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Pourquoi les petits réacteurs modulaires ne peuvent pas rivaliser avec les énergies renouvelables dans la course à l’énergie propre

(LinkedIn: https://www.linkedin.com/posts/bmarcoux_les-prm-sont-confront%C3%A9s-%C3%A0-des-co%C3%BBts-%C3%A9lev%C3%A9s-activity-7282456718142320640-8HeT.)

Les petits réacteurs nucléaires modulaires (PRM) sont souvent abordés aux côtés des systèmes d’énergies renouvelables, telles que les panneaux solaires, les éoliennes et les batteries, en tant que solutions potentielles pour la production d’énergie propre. Bien que les PRM puissent être prometteurs pour des applications de niche, telles que la fourniture d’énergie fiable dans des endroits éloignés ou des zones à potentiel renouvelable limité, ils font face à des défis importants pour concurrencer l’énergie solaire et éolienne pour la production d’électricité grand public en raison de plusieurs facteurs inhérents :

  1. Absence de réduction des coûts de la technologie nucléaire. 
    Au cours des 60 à 70 dernières années, les réacteurs nucléaires ont connu une réduction minimale des coûts et de très longs délais de construction, les tendances récentes suggérant même une augmentation des coûts malgré les progrès technologiques. Cette absence de progrès indique que l’énergie nucléaire pourrait ne pas subir de réductions de coûts substantielles dans un avenir prévisible.
  2. Économies d’échelle. 
    Les grands réacteurs nucléaires bénéficient d’économies d’échelle, car le coût des composants, comme les chaudières et les turbines à vapeur, diminue proportionnellement lorsqu’ils sont mis à l’échelle. Intentionnellement, les PRM ne profitent pas de ces avantages, ce qui entraîne des coûts plus élevés par kilowattheure par rapport à leurs homologues plus grands au même niveau d’apprentissage. Cependant, les PRM visent à compenser cet inconvénient précoce par une courbe d’apprentissage plus rapide et des délais de construction plus courts.
  3. Courbe d’apprentissage retardée. 
    En tant que nouvelle technologie, les PRM n’ont pas de courbe d’apprentissage établie. En revanche, les panneaux solaires ont un taux de réduction des coûts bien établi d’environ 30% par doublement de production, tandis que les éoliennes et les batteries présentent des courbes d’apprentissage entre 15% et 25%. 
  4. Complexité technologique. 
    Les PRM sont des technologies complexes, similaires aux gros avions de ligne et aux chasseurs à réaction. Ces systèmes complexes ont généralement des réductions de coûts plus lentes par rapport aux technologies modulaires plus simples comme les panneaux solaires, les éoliennes et les batteries, qui peuvent être produites en série efficacement. L’apprentissage des PRM est également ralenti par les considérations de sûreté inhérentes à leur nature nucléaire.
  5. Poussée du gouvernement face aux limites technologiques. 
    Bien qu’un fort soutien du gouvernement puisse accélérer le déploiement, il ne peut pas modifier fondamentalement la trajectoire des coûts d’une technologie. La courbe d’apprentissage est intrinsèque à la nature d’une technologie, ce qui signifie que les PRM sont limités par leur nature complexe, les obstacles de fabrication et les exigences de sécurité. 
  6. Avantage des énergies renouvelables dans la production de masse. 
    Les panneaux solaires et les batteries sont relativement simples à fabriquer et à déployer, ressemblant à des produits qui peuvent être « imprimés » et produits en série. Les éoliennes sont beaucoup plus simples que les PRM, ce qui permet de réduire rapidement les coûts et de les adopter à grande échelle. Cet écart entre les énergies renouvelables et les PRM continue de se creuser.

En résumé : Les PRM sont confrontés à des inconvénients structurels en termes de coût, d’évolutivité et de taux d’amélioration technologique par rapport aux panneaux solaires, aux éoliennes et aux batteries. Ces technologies sont déjà moins chères, plus évolutives et s’améliorent à un rythme beaucoup plus rapide. L’énergie nucléaire, y compris les PRM, peut avoir sa place dans des régions où les ressources solaires ou éoliennes sont limitées. Toutefois, les sources d’énergie renouvelables devraient être le choix privilégié dans la recherche d’une production d’énergie rentable et respectueuse de l’environnement.

Why Small Modular Reactors Can’t Compete with Renewables in the Clean Energy Race

(LinkedIn : https://www.linkedin.com/pulse/why-small-modular-reactors-cant-compete-renewables-clean-marcoux-nbghe.)

Nuclear small modular reactors (SMRs) are often discussed alongside renewables, such as solar panels, wind turbines, and batteries, as potential solutions for clean energy generation. While SMRs may hold promise for niche applications, such as providing reliable power in remote locations or areas with limited renewable potential, they face significant challenges in competing with solar and wind for mainstream electricity generation due to several inherent factors:

