Voici donc une esquisse de bilan
I- Liste des réacteurs en prévision de couplage a) Statistique du parc actuel
5 UNGG (graphite gaz)
Les réacteurs (REP CP1, CP2, 900) sont
des réacteurs à eau pressurisée avec un circuit primaire
à 3 boucles.
b) Document Encepresse 3723 -
Décembre 84
(suite)
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suite:
HYDRAULIQUE
c) objectifs du programme indicatif nucléaire de la CEE Enerpress 3738
Notons qu'un des rares bémols du texte est: «... En 1980, celle-ci comptera pour 35% environ dans la production communautaire d'électricité mais un objectif bien plus élevé aurait pu être atteint à cette époque et l'industrie nucléaire aurait été en mesure, sans aucun problème, de réaliser les investissements correspondants.Et qu'il n'est aucunement question des mines d'uranium et de leurs stériles ni a fortiori du problème des déchets - les commissions de la CEE devraient ou se voir de temps en temps ou lire mutuellement leurs rapports. Quant à nous français, nous pouvons constater que nous rehaussons le bilan allégrement. Non seulement nous sommes les meilleurs en 1990 (55% au total) mais pour les nouvelles capacités nous continuons (40% environ sur une prévision éventuelle permettant une électricité européenne à 45% nucléaire). p.11
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II- Coût de référence de la production
d'électricité d'origine thermique
Après avoir hésité, il est apparu que la publication complète du rapport était indispensable, sinon il est impossible de comprendre et d'estimer à leur juste valeur les tableaux finals. Donc lisez et jugez. Le présent rapport rassemble les conclusions
d'un groupe de travail (liste des membres jointe en annexe) qui s'est réuni
de septembre 1983 à février 1984 afin de mettre à
jour les coûts de référence de la production d'électrique
d'origine thermique.
Dans ce rapport on procède cependant
à des estimations simplifiées qui permettent de comprendre
en quels termes se posent la compétition et la complémentarité
des différents moyens de production. Ces estimations ont un caractère
théorique car elles font abstraction des caractéristiques
réelles de l'offre et de la demande de l'électricité
et notamment du parc de centrales déjà en service. Elles
ne permetent donc pas de porter de jugement sur la rentabilité des
équipements de production dont la construction pourrait être
décidée dans les prochaines années.
(suite)
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suite:
Divers aménagements ont été apportés aux normes de fonctionnement. Cependant, les améliorations de la disponibilité du nucléaire qu'attend E.D.F. de diverses mesures, notamment de l'allongement de la durée des campagnes grâce à un nouveau combustible, n'ont été prises en compte qu'en variante. Les différentes phases du cycle du combustible nucléaire ont fait l'objet d'un réexamen. En ce qui concerne les combustibles fossiles, on a adopté une fourchette de prix qui encadre le scénario développé par le Groupe Long Terme Energie du Plan. Comme dans les études antérieures, une large gamme d'hypothèses vraisemblables a été envisagée, afin de tester la sensibilité des coûts aux différents paramètres. NOTA: Sauf indication contraire, tous les prix sont donnés en francs du 1.01.84, Pour passer en francs du 1.01,83, il convient de diviser par 1,099 et pour passer en francs du 1.01.82, de diviser encore par 1,107. 1. COUTS D'INVESTISSEMENTS 1.1 Centrales nucléaires Le coût de référence de
développement du nucléaire a été établi
essentiellement à partir des devis des centrales PWR P'4 de 1.300
MWe, dont les coûts sont désormais connus de façon
précise.
1.1.1 Coût de construction des tranches
1.300 PW P'4
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Une analyse de cette dérive
des coûts de construction des centrales nucléaires a donc
été menée par la DIGEC, à partir des dépenses
engagées sur l'ensemble des tranches 900 et 1.300 MW.
