Zawartość
- Generuje prąd
- Emisje: energia jądrowa a energia węglowa
- Wydajność i niezawodność
- Dostępność zasobów
- Koszty: Energia jądrowa a paliwa kopalne
- Przyszłość wytwarzania energii
Energia jądrowa pochodzi z energii zmagazynowanej w jądrze (rdzeniu) atomu. Energia ta jest uwalniana przez rozszczepienie (rozszczepienie atomów) lub fuzję (połączenie atomów z wytworzeniem większego atomu). Uwolniona energia może zostać wykorzystana do wytworzenia elektryczności.
Paliwa kopalne - które obejmują głównie węgiel, ropę naftową i gaz ziemny - zaspokajają większość potrzeb energetycznych na całym świecie. Wytwarzanie energii elektrycznej jest jednym z głównych zastosowań paliw kopalnych. Ale ten zasób jest ograniczony.
Generuje prąd
Energia jądrowa może zostać uwolniona przez rozszczepienie atomu uranu. Jądro atomu składa się z protonów i neutronów. Kiedy jądro dzieli się, uwalnia energię w postaci ciepła. Niektóre neutrony są również uwalniane podczas podziału. Te neutrony mogą rozszczepiać inne jądra, uwalniając więcej ciepła i neutronów. Ta reakcja łańcuchowa nazywa się rozszczepieniem jądrowym.
Paliwa kopalne powstały z organicznych pozostałości prehistorycznych roślin i zwierząt. Te pozostałości, które mają miliony lat, zostały przetworzone przez ciepło i ciśnienie w skorupie ziemskiej na paliwa zawierające węgiel.
Zarówno elektrownie jądrowe, jak i paliwa kopalne wytwarzają energię elektryczną w ten sam sposób. Ciepło wytwarzane w tych zakładach jest wykorzystywane do wytwarzania pary. Ta para napędza turbinę, która napędza generator, który przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną.
Emisje: energia jądrowa a energia węglowa
Energia jądrowa jest czystsza podczas wytwarzania energii elektrycznej. Rozszczepienie jądrowe dostarcza energii bez uwalniania gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla.Jednak elektrownie jądrowe wytwarzają odpady radioaktywne, co jest krytycznym czynnikiem przy porównywaniu zanieczyszczenia paliw kopalnych z porównaniem zanieczyszczenia energią jądrową.
W porównaniu energii jądrowej z energią węglową należy jednak wziąć pod uwagę, że spalanie paliw kopalnych uwalnia dwutlenek węgla do atmosfery. W rzeczywistości 90 procent emisji dwutlenku węgla z produkcji energii elektrycznej w Stanach Zjednoczonych pochodzi z elektrowni węglowych. Emitują zanieczyszczenia, takie jak dwutlenek siarki, toksyczne metale, arsen, kadm i rtęć.
Wydajność i niezawodność
Pellet paliwa jądrowego waży około 0,1 uncji (6 gramów). Jednak ten pojedynczy pellet daje ilość energii równoważną energii wytwarzanej przez tonę węgla, 120 galonów ropy naftowej lub 17 000 stóp sześciennych gazu ziemnego, dzięki czemu paliwo jądrowe jest znacznie wydajniejsze niż paliwa kopalne.
Ponadto elektrownie jądrowe działają bardziej niezawodnie niż inne obiekty wytwarzania energii. W 2017 r. Elektrownie jądrowe pracowały z pełną mocą w 92% przypadków. Dla porównania weź pod uwagę czasy działania dla innych źródeł wytwarzania energii: elektrowni węglowych (54%), elektrowni gazowych (55%), generatorów wiatrowych (37%) i elektrowni słonecznych (27%).
Dostępność zasobów
Uran jest jednym z najliczniejszych źródeł energii na Ziemi. Uran może być ponownie przetwarzany i ponownie wykorzystywany, co stanowi jedną z zalet energii jądrowej w porównaniu z paliwami kopalnymi. Z drugiej strony paliwa kopalne są nieodnawialne. Nastąpił gwałtowny spadek rezerw energii z powodu uzależnienia ludzi od paliw kopalnych.
Koszty: Energia jądrowa a paliwa kopalne
Koszt jest ważny przy rozważaniu zalet i wad energii jądrowej w porównaniu z paliwami kopalnymi. Podczas gdy koszty operacyjne dla elektrowni jądrowych przewyższają koszty innych źródeł energii elektrycznej, całkowity koszt jest mniejszy niż większość. Średni całkowity koszt wytwarzania energii elektrycznej obejmuje eksploatację, konserwację i paliwa. Koszty są zgłaszane w młynach na kilowatogodzinę, gdzie jeden młyn wynosi 0,001 USD lub jedną dziesiątą centa USA.
Średnie całkowite koszty w młynach na kilowatogodzinę zgłoszone za 2017 r. Wynoszą, w kolejności rosnących kosztów, 10,29 dla elektrowni wodnych (w tym zarówno konwencjonalnych elektrowni wodnych, jak i elektrowni szczytowo-pompowych), 24,38 dla energii jądrowej, 31,76 dla turbiny gazowej i małej skali (zdefiniowane jako turbina gazowa, spalanie wewnętrzne, elektrownie fotowoltaiczne lub słoneczne i wiatrowe) oraz 35,41 dla elektrowni na paliwa kopalne.
Przyszłość wytwarzania energii
Źródła paliw kopalnych stopniowo maleją, co prowadzi do potencjalnego globalnego niedoboru energii. Elektrownie jądrowe już dostarczają energię w trzydziestu stanach. Po zatwierdzeniu dwóch nowych elektrowni i około 18 wnioskach o budowę nowych elektrowni rozważanych przez amerykańską komisję regulacyjną ds. Energii jądrowej w 2018 r., Elektrownie jądrowe mogą zaspokoić tę potrzebę energetyczną w Stanach Zjednoczonych.