure un revenu à des milliers d’employés.
Source: Eskom

Passer du charbon, une source d’énergie réglable et capable de fournir de la charge de base, à des sources d’énergie fluctuantes comme l’éolien ou le solaire sans tenir compte de l’impact de cette transition sur l’économie, la cohésion sociale et la stabilité du réseau serait un autosabotage à court terme et un suicide à long terme.

L’exploitation de ses abondantes ressources en uranium permettrait à l’Afrique du Sud de disposer de suffisamment d’énergie pour assurer la sécurité de son approvisionnement énergétique, ce qui continuerait à renforcer et à garantir la souveraineté de l’État. Je pense même qu’il est urgent de faire de l’uranium une ressource stratégique pour assurer l’approvisionnement futur en combustible nucléaire, que ce soit localement, à l’échelle du continent ou dans le monde entier. Parce que l’énergie nucléaire est la voie de l’avenir. Si nous l’ignorons, nous en payerons le prix.

Mierai d'or avec uraninite
L’Afrique du Sud, à l’instar d’autres pays africains, possède d’importants gisements d’uranium. L’uranium sud-africain provient typiquement de l’exploitation minière de l’or et du cuivre, dont il constitue un sous-produit. C’est surtout dans le bassin du Witwatersrand, au sud-ouest de Johannesbourg, que l’on trouve d’importants gisements d’or et d’uranium. Sur la photo, on voit du minerai à haute teneur en or provenant de la mine d’or de Blyvooruitzicht, près de Johannesbourg. Ce minerai contient beaucoup d’uranium sous forme d’uraninite (pechblende, dioxyde d’uranium), qui présente une couleur noire et un éclat graisseux.
Source: Carbon Leader Gold Ore von James St. John / Flickr, CC BY 2.0

Le nucléaire, qui fournit de la charge de base de manière stable et efficace, peut être utilisé en lien avec d’autres formes d’énergies renouvelables si l’on utilise sa capacité à fonctionner en suivi de charge, c’est-à-dire d’adapter sa production d’énergie de telle manière qu’elle soit faible quand le vent est fort, et augmente rapidement lorsqu’il n’y a pas de vent mais que la consommation est en hausse. Il va de soi que cette capacité à opérer en suivi de charge est avant tout le propre des petits réacteurs modulaires (SMR) et d’autres technologies nucléaires nouvelles, et qu’elle est moins bien prise en charge par d’autres sources d’énergie. Ainsi, les centrales au charbon actuelles ne fonctionnent pas bien en situation de fortes fluctuations.

La densité énergétique du combustible nucléaire est élevée, ce qui lui permet de libérer des quantités d’énergie bien plus importantes que la combustion de charbon ou de gaz. Il convient d’admettre que pour réduire les émissions dues à l’approvisionnement en électricité, il faudrait envisager la production d’électricité nucléaire ainsi que l’utilisation élargie du photovoltaïque, de l’éolien et d’autres sources d’énergie renouvelables, tout en disposant de capacités de stockage massives (c’est-à-dire d’éventuels supports flexibles tels que les batteries, dont le coût est encore considérable selon les recherches effectuées) et sans dépendre des combustibles fossiles comme solution de secours. Les installations solaires et éoliennes n’émettent pratiquement pas de CO2 lors de la production d’électricité, tout comme les centrales nucléaires. Cependant, pour produire avec ces dernières la même quantité d’électricité qu’avec un seul réacteur nucléaire (env. 1000 MWe), il faut une surface gigantesque, généralement située dans une région reculée où il n’existe encore aucune infrastructure de réseau, ce qui entraîne des coûts de construction considérables.

Des études ont montré que la voie la plus rapide vers un avenir énergétique caractérisé par des prix abordables, un approvisionnement fiable et de faibles émissions de carbone passe par une part importante d’énergie nucléaire, car celle-ci permet de produire de l’électricité bas carbone 24 heures sur 24 et constitue le complément idéal de l’éolien et du solaire.

