Le coût du nucléaire varie selon les critères retenus. En France, le coût « cash » de l’énergie nucléaire était par exemple estimé en 2017 à 33 euros le mégawattheure (MWh) par la Société française d’énergie nucléaire (Sfen), une association scientifique soutenant cette industrie. Le coût « cash » inclut les dépenses de combustible, d’exploitation et de maintenance, les coûts liés à la gestion des déchets et au futur démantèlement des centrales ainsi que le coût des investissements actuels et futurs. Il exclut celui des investissements passés [PDF], contrairement au coût courant économique (CCE) qui l’inclut. La Cour des comptes, chargée du contrôle de la dépense publique, avait estimé en 2014 le CCE du MWh à 59,80 euros. Les retards et les surcoûts du réacteur EPR (de nouvelle génération) en construction à Flamanville (Manche) donnent lieu à un CCE prévu en 2020 par la Cour des comptes entre 110 et 120 euros du MWh pour ce projet.

En France, le coût de l’électricité nucléaire progresse en raison de la hausse des coûts liés à la gestion des déchets, aux futurs démantèlements et aux investissements de maintenance. L’entreprise EDF, qui exploite l’intégralité des réacteurs nucléaires en France, doit investir jusqu’en 2033 de fortes sommes pour prolonger leur durée de vie, initialement prévue pour 40 ans, et améliorer leur sûreté. Parallèlement, le coût de l’électricité issue des énergies renouvelables baisse. En 2018, le coût de production d’un MWh allait de 50 à 71 euros pour l’éolien terrestre et de 45 à 81 euros pour les centrales photovoltaïques au sol, selon une étude de l’Ademe [PDF], un établissement public. Ce coût n’est pas tout à fait comparable à celui du MWh nucléaire calculé par la Cour des comptes, car contrairement au CCE, il n’intègre pas le coût du démantèlement futur des installations. Les fourchettes sont larges, car elles dépendent de la localisation des équipements et de leur qualité.

Pour produire de l’électricité, un réacteur nucléaire n’émet pas de gaz à effet de serre. Cependant, la construction et le démantèlement des centrales sont émetteurs de gaz à effet de serre, au même titre que l’extraction et le transport des matières premières. En tenant compte de l’ensemble du cycle de vie, le nucléaire a une émission médiane (une moitié des émissions sont supérieures, l’autre moitié sont inférieures) de 12 g d’équivalent CO₂ par kWh, un niveau nettement inférieur à celle des centrales au gaz (490 g) et à celle des centrales à charbon (820 g), selon une étude publiée en 2018 [PDF] par le Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (Giec) mis en place par l’ONU. Il émet même moins de gaz à effet de serre que le photovoltaïque (48 g) et à peine plus que l’éolien terrestre (11 g).

Le combustible qui alimente les réacteurs nucléaires est fabriqué à partir d’uranium naturel. Pour le marché français, ce minerai est importé par l’entreprise française Orano (ex-Areva), qui exploite des gisements au Canada, au Kazakhstan et au Niger. Elle doit ensuite le transformer en un combustible nucléaire. Les importations d’uranium naturel coûtent chaque année entre 500 millions et 1 milliard d’euros, selon la Sfen. Le combustible nucléaire représente 15 % du coût « cash » de l’énergie nucléaire, dont un tiers est lié au coût de l’uranium naturel, selon Orano.

En France, plusieurs installations nucléaires ont été arrêtées : des réacteurs d’EDF, des sites de fabrication de combustible d’Orano et des unités de recherche du CEA. Dans une étude publiée en 2020, la Cour des comptes constatait qu’entre 2013 et 2018, les devis correspondant aux démantèlements en cours avaient fortement augmenté. En 2020, la centrale de Fessenheim (Haut-Rhin) est la première à avoir été fermée dans le cadre de la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) mise en place par les pouvoirs publics pour guider la transition énergétique en France. La PPE prévoit de réduire la part du nucléaire de 75 % à 50 % de la production d’électricité du pays d’ici 2035.