Le nucléaire est l'une des énergies les plus abordables pour produire du courant en France, malgré les lourds investissements passés, mais les charges futures ne sont pas chiffrées précisément et le coût de l'atome devrait augmenter fortement à l'avenir. La Cour des comptes avait publié en janvier 2012 une analyse détaillée du coût du nucléaire, sans parvenir à mettre d'accord défenseurs et adversaires de l'atome. Le coût de production de l'électricité nucléaire, en 2010, s'élevait entre 33,1 et 49,5 euros par mégawattheure (MWh), en fonction des méthodes de calcul retenues dans ce document. Seule l'hydroélectricité produite dans les grands barrages fait mieux. Au total, les investissements de la filière depuis les années 1950, en incluant les dépenses de démantèlement programmées, sont évalués à 228 milliards d'euros. A elle seule, la construction des 58 réacteurs actuels est estimée à 96 milliards d'euros, soit 1,5 million par mégawatt installé, un coût qui a augmenté au fil du temps. Les investissements de maintenance vont également gonfler à l'avenir: ils sont passés de 1,5 milliard d'euros en moyenne entre 2008 et 2011, à 1,75 milliard en 2011 et devraient s'élever à 3,7 milliards en moyenne d'ici à 2025. Soit un total de 55 milliards d'euros, en incluant les travaux supplémentaires rendus nécessaires par les recommandations de sécurité édictées après la catastrophe de Fukushima, au Japon. En revanche, d'énormes incertitudes entourent les frais de démantèlement et de gestion des déchets nucléaires. Les dépenses de démantèlement des 58 réacteurs composant les 19 centrales françaises n'ont pu faire l'objet d'expertises approfondies par la Cour des comptes. EDF les estime à 18,4 milliards d'euros. La gestion à long terme des déchets radioactifs est quant à elle évaluée à 28,4 milliards d'euros. Ces coûts dépendront toutefois de plusieurs facteurs comme l'état d'avancement des connaissances, les retours d'expérience mais aussi les décisions futures sur la durée de vie des centrales nucléaires vieillissantes au-delà de leur période d'exploitation de 40 ans. Vingt-deux réacteurs sur 58 auront atteint 40 ans d'ici à 2022, et la totalité aura plus de 40 ans en 2050. Pour conserver le niveau de production d'électricité actuel, à défaut de prolongation des centrales, la Cour des comptes estime qu'il faudrait un effort très considérable d'investissement pour construire 11 réacteurs EPR d'ici à 2022, ce qui paraît très peu probable, voire impossible. A moins d'investir massivement dans les énergies renouvelables ou de réduire la consommation d'électricité, alors que le gouvernement veut réduire de 75% à 50% la part du nucléaire dans la production d'électricité française à l'horizon 2025. Seul le démantèlement de la doyenne des centrales, à Fessenheim (Haut-Rhin), est actuellement prévu, mais sa fermeture programmée pour fin 2016 pourrait donner lieu à des indemnisations pour EDF et ses partenaires. Et un EPR est actuellement en construction par EDF à Flamanville (Manche), pour un prix de 8,5 milliards d'euros, triplé par rapport au budget initial, et une mise en service retardée de 4 ans, en 2016. Mais parallèlement à l'éventuelle prolongation physique des centrales, EDF a demandé au gouvernement de pouvoir les amortir sur 50 ans dans ses comptes financiers. Cette opération comptable, en réduisant les sommes dévolues chaque année aux amortissements par EDF, permettrait mécaniquement à l'opérateur historique d'augmenter sa rentabilité et donc les dividendes versés à l'Etat, qui en détient 84,4%. Ces sommes pourraient également servir au financement de la transition énergétique. Une telle opération permettrait également de réduire un peu la hausse des tarifs de l'électricité au cours des prochaines années.