Il est ressorti de cette étude les conclusions suivantes: - Les opérations engagées conduisent à constater que, pour la troisième année consécutive, il n'y a pas de glissement des coûts de construction en moyenne entre les prévisions du devis initial et l'estimation revue année après année; les devis dont les dépassements ont été importants dans le passé notamment sur le programme 900 MW semblent donc globalement respectés actuellement; - Cependant, des augmentations de coût et de devis entre centrales successives, subsistent. L'analyse des coûts bruts permet d'estimer les effets de certains facteurs de variation des coûts de construction d'une centrale à l'autre, notamment: - les coûts de site, - le nombre de paires de tranches par site, - les frais de palier, contrats d'études générales et pièces paliers, - la procédure grand chantier, - les changements de rythmes annuels d'engagement des centrales, - les particularités techniques. Ces facteurs identifiables n'expliquent qu'une faible partie de l'augmentation des coûts observée sur le palier 900 MW CPI et CP2 - plus de 3% par an d'augmentation des coûts restent inexpliqués - mais expliquent l'essentiel de l'augmentation des coûts sur les tranches 1.300 MW: les devis corrigés de ces facteurs n'augmentent plus que de 1%, ce qui correspond à la provision pour aléas prise pour l'établissement du devis. Ont pu constituer des facteurs de dérive des coûts sur le palier 900 MW et sur le passage au palier 1.300 MW: - certaines contraintes non spécifiques au nucléaire, comme la réduction d'environ 20% des horaires de travail sur les chantiers de génie civil depuis 1970; il semble cependant que le poids de ces facteurs soit relativement faible; - une augmentation du volume des travaux liée aux modifications diverses par rapport aux projets initiaux notamment du CP1; ces modifications ont été apportées pour des raisons visant à améliorer la sûreté ou les conditions d'exploitation (salle des machines radiale du pallier CP2, modification très sensible de l'îlot nucléaire en passant du CP2 au 1.300 MW par exemple). Pour des centrales P'4 mises en service en 1992, on a donc retenu l'hypothèse d'une augmentation du coût de construction de 1,5% par rapport au devis de PENLY et GOLFECH, hors effets des coûts de site et de changement de rythme d'engagements. (suite)
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suite:
Effet du changement de rythme d'engagements Les coûts de référence ont été établis dans le passé sur la base d'un rythme d'engagement de trois tranches nucléaires 1.300 MW par an, ce qui correspondait au programme décidé en 1981. Depuis les rythmes d'engagement ont été revus en baisse, pour tenir compte notamment de l'achèvement de la phase de substitution du nucléaire aux combustibles fossiles pour les longues utilisations et de l'évolution prévisible de la demande: le rythme optimal d'engagement de ces prochaines années pourrait varier de moins d'une tranche à deux tranches par an suivant l'évolution de la demande. Selon E.D.F. le passage d'un rythme d'engagement de trois tranches à deux tranches par an se traduirait par une majoration du coût de construction de 3,5% en moyenne(3). Les contrats conclus récemment entre E.D.F. et certains fournisseurs importants dans le cadre du palier N 4 confortent ce point de vue. L'effet du passage à un rythme d'engagement d'une tranche par an, voire moins, n'est pas connu. On a étudié ce que donnerait sur le coût d'investissement une augmentation de 10% du coût de construction que pourrait entraîner une réduction importante du rythme d'engagement(3). Coûts de site
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Au total, les coûts obtenus
pour une centrale P'4 mise en service en 1992 et pour un rythme d'engagement
de deux tranches par an, sont les suivants:
Dans ces conditions, le coût
de construction de la centrale en développement mise en service
en 1992 avec un rythme d'engagement annuel de 2600 MWe (2 tranches de 1300
MWe) est de 5.362 francs du 1er janvier 1984 par kW sur des sites à
4 tranches.
1.1.2 Coût d'investissement d'une
centrale P'4 en développement
a) les frais de maître d'œuvre
b) Intérêts intercalaires
(suite)
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suite:
On a retenu le pourcentage de 24%; compte tenu du nombre de secondes paires, le pourcentage réel devrait être inférieur. e) Frais de pré-exploitation
d) Frais de démantèlement
e) Rythme d'engagement inférieur
1.1.3 Première estimation du coût
de construction d'une tranche N4 (hors frais de palier).
