Kernkraftwerke und Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen unterscheiden sich hauptsächlich darin, woher ihre Energie stammt; ein Kernreaktor erzeugt Wärme aus radioaktiven Metallen, und ein Kraftwerk für fossile Brennstoffe verbrennt Kohle, Öl oder Erdgas. Neben den technischen Unterschieden zwischen den beiden Ansätzen wirken sie sich unterschiedlich auf die Umwelt aus: Fossile Kraftwerke sind berüchtigt für Treibhausgasemissionen, während Kernreaktoren für radioaktiven Abfall bekannt sind, der für Tausende gefährlich bleiben kann von Jahren.
Kohlenwasserstoffe vs. Radioaktivität
Ein fossil befeuertes Kraftwerk beruht auf der uralten Feuertechnologie, um Wärme zu erzeugen; solche Anlagen verbrennen Kohlenwasserstoffbrennstoffe wie Methan oder Kohlenstaub. Bei der Verbrennung wird Energie aus den chemischen Bindungen im Kraftstoff freigesetzt. Im Gegensatz dazu nutzen Kernreaktoren die Wärme der Radioaktivität. Die schweren, instabilen Atome von Uran-235 und Plutonium-239, beides gängige Kernbrennstoffe, zerfallen in leichtere Elemente und erzeugen dabei reichlich Wärme.
Brennstoffenergiedichte Fuel
Da Kernreaktionen viel energiereicher sind als chemische, enthält ein Pfund Kernbrennstoff etwa 1 Million Mal mehr Energie als ein Pfund fossiler Brennstoff. Nach Angaben der University of Florida benötigt ein 1-Gigawatt-Kohlekraftwerk 9.000 Tonnen Brennstoff pro Tag; Ein gleichwertiges Atomkraftwerk verbraucht in der gleichen Zeit etwa 3 Kilogramm Uran.
Emissionsaufschlüsselung
Die Verbrennungsreaktionen, die ein Kraftwerk mit fossilen Brennstoffen antreiben, verbrauchen Brennstoff und Sauerstoff und produzieren Wasserdampf, Kohlendioxid und Energie. Bei der Verbrennung von Kohle, Erdgas und Öl entsteht immer CO2, ein Gas, von dem angenommen wird, dass es stark mit der globalen Erwärmung verbunden ist. Da Kohle und Öl nicht brennbare Verunreinigungen aufweisen, produzieren diese Quellen auch Stickoxide, Schwefeldioxid und andere Schadstoffe. Ein Kernkraftwerk verwendet keine chemischen Reaktionen, um Energie zu erzeugen; im Normalbetrieb gibt es keine gasförmigen Emissionen.
Umweltgefahren
Gefahren bestehen sowohl bei Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen als auch bei Kernkraftwerken, obwohl viele der Gefahren unterschiedlich sind. Die Reaktorkonstruktion der meisten in Betrieb befindlichen Kernkraftwerke erfordert einen konstanten Wasserfluss, um eine Überhitzung des Reaktors und eine mögliche Freisetzung von Radioaktivität in die Umgebung zu verhindern; Die Katastrophe von Fukushima im Jahr 2011 ereignete sich, als Wasserpumpen ausfielen. Kohlekraftwerke erzeugen große Mengen an Asche, festem Abfall, der Quecksilber, Arsen und andere gefährliche Stoffe enthält. Einige Anlagenbetreiber lagern die Asche in riesigen Teichen, die platzen und die Umgebung kontaminieren können. Ein solcher Unfall ereignete sich 2008 in Tennessee, bei dem 1,3 Millionen Kubikmeter – 1,7 Millionen Kubikyards – Ascheschlamm freigesetzt wurden.