Содержание
- Выработка электроэнергии
- Выбросы: ядерная энергия против угольной энергии
- Эффективность и надежность
- Наличие ресурсов
- Затраты: ядерная энергия против ископаемого топлива
- Будущее выработки энергии
Ядерная энергия происходит от энергии, запасенной в ядре (ядре) атома. Эта энергия высвобождается в результате деления (расщепления атомов) или слияния (слияния атомов в более крупный атом). Высвобождаемая энергия может быть использована для выработки электроэнергии.
Ископаемые виды топлива, которые в основном включают уголь, нефть и природный газ, покрывают большинство потребностей в энергии во всем мире. Производство электроэнергии является одним из основных видов использования ископаемого топлива. Но этот ресурс ограничен.
Выработка электроэнергии
Ядерная энергия может быть выделена путем расщепления атома урана. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Когда ядро расщепляется, оно выделяет энергию в форме тепла. Некоторые нейтроны также выделяются при расщеплении. Эти нейтроны могут расщеплять другие ядра, выделяя больше тепла и нейтронов. Эта цепная реакция называется ядерным делением.
Ископаемое топливо было сформировано из органических остатков доисторических растений и животных. Эти останки, которым миллионы лет, были преобразованы под действием тепла и давления в земной коре в углеродсодержащее топливо.
И атомные электростанции, и электростанции, работающие на ископаемом топливе, производят электричество одинаково. Тепло, вырабатываемое на этих заводах, используется для выработки пара. Этот пар приводит в движение турбину, которая питает генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую.
Выбросы: ядерная энергия против угольной энергии
Ядерная энергия чище при производстве электричества. Ядерное деление обеспечивает энергию без выделения парниковых газов, таких как углекислый газ.Однако атомные электростанции генерируют радиоактивные отходы, что является критическим фактором при сравнении ископаемого топлива с загрязнением атомной энергетики.
Однако при сравнении ядерной и угольной электростанций следует учитывать, что при сжигании ископаемого топлива выделяется углекислый газ в атмосферу. Фактически, 90 процентов выбросов углерода от производства электроэнергии в Соединенных Штатах приходится на электростанции, работающие на угле. Они выделяют такие загрязнители, как диоксид серы, токсичные металлы, мышьяк, кадмий и ртуть.
Эффективность и надежность
Шарик ядерного топлива весит примерно 0,1 унции (6 грамм). Однако эта единственная гранула дает количество энергии, эквивалентное энергии, производимой тонной угля, 120 галлонами нефти или 17 000 кубических футов природного газа, что делает ядерное топливо гораздо более эффективным, чем ископаемое топливо.
Кроме того, атомные электростанции работают более надежно, чем другие объекты по производству электроэнергии. В 2017 году атомные станции работали на полную мощность в 92% случаев. Для сравнения рассмотрим время работы других источников энергии: угольных электростанций (54%), газовых электростанций (55%), ветрогенераторов (37%) и солнечных электростанций (27%).
Наличие ресурсов
Уран является одним из самых распространенных источников энергии на Земле. Уран может быть переработан и использован снова, одно из преимуществ ядерной энергии перед ископаемым топливом. С другой стороны, ископаемое топливо не возобновимо. Резко сократились энергетические запасы из-за зависимости людей от ископаемого топлива.
Затраты: ядерная энергия против ископаемого топлива
Стоимость важна при рассмотрении плюсов и минусов ядерной энергии по сравнению с ископаемым топливом. В то время как эксплуатационные расходы на атомные электростанции превышают стоимость других источников электроэнергии, генерирующих электроэнергию, общая стоимость меньше, чем у большинства. Средняя общая стоимость производства электроэнергии включает эксплуатацию, техническое обслуживание и топливо. Затраты указаны в мельницах на киловатт-час, где одна мельница равна 0,001 долл. США или одной десятой от цента США.
Средние общие затраты в мельницах на киловатт-час, о которых сообщалось в 2017 году, в порядке возрастания затрат составляют 10,29 для гидроэлектростанций (включая как обычные гидроэлектростанции, так и гидроаккумулирующие станции с насосом), 24,38 для атомной энергетики, 31,76 для газотурбинных и малых установок (определены как газотурбинные установки, установки внутреннего сгорания, фотоэлектрические или солнечные и ветряные установки) и 35,41 для установок, работающих на ископаемом топливе.
Будущее выработки энергии
Источники ископаемого топлива постепенно сокращаются, что ведет к потенциальному глобальному дефициту энергии. Атомные электростанции уже дают энергию в тридцати штатах. С одобрением двух новых станций и около 18 заявок на строительство новых станций, рассматриваемых Комиссией по ядерному регулированию США в 2018 году, атомные электростанции могут удовлетворить эту потребность в энергии в Соединенных Штатах.