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1.1.4 Récapitulation
Exprimé en francs du 1er janvier 1984 par kW, le coût d'investissement du nucléaire ressort à: - 7.454 francs pour des centrales 1.300 MW P'4 et pour un rythme d'engagement annuel de 2 tranches (2.600 MWe);
- environ 7.100 francs pour des centrales N4
et pour un rythme d'engagement de 2 tranches par an (2.800 MWe);
1.2 Centrales au charbon
(suite)
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suite:
Le coût d'une chaudière spécialement conçue pour brûler du charbon importé est moindre; selon CDF, la diminution à attendre sur le seul coût de la chaudière est de 4% et, selon EDF, de 2%. On a retenu l'hypothèse la plus favorable aux centrales à charbon. Il en résulte une baisse du coût de construction de la centrale de référence de 1%. Par rapport à ces devis, une augmentation des coûts, hors effets de site, de 1% par année de décalage de la date de mise en service industrielle a été adoptée. Une diminution sensible des coûts de construction est possible par effet de série. On l'a évalué pour différents rythmes d'engagements: une tranche, deux tranches et quatre tranches par an. EDF et CDF estiment à 4% l'abaissement des coûts obtenus avec un programme d'une tranche par an par rapport à une tranche unique, commandée en dehors de tout programme régulier. Compte tenu du fait que les tranches de CORDEMAIS ont fait partie d'un programme de quatre tranches identiques, à un rythme proche d'une par an, l'effet de série qu'il a paru raisonnable de retenir, pour un programme régulier d'une tranche par an sur longue période (dix ans au moins), a été estimé à 2% par rapport aux coûts de CORDEMAIS. A deux tranches par an et quatre tranches par an, l'effet de série peut être estimé à 7% et 11% de baisse des coûts par rapport à CORDEMAIS. Un programme soutenu de tranches au charbon se traduirait toutefois par des surcoûts de site par rapport à CORDEMAIS, le développement des mises en service s'effectuant alors essentiellement soit sur des sites existants mais ne possédant pas d'infrastructure charbon, soit sur des sites nouveaux. Les surcoûts de construction retenus, après examen des sites disponibles pour CDF et pour EDF, sont de 4% pour un programme d'une tranche par an pendant dix ans; pour des programmes de deux et quatre tranches par an, ces surcoûts seraient encore majorées respectivement de 3 et 6%. Au total, les coûts de construction pour le palier actuel, pour des centrales mises en service en 1992, ont été évalués aux valeurs suivantes, exprimées en francs du 1er janvier 1984 et par kW:
Un abaissement des coûts des centrales
charbon est toutefois possible, à l'horizon étudié,
par un changement de palier:
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1.2.3 Coût d'investissement
(hors désulfuration)
a) Frais de maître d'œuvre Ils ont été évalués à 8% du coût de construction à 1 tranche/an, 6% à 2 tranches/an et 5% à 4 tranches/an. b) Intérêts intercalaires
c) Frais de pré-exploitation
1.2.4 Coût de l'investissement de
désulfuration
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suite:
Les suppléments de coûts d'investissements liés à l'épuration peuvent être évalués, en francs par kW installé et aux conditions économiques du 1.1.84, aux valeurs suivantes: Ces coûts sont établis à partir des hypothèses suivantes: - charbon à 1,5 g de soufre par thermie (correspondant à la teneur en soufre moyenne du charbon consommé par E.D.F.) - effet de rythme de 2% pour la construction d'une tranche/an - renouvellement du 1/3 des investissements initiaux après 15 ans de fonctionnement. 1.3 Centrales au fuel
1.4 Turbines à gaz Comme les années précédentes, on a conservé comme référence les turbines à gaz classiques (Palier 90 MW) installées à BRENNILIS et DIRINON. Pour des conditions normales de température et de pression de l'air à l'admission, ces turbines développent une puissance de 83,2 MW. La prise en compte des conditions atmosphériques moyennes des périodes pendant lesquelles elles peuvent être amenées à fonctionner, conduit à retenir une puissance de référence de 96,8 MW. Le coût d'investissement spécifique d'une turbine à gaz de ce type s'élève ainsi à 2.660 F du 1.1.84 par kW pour une mise en service en 1992. Il se décompose de la manière suivante:
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II. CHARGES D'EXPLOITATION
2.1 Valeurs retenues en 1982
2.2 Valeurs proposées en 1983
L'amortissement de ces charges sur le prix du kWh variera bien sûr suivant la durée d'appel des centrales. (suite)
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suite:
III. PRIX DES COMBUSTIBLES Les travaux du Groupe Long Terme Energie pour
la préparation du 9e Plan ont servi de référence à
l'élaboration du présent document. Toutefois, devant l'incertitude
qui pèse sur les prix de l'énergie entre 1990 et 2020, il
a paru raisonnable de retenir pour le charbon des scénarios contrastés,
reflétant les avis différents des experts.
