Votre question est vaste et complexe, et il nous sera difficile de vous apporter des réponses complètes et très précises. Nous considérons la terminologie "coût en énergie" que vous utilisez comme synonyme de "consommation" d'énergie.

L'énergie grise

Vous voulez connaître le rapport entre l'énergie nécessaire à la construction (énergie grise) des différentes centrales électriques par rapport à celle qu'elle vont produire.

Ces paramètres sont extrêmes complexes et variables en fonction des technologies utilisées mais également des rendements de ces installations. Par exemple, une éolienne très bien située aura un bilan très différent d'une autre moins bien placée. Le coût énergétique du démantèlement de certaines centrales (qui doit être compris dans l'énergie grise), par exemples nucléaires, sont mal connus car aucun démantèlement complet n'a jamais été pratiqué.

Ce que l'on peut affirmer c'est qu'aucune des technologies que vous citez produit moins d'énergie que celle nécessaire à sa mise en oeuvre, bien au contraire ! Cela ne signifie pas pour autant que ces technologies sont financièrement rentables ou qu'elles aient un bon rendement (capacité à transformer leur source d'énergie en électricité).

Il faut également signaler, que l'argument qui voudrait que l'énergie grise soit tellement élevée qu'elle disqualifie certaines techniques et systématiquement utilisé et sans preuve pour toute nouvelle technologie. La peur du changement peut-être ?....

Par exemple, les cellules photovoltaïques produisent autant d'énergie que celle nécessaire à leur construction après 3-4 ans (sur une durée de vie d'env. 25 ans). Voir notre réponse : http://www.questionsur.ch/search?id=56243

Les rendements

Votre seconde question, si nous l'avons bien comprise, porte sur les rendements. C'est à dire la capacité à chaque système à transformer l'énergie primaire (uranium, vent, eau, etc.) qu'elle reçoit en électricité.

Là encore, il est difficile de comparer les systèmes. En effet, si par exemple, une centrale thermique au charbon ne transforme en électricité qu'une petite partie de l'énergie contenue dans le charbon (env. 35%) et en perd donc 65%, cette perte est difficilement comparable à celle d'une centrale hydraulique qui ne parvient pas à transformer toute la puissance de l'eau en électricité (perte env. 40%). En effet, dans le premier cas on perd une ressource non renouvelable, généralement sous forme de pollution, dans l'autre cas l'eau continue son chemin et n'est pas perdue. Ces pertes ne sont donc pas comparables.

Il faut aussi souligner que votre question porte sur l'électricité et que celle-ci est une énergie de haute valeur qui implique des pertes pour la produire. La transformation des ressources d'énergie en chaleur se fait a des rendements bien meilleurs que pour la production de l'électricité.

Pour la pompe à chaleur, par exemple, le rendement dépend du mode de production de l'électricité qui l'alimente et de sa capacité à récupérer la chaleur dans l'environnement. Voir notre réponse: http://questionsur.ch/search?id=54185