La durée de vie d’une centrale nucléaire est de 60 ans, ce qui est généralement trois fois plus long que celle des installations éoliennes ou solaires, qui est d’environ 20 ans. L’énergie nucléaire est donc nécessaire pour couvrir les besoins en énergie stable à long terme, tandis que l’éolien et le solaire fournissent de moyen et long terme une électricité fluctuante. Ces centrales nucléaires créeront des emplois dans le secteur de la fabrication et du bâtiment pendant la phase de construction; elles en créeront encore pendant les 60 (voire 80) années que dure la phase d’exploitation; et la phase de démantèlement sera elle aussi génératrice d’emplois. Les retombées positives sur les autres branches constituent également des avantages à long terme.

Avec l’émergence des SMR, qui sont toutefois encore en cours de développement, l’énergie nucléaire se démarque des autres sources d’énergie dans la mesure où les SMR peuvent être considérés comme un substitut aux centrales au charbon mises à l’arrêt, dès lors que la réglementation nécessaire est respectée. En effet, ces technologies sont flexibles en termes de lieu d’implantation et peuvent être construites de manière modulaire. Le remplacement des centrales au charbon par des SMR permettrait non seulement de préserver les emplois dans les communautés jusqu’alors dépendantes de ce combustible, évitant ainsi qu’elles deviennent des villes fantômes, mais amènerait aussi une croissance économique dans les régions en question.

Il n’est guère besoin de rappeler que les pays industrialisés sont nombreux à se diriger vers une économie décarbonée afin d’atteindre l’objectif de zéro émission nette fixé par les Nations Unies pour 2050. Il convient toutefois de relever qu’aucun pays n’a démontré qu’il est possible de s’industrialiser en recourant uniquement aux technologies renouvelables, qui fournissent une énergie fluctuante, à l’exclusion des technologies stables qui assurent un approvisionnement en charge de base. Si l’Afrique du Sud s’engage sur cette voie, elle deviendra un laboratoire d’expérimentation. À quel prix?

Les choses sont pourtant simples: la réussite passe par un tournant énergétique équitable. (D.B.)

Princess Mthombeni et Naphtali Mokgalapa
Naphtali Mokgalapa (à doirte) est ingénieur en sûreté nucléaire à la South African Nuclear Energy Corporation (NECSA), un centre public de recherche et développement dans le domaine nucléaire. Il est actuellement chef de projet suppléant pour le nouveau «Multipurpose Nuclear Research Reactor (MRP)», qui doit remplacer le réacteur de recherche sud-africain Safari 1, en service depuis 56 ans. Naphtali Mokgalapa a obtenu son bachelor en physique à l’Université du Cap, et un master ainsi qu’un doctorat en génie nucléaire à l’Université du Missouri à Columbia, États-Unis. Il a mené des recherches dans le domaine de la physique des réacteurs nucléaires, s’occupant notamment d’analyses et de calculs de sûreté. Avec Princess Mthombeni (à gauche), il a fondé Africa4Nuclear en octobre 2021. Il s’agit d’une plateforme d’information et de communication innovante, active entre autres sur les réseaux sociaux.
Source: Screenshot du vidéo Tube-Video de Africa4Nuclear

Auteur

Ingénieur en sûreté nucléaire à la South African Nuclear Energy Corporation (NECSA)

Source

Publié initialement dans la lettre d’information «Voice of» de l’organisation «Nehawu Nuclear Energy Workers» (NNEWO), cet article est reproduit ici (en traduction française) avec l’aimable autorisation de la rédactrice en chef de la publication en question, Princess Mthombeni.

Informations supplémentaires:
Site internet «Nuclear Power in South Africa» de la World Nuclear Association (WNA)
Statistique annuelle «Statistics of utility-scale power generation in South Africa in 2021» de CSIR
Plan pour les capacités électriques du «Integrated Resource Plan» (IRP2019) du gouvernement
Article «Viewpoint: Nuclear energy is critical to Africa's agenda for sustainable development» de Princess Mthombeni sur World Nuclear News (WNN)
Site Internet de Africa4Nuclear
Creative-Commons-Lizenzen

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