De nombreuses stations de pompage-turbinage sont dès à présent en place au Japon. Grâce à ces systèmes de stockage hydraulique à haute efficacité les panneaux solaires sur toitures pourraient produire de l’électricité en base et éliminer complètement le nucléaire.

C’est la conclusion d’une étude publiée récemment par des chercheurs de l’université du Texas dans la revue Environmental Research Letters.
En 2010, la part du nucléaire était de 27 % dans le mix électrique japonais. Pour la seule région de Kanto qui comprend l’agglomération très peuplée de Tokyo, 40 % de l’électricité délivrée par TEPCO (Tokyo Electric Power Company) provenait de la fission de l’uranium 235.

Le tiers de la population japonaise réside dans cette région. Le reste du mix comprenait 63 % d’électricité d’origine fossile, principalement du gaz naturel liquéfié importé par bateau, et 10 % des renouvelables, principalement des barrages hydroélectriques.

La catastrophe de mars 2011 au complexe nucléaire de Fukushima Daiichi a conduit à la fuite de substances radioactives dans la biosphère et la chaîne alimentaire, et à la fermeture de l’intégralité du parc nucléaire du pays.

La question de les rouvrir, ou non, reste entière. Dans l’urgence, le Japon a augmenté de manière significative sa consommation de combustibles fossiles.

Synergie entre l’eau et le soleil

Les énergies renouvelables sont aujourd’hui très populaires et très demandées par la population japonaise qui craint la réouverture des centrales nucléaires.

Remplacer l’atome par le solaire est généralement rejeté d’un revers de la main par les sceptiques des énergies renouvelables, en arguant du caractère intermittent de cette ressource durable.

Mais « le japon possède la plus grande capacité de stockage par pompage-turbinage du monde, un total de 24,6 GW » soulignent les chercheurs (1GW = 1000 MW).

Dans leur étude, les chercheurs américains estiment que si, au lieu d’assister les centrales nucléaires, les STEP japonaises actuelles étaient couplées avec des panneaux solaires couvrant les toitures disponibles et adaptées sur des bâtiments de Tokyo, la combinaison obtenue permettrait de remplacer environ 26,5 % l’électricité d’origine nucléaire consommée par la capitale japonaise  en 2010.

Les scientifiques ont déterminé que 43,1 GW de solaire PV sur toiture combiné aux 7,28 GW de capacités STEP de la région de Kanto permettrait de délivrer en base une puissance de 4,8 GW 91 % du temps, soit l’équivalent de l’électricité délivrée par 5 réacteurs nucléaires. Et aussi de gérer les périodes de pointe de la demande

Le solaire est une énergie intrinsèquement intéressante étant donné que les êtres humains sont diurnes : la production solaire a lieu précisément quand la demande électrique est élevée.

Les chercheurs basent leurs affirmations sur une étude approfondie des espaces de toiture disponibles, sur 34 ans de données d’insolation dans la région, et sur l’hypothèse d’une efficacité énergétique des systèmes de collecte solaire de 13 %.

Le pays du soleil levant pourrait faire honneur à son nom

En installant une surface solaire 5,6 fois supérieure à la surface disponible en toiture, c’est la totalité de l’électricité nucléaire qui pourrait alors être remplacée par le solaire.

« Nous avons estimé que 1700 km² de solaire PV, couplé à 18,1 GW de STEP seraient suffisants pour remplacer la totalité de la capacité nucléaire 2010 de TEPCO » indiquent les chercheurs.

L’agglomération tokyoïte serait alors intégralement libérée du nucléaire grâce au solaire. 1700 km², c’est 0.4 % de la surface de l’archipel nippon.

Selon le ministère japonais des sciences, 30 000 kilomètres carrés ont été  contaminées aux césiums 134 et 137 à la suite de la catastrophe de Fukushima Dai-Ichi. Et un secteur de 20 km autour de la centrale nucléaire a été évacué (1256 km²).

Un coût non rédhibitoire et qui évolue favorablement

L’équipe américaine estime que le coût de production de l’électricité en baseload délivrée par ce système synergique hydro-solaire serait de 0.206 dollars par kWh sur la base d’une période de 25 ans (1 dollar = 0.75 euro).

« Ces coûts sont comparables avec ceux du prix de l’électricité résidentielles au Japon (0.241 dollars par kWh en 2010) » rappellent les chercheurs. Si l’énergie solaire en excès est incluse, énergie qui peut être valorisée, le coût tombe alors à 0.162 dollars (soit 12 centimes d’euros).

Et les scientifiques ajoutent que « de nombreuses études montrent que les coûts du solaire PV vont continuer à baisser parallèlement à l’augmentation des volumes de production ».

Le prix de revient du kWh du nucléaire de nouvelle génération EPR s’élève à environ 10,5 centimes d’euros selon Per Lekander, analyste chez UBS, un prix confirmé par de nombreux experts.

Boom du solaire au Japon: 1500 MW au premier trimestre 2013.

Le Japon est aujourd’hui la cinquième puissance solaire du monde en termes de puissance installée cumulée (5,9 GW en 2012), derrière l’Allemagne (32,4 GW), l’Italie (16,3 GW), la Chine (8,3 GW) et les USA (7,7 GW).

Le développement de grands systèmes photovoltaïques était déjà en cours au Japon avant la catastrophe nucléaire de 2011, ceci dans le cadre de la « PV2030 Initiative ». Mais Fukushima a conduit à accélérer drastiquement la cadence.

Grâce à un cadre règlementaire attractif mis en place par le gouvernement après à la catastrophe, 1500 MW ont été installés durant le premier trimestre 2013. Et selon les experts de Bloomberg, ce sont au total entre 6,9 et 9,9 GW qui seront installés au pays du soleil levant en 2013.

Si cette dynamique se maintient, ce sont alors plus de 50 GW qui pourraient être installés d’ici 2020. Le Japon pourrait alors rejoindre le champion allemand, voir le dépasser.

En France, le Président de la République François Hollande s’est engagé à baisser de 25 points la part du nucléaire dans le mix électrique. Le solaire PV représente aujourd’hui (2012) selon RTE 0.7 % du mix électrique de l’hexagone.

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Source: techniques-ingenieur.fr