  1. Lack of Cost Reductions in Nuclear Technology
    Over the last 60–70 years, nuclear reactors have experienced minimal cost reduction and very long lead times, with recent trends even suggesting increased costs despite technological advances. This lack of progress indicates that nuclear energy may not undergo substantial cost reductions in the foreseeable future.
  2. Economies of Scale
    Large nuclear reactors benefit from economies of scale, as the cost of components like boilers and steam turbines decreases proportionally when scaled up. In contrast, SMRs intentionally do not take advantage of these benefits, leading to higher costs per kilowatt hour compared to their larger counterparts at the same learning level. However, SMRs aim to compensate for this early disadvantage with a faster learning curve and shorter lead times.
  3. Delayed Learning Curve.
    As a new technology, SMRs lack an established learning curve. In contrast, solar panels have a well-established cost-reduction rate of about 30% per doubling of production, while wind turbines and batteries exhibit learning curves between 15% and 25%. 
  4. Technological Complexity
    SMRs are intricate technologies, similar to large airliners and fighter jets. These complex systems typically have slower cost reductions compared to simpler, modular technologies like solar panels, wind turbines and batteries, which can be efficiently mass-produced. SMRs learning is also slowed by the inherent safety considerations associated with their nuclear nature.
  5. Government Push vs. Technological Limitations
    While strong government backing can accelerate deployment, it cannot fundamentally alter the cost trajectory of a technology. The learning curve is intrinsic to the nature of a technology, meaning SMRs are constrained by their intricate nature, manufacturing hurdles, and safety requirements. 
  6. Renewables Advantage in Mass Production
    Solar panels and batteries are relatively simple to manufacture and deploy, resembling products that can be “printed” and mass-produced. Wind turbines are far simpler than SMRs, which enables rapid cost reductions and widespread adoption. This gap between renewable energy and SMRs continues to widen.

In summary: SMRs face structural disadvantages in terms of cost, scalability and technological improvement rates compared to solar panels, wind turbines and batteries. These technologies are already cheaper, more scalable and improving at a much faster rate. Nuclear energy, including SMRs, may have a place in regions with limited solar or wind resources. However, renewable energy sources should be the preferred choice in the pursuit of cost-effective and environmentally friendly energy generation.

Contraste des révolutions numérique et énergétique

Les premiers microprocesseurs apparus dans les années 1970 ont déclenché une cascade de révolutions technologiques dans les domaines de l’informatique, des télécommunications, d’Internet et des réseaux sociaux. La prochaine vague pourrait être l’IA. J’ai de l’expérience dans toutes les vagues précédentes, du codage de base à la gestion de services de télécommunications concurrentiels, en passant par l’exploitation d’un service téléphonique Internet et l’analyse de diverses entreprises de médias. (Et mon fils est en IA.)

Je suis passé à l’énergie il y a plus de 20 ans, lorsque j’ai vu l’éminente transformation de ce secteur.

Aujourd’hui, je constate des vagues similaires dans la transition vers l’abandon des combustibles fossiles : les énergies renouvelables, le transport, le chauffage et l’hydrogène. Toutefois, il existe également des différences importantes entre cette révolution énergétique et celle qui a touché l’industrie informatique.

Dans les deux révolutions, chaque vague a renforcé la précédente. Il est cependant difficile de prédire quand une nouvelle vague surviendra ni sous quelle forme. Les fournisseurs traditionnels ont souvent du mal à adopter et à s’adapter aux nouvelles technologies et aux nouveaux modèles d’affaires, ce qui finit par éroder leur valeur. L’écosystème devient plus grand et plus complexe, créant ainsi des opportunités pour de nouveaux acteurs d’émerger et de prospérer. Les deux révolutions ont des répercussions sur la géopolitique. Par exemple, au cours des années 1990, les pays en développement ont vu diminuer leurs recettes internationales provenant des télécommunications, tandis que certains pays verront leurs recettes tirées des énergies fossiles baisser dans un avenir rapproché. Même si les services publics, comme les télécommunications, le câble et l’électricité, survivent à la tourmente, ils sont cantonnés dans leur rôle d’opérateurs, ne pouvant pas se développer dans la chaîne de valeur. En revanche, les services publics de gaz peuvent connaître une contraction.

Toutefois, la transition énergétique surpasse la révolution numérique en termes d’impact économique. Elle ne se limite pas à avoir un impact économique, elle est aussi physique grâce à des projets d’infrastructure colossaux. De plus, elle se distingue par le fait que, même si les progrès technologiques ont déclenché l’ère de l’informatique, les préoccupations environnementales constituent le moteur du changement actuel. Par conséquent, les politiques gouvernementales (et certains diront même l’ingérence) jouent un rôle plus important dans la transition énergétique.

Comme la consommation d’énergie des centres de données augmente rapidement, il est possible que la transition énergétique et la transformation numérique en cours convergent. Espérons que ces changements ne se transforment pas en tsunami.

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Comparing the Digital and Energy Revolutions

The first microchips in the 1970s sparked a series of transformation waves in computing, telecommunications, Internet and social media. The next wave could be AI. I have experience in all the previous waves, from basic coding to managing competitive telecom services, operating an internet telephone service, and analyzing various media companies. (And my son is in AI.)

I switched to energy over 20 years ago, as I saw the eminent transformation of this sector.

I observe similar waves in the transition away from fossil fuels: renewables, transportation, heating, and hydrogen. However, there are also notable distinctions between the energy transition and the one experienced by the computer industry.

In both revolutions, successive waves superimposed and amplified their predecessors. Yet, predicting when the next wave will emerge, or what shape it may take, remains elusive. Traditional suppliers often struggle to adopt and adapt to new technologies and business models, ultimately eroding their value. The ecosystem becomes larger and more complex, creating opportunities for new players to emerge and thrive. Both revolutions have geopolitical impacts. For instance, the 1990s saw a reduction in international telecom revenues for developing countries, while some countries will see reduced fossil fuel revenues in the coming years. Public utilities, such as telecom, cable, and electricity, survive the turmoil, but remain limited to being mere carriers, unable to expand up or down the value chain. Gas utilities, on the other hand, may experience contraction.

However, the energy transition dwarfs the digital revolution. It impacts economies not only numerically but physically, with massive infrastructure projects. What also sets it apart is that while technological advances sparked the computer age, environmental concerns drive the current shift. Therefore, government policies (and some may say meddling) are more important in the energy transition.

As data centre energy consumption rises rapidly, there is a possibility that the ongoing energy transition and digital transformation will converge. Let’s hope these changes don’t turn into a tsunami.

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