3.1 Combustible nucléaire
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La chronique de prix correspondante
est alors la suivante (en francs du 1er janvier 1984 par kilo d'uranium):
3.1.2 Le cycle du combustible nucléaire
b) enrichissement
c) fabrication
d) retraitement, conditionnement et stockage
des déchets
(suite)
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suite:
e) crédit plutonium Dès 1982 on a estimé que le programme de développement de la filière à neutrons rapides laissait présager que le plutonium serait de manière durable en excédent. On avait alors considéré que le plutonium aurait une valeur nulle à l'horizon étudié. Depuis, les perspectives d'introduction des réacteurs à neutrons rapides se sont encore réduites en raison de la révision à la baisse de la demande d'électricité (travaux du Groupe Long Terme Energie), mais en conséquence il est probable que l'on s'orientera vers le recyclage du plutonium dans les réacteurs PWR. La valeur d'usage du plutonium est alors telle que le coût du kWh produit dans une tranche PWR est le même qu'il y ait ou non utilisation du plutonium recyclé. En moyenne actualisée la valeur d'usage du plutonium serait égale à 100 F/g et le crédit plutonium de 0,16 c/kWh, cette valeur étant cependant sensible aux hypothèses faites sur le coût de la fabrication et du retraitement des éléments combustibles au plutonium. 3.1.3 Coût
global du combustible nucléaire pour une production en base
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3.1.4 Coût de combustible
nucléaire pour les faibles durées d'appel
Compte tenu des charges financières liées à l'immobilisation du combustible en réacteur, le coût du combustible nucléaire augmente pour les faibles durées d'appel. De 6,4 centimes par kWh pour un fonctionnement en base, il passe à 7,08 centimes pour une durée d'appel de 4.000 heures et 8,44 centimes pour une durée d'appel de 2.000 heures. 3.2 Charbon
(suite)
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suite:
En toute hypothèse le marché du charbon paraît suffisamment ouvert et l'énergie charbon abondante pour que le prix de la thermie charbon puisse être déconnecté du prix de la thermie fioul. Deux scénarios contrastés ont donc été retenus(5): - l'un suppose un prix normatif de 47 $/t sans dérive et en monnaie constante; - l'autre supposant un prix normatif de 62 $/t en 1992, affecté d'une dérive de 2% par an. De tels acheminements n'excluent pas des évolutions plus contrastées dans le temps. La chronique de prix rendu centrale est alors la suivante (en centimes du 1er janvier 1984 par thermie et pour un dollar à 7,50 FF):
Elle suppose en outre:
3.3 Fuel lourd
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3.3.2 Situation actuelle
EN 1983, E.D.F. a acheté du fuel lourd à 12,6 c/th (francs courants). 3.3.3 Perspectives Aucune évolution notable n'étant à constater depuis les travaux du Groupe Long Terme Energie, le scénario central du Plan a été retenu comme hypothèse de base. Le prix du pétrole passerait donc de 27,7 $/baril en 1983 à 56,4 $/baril en 2000, en passant par 37,9 $/baril en 1990. Au-delà, la croissance du prix du brut devrait se prolonger au même rythme jusqu'à atteindre un niveau où le méthanol concurrencerait favorablement le fuel lourd (de l'ordre de F75 $ du 1er janvier 1983 par baril). L'évolution de la décote de 20% retenue jusqu'à présent entre prix du brut et prix du fuel lourd est susceptible d'évoluer; ce chiffre résulte de considérations techniques, le vapocraquage du fuel lourd étant possible avec un rendement de 80%, et peut donc évoluer suivant la situation respective de l'offre et de la demande de fuel lourd. Certains experts considèrent que cette décote pourraient croître en raison de la baisse de la demande en fuel lourd. Au contraire, d'autres pensent qu'à l'horizon considéré on pourra mieux valoriser qu'actuellement les quantités excédentaires de fuel lourd et que cette décote pourrait passer progressivement de 20% à 15% à l'horizon 2000. Dans ces conditions le groupe de travail a estimé raisonnable de conserver la décote de 20%. Compte tenu de l'ensemble de ces hypothèses, le tableau suivant résume l'évolution des prix du fuel lourd rendu centrale:
3.4 Fuel lourd distillé
(suite)
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suite:
IV. DUREES DE FONCTIONNEMENT DES DIFFERENTS TYPES DE CENTRALES Cette année comme l'an passé, le groupe de travail a décidé de réexaminer les hypothèses retenues pour un fonctionnement en base et de calculer des coûts de référence pour des durées d'appel plus courtes. 4.1 Fonctionnement en base
4.2 Fonctionnement pour de
plus faibles durées d'appel
