Зміст
- Виробництво електроенергії
- Викиди: ядерна енергетика та енергія вугілля
- Ефективність та надійність
- Наявність ресурсів
- Витрати: ядерна енергетика проти викопного палива
- Майбутнє вироблення енергії
Ядерна енергія надходить від енергії, що зберігається в ядрі (ядрі) атома. Ця енергія вивільняється шляхом поділу (розщеплення атомів) або злиття (злиття атомів з утворенням більшого атома). Виділена енергія може використовуватися для отримання електроенергії.
Викопні види палива - які включають переважно вугілля, нафту та природний газ - заповнюють більшість енергетичних потреб по всьому світу. Виробництво електроенергії - одне з переважних напрямків використання викопного палива. Але цей ресурс обмежений.
Виробництво електроенергії
Ядерна енергія може бути звільнена шляхом розщеплення атома урану. Ядро атома складається з протонів і нейтронів. Коли ядро розщеплюється, воно виділяє енергію у вигляді тепла. Деякі нейтрони також виділяються при розщепленні. Ці нейтрони можуть розщеплювати інші ядра, вивільняючи більше тепла та нейтронів. Ця ланцюгова реакція називається ядерним поділом.
Викопне паливо формувалося з органічних залишків доісторичних рослин і тварин. Ці залишки, яким мільйони років, були перетворені теплом і тиском у земній корі в паливо, що містить вуглець.
Як атомні, так і викопні паливні електростанції виробляють електроенергію однаково. Тепло, що генерується в цих установках, використовується для отримання пари. Ця пара приводить в дію турбіну, яка працює на генераторі, який перетворює механічну енергію в електричну.
Викиди: ядерна енергетика та енергія вугілля
Ядерна енергія чистіша при генерації електроенергії. Ядерний поділ забезпечує енергією, не виділяючи парникові гази, такі як вуглекислий газ.Однак атомні електростанції утворюють радіоактивні відходи, найважливіший фактор при порівнянні викопного палива для порівняння забруднення ядерної енергії.
Однак, порівнявши енергетичну енергію та вугілля, враховуйте, що спалювання викопного палива виділяє вуглекислий газ в атмосферу. Насправді 90 відсотків викидів вуглецю від виробництва електроенергії в США надходять від вугільних електростанцій. Вони виділяють такі забруднюючі речовини, як діоксид сірки, токсичні метали, миш’як, кадмій та ртуть.
Ефективність та надійність
Гранула ядерного палива важить приблизно 0,1 унції (6 грам). Однак цей єдиний пелет дає енергію, еквівалентну енергії, виробленій тонною вугілля, 120 галонів нафти або 17000 кубічних футів природного газу, що робить ядерне паливо набагато ефективнішим, ніж викопне паливо.
Крім того, атомні електростанції працюють надійніше, ніж інші споруди з виробництва електроенергії. У 2017 році атомні станції працювали на повну потужність 92% часу. Для порівняння розглянемо час роботи інших енергогенеруючих джерел: вугільних установок (54%), установок природного газу (55%), вітрогенераторів (37%) та сонячних установок (27%).
Наявність ресурсів
Уран - одне з найпоширеніших джерел енергії на Землі. Уран може бути перероблений і використаний знову, одна з переваг ядерної енергії перед викопними видами палива. З іншого боку, викопні види палива не відновлюються. Відбулося різке зниження запасів енергії через залежність людей від викопних видів палива.
Витрати: ядерна енергетика проти викопного палива
Вартість важлива при розгляді плюсів і мінусів ядерної енергетики проти викопного палива. Хоча експлуатаційні витрати для атомних електростанцій перевищують витрати на інші джерела електроенергії, що виробляють електроенергію, загальна вартість менше, ніж більшість. Середня загальна вартість виробництва електроенергії включає експлуатацію, технічне обслуговування та паливо. Витрати відображаються в млинах за кіловат-годину, де один млин дорівнює 0,001 дол. США або десятій частині США.
Середні загальні витрати в млинах на кіловат-годину, повідомлені за 2017 рік, складають, у порядку зростання витрат, 10,29 для гідроелектростанції (включаючи як звичайні гідроелектростанції, так і насосні накопичувальні гідроелектростанції), 24,38 для атомної енергетики, 31,76 для газової турбіни та малого масштабу (визначено як газові турбіни, установки внутрішнього згоряння, фотоелектричні або сонячні та вітрові установки) та 35,41 для викопних парових установок.
Майбутнє вироблення енергії
Джерела викопного палива поступово скорочуються, що призводить до потенційного глобального дефіциту енергії. Атомні електростанції вже забезпечують енергією в тридцяти штатах. З ухваленими двома новими установками та близько 18 заявок на будівництво нових установок, що розглядаються Комісією з ядерного регулювання США в 2018 році, атомні електростанції можуть заповнити цю енергетичну потребу в США.