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- En l'état actuel des
connaissances, il a été admis qu'une centrale nucléaire
appelée 4.000 heures ou 2.000 heures par an n'avait pas une durée
de vie plus longue qu'une centrale fonctionnant en base, le surcroît
d'usure présumé, lié aux phases d'arrêt et de
démarrage, compensant les effets contraires dus à la moindre
durée de fonctionnement. La durée de fonctionnement totale
actualisée est alors de 31.970 heures pour une durée d'appel
annuelle de 2.000 heures (calcul détaillé en annexes 0-3
et 0-4). Il n'est pas apparu utile d'envisager un fonctionnement du nucléaire
pour des durées plus courtes.
- L'expérience accumulée sur les centrales thermiques classiques montre qu'il est raisonnable de retenir une durée de vie de 30 ans dans le cas d'une durée annuelle moyenne de fonctionnement inférieure ou égale à 4.000 heures. Cela conduit à une durée de fonctionnement totale actualisée de 35.900 heures pour une durée d'appel annuelle de 4.000 heures et de 17.930 heures pour une durée d'appel annuelle de 2.000 heures (calcul détaillé en annexes 0-3 et 0-4). Pour ce qui est des très faibles durées d'appel, il a été retenu une durée de vie de 30 ans et une disponibilité correspondant à celle des turbines à gaz. La durée de fonctionnement totale actualisée est donc de 9.880 heures pour une durée d'appel annuelle de 1.000 heures et 3.950 heures pour une durée d'appel annuelle de 400 heures. REMARQUE:
V. RESULTATS.
(suite)
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suite:
Par rapport à 1982 le coût du kWh nucléaire diminue en francs constants de 3%, tandis que la baisse du coût du kWh charbon est plus nette (- 15%). Le raccordement des coûts de référence 1984 avec ceux de 1982 est donné dans le tableau 1-2. Pour la production nucléaire les principales modifications portent sur: - la réduction du rythme d'engagement annuel retenu comme référence (2.600 MW au lieu de 3.900 MW) qui se traduit par une hausse directe du coût de construction de 3,5%; - l'allongement de la durée de vie, qui passe de 21 ans à 25 ans avec pour conséquence une diminution de la part investissement dans le coût du kWh de 5,5%; - le recalage des charges d'exploitation et surtout l 'hypothèse de dérive annuelle de ces charges qui est ramenée de 3% à 2% (comme pour le kWh charbon); il en résulte une baisse de 12% des charges d'exploitation. En ce qui concerne la production au charbon les modifications suivantes sont à noter: - le coût du combustible diminue globalement de 17% en centimes par thermie (en fait 30% à dollar constant); les prix relativement élevés retenus en 1981-1982 traduisaient la situation, tendue à l'époque, du marché charbonnier international. A la fin de 1983 les prix sont inférieurs à la nouvelle hypothèse de référence, en raison de la situation déprimée du marché et du fret maritime; - les coûts d'investissements ont été attentivement réexaminés; le rythme d'engagement retenu est de 4 tranches par an comparable en puissance au rythme d'engagement du nucléaire; néanmoins le coût d'investissement est peu modifié (+ 3%). La disponibilité des centrales a été revue à la hausse, et il en résulte en définitive une légère baisse de la part investissement du coût du kWh (- 2%). - les charges d'exploitation suivent une évolution de même sens que celles du kWh nucléaire, accentuée par l'amélioration de la disponibilité, soit au total une baisse de 24%; On notera évidemment que le mouvement de baisse du coût du kWh nucléaire ou charbon résulte de la révision, dans un sens qui a paru plus réaliste au groupe de travail, d'hypothèses parfois arbitraires (dérive annuelle des charges d'exploitation ramenée de 3% à 2%), ou conventionnelles (allongement de la durée de vie ou amélioration de la disponibilité), ou encore largement prospectives (prix des combustibles importés par exemple). 5.1.2 Production en semi-base (4.000 ou 2.000 heures) En l'absence de désulfuration la durée d'équilibre entre le nucléaire et le charbon s'établit à 3.100 heures, alors qu'en 1982 celle-ci était d'environ 2.200 heures. Cette évolution s'analyse dans les mêmes termes qu'au paragraphe précédent. p.21
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La désulfuration peut affecter
lourdement la compétitivité du charbon. Avec le procédé
de désulfuration par injection de chaux, développé
par Charbonnages de France, la durée d'équilibre est ramenée
à 2.300 heures environ; cependant le procédé de désulfuration
par lavage au calcaire, très coûteux en investissement, grève
encore davantage le coût du kWh charbon (la compétitivité
n'est pas assurée pour une durée d'appel de 1.000 heures).
5.1.3 Production en pointe (1.000 ou 400 heures) Ce n'est que pour les très faibles durées d'appel (inférieures à 400 heures) que les centrales au fioul sont moins coûteuses que les centrales au charbon. Cependant les turbines à gaz, relativement peu chères en investissement, s'avèrent plus compétitives que tous les autres moyens de production pour des durées d'appel inférieures à 400 heures. Le développement des centrales au fioul ne paraît donc plus justifié. 5.2 Variantes
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5.2.1 Résultats
Les résultats des tests de sensibilité sont présentés dans l'annexe 2-1. Dans le tableau 2-2 on a rassemblé les résultats obtenus en retenant les deux jeux d'hypothèses les plus contrastés: - l'un systématiquement favorable au nucléaire (investissements diminués de 5%, gestion en campagnes longues) et défavorable au charbon (désulfuration par lavage des fumées au calcaire, 1 $ = 8,50 FF, prix du charbon élevé); - l'autre systématiquement favorable au charbon (investissements diminués de 6%, prix du charbon faible, désulfuration des fumées par injection de chaux, 1 $ = 6,5 FF) et défavorable au nucléaire. (investissement nucléaire: + 10%). La compétitivité du nucléaire en base est toujours préservée, même dans le jeu d'hypothèses qui lui est le plus défavorable (la durée d'équilibre est déplacée vers 6.000 heures). Par contre dans le jeu d'hypothèses favorable au nucléaire, le ratio du prix du kWh charbon par le prix du kWh nucléaire est voisin de 2 pour un fonctionnement en base et reste très supérieur à 1 pour une durée d'appel de 2.000 heures. La compétitivité relative du kWh nucléaire et du kWh charbon est très sensible au scénario retenu pour le prix du charbon et au coût de la désulfuration. Ainsi en supposant les autres hypothèses de référence inchangées, la durée d'équilibre avec des centrales charbon sans désulfuration est déplacée de 3.100 heures à 4.000 heures avec le scénario bas (47 $/t, constant); toutefois le coût de la désulfuration, qui pourrait devenir une dépense obligatoire en cas de fort développement de la production d'électricité à partir du charbon, compense intégralement l'avantage économique que représente un prix du charbon stabilisé à un niveau proche du niveau actuel. p.22
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COUTS DE REFERENCE DE LA PRODUCTION THERMIQUE
D'ELECTRICITE
Hypothèses de référence · Coûts
d'investissement et d'exploitation
· Cours du dollar: 7,50F · Prix des combustibles:
· Prix de l'uranium naturel: 698 F /kg en 1990 + 2% par an jusqu'en 2017 (1.192 F/kg) Durée de vie des centrales
(suite)
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suite:
DUREE ANNUELLES DE FONCTIONNEMENT
p.23
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DUREE ANNUELLES DE FONCTIONNEMENT
(suite)
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suite:
DUREE ANNUELLES DE FONCTIONNEMENT POUR DES TRANCHES APPELES 2.000 h/an
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p.25a
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H1 - Hypothèse I:
H2 - Hypothèse I:
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p.25b
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