Elektrane na nuklearno i fosilno gorivo razlikuju se uglavnom po tome odakle dolazi njihova energija; nuklearni reaktor proizvodi toplinu od radioaktivnih metala, a postrojenje za fosilna goriva sagorijeva ugljen, naftu ili prirodni plin. Uz tehničke razlike između dva pristupa, oni različito utječu na okoliš: Postrojenja na fosilna goriva jesu poznat po emisijama stakleničkih plinova, dok su nuklearni reaktori poznati po radioaktivnom otpadu, koji može ostati opasan za tisuće ljudi godina.
Ugljikovodici vs. Radioaktivnost
Elektrana na fosilna goriva oslanja se na drevnu tehnologiju vatre za proizvodnju topline; takve biljke sagorijevaju ugljikovodična goriva poput metana ili usitnjenog ugljena. Proces izgaranja oslobađa energiju iz kemijskih veza u gorivu. Suprotno tome, nuklearni reaktori iskorištavaju toplinu radioaktivnosti. Teški, nestabilni atomi urana-235 i plutonija-239, obojica uobičajena nuklearna goriva, raspadaju se u lakše elemente dok generiraju obilnu toplinu.
Gustoća energije goriva
Budući da su nuklearne reakcije mnogo energičnije od kemijskih, kilogram nuklearnog goriva nosi oko milijun puta više energije od kilograma fosilnog goriva. Prema Sveučilištu Florida, elektrani na ugljen od 1 gigavata potrebno je 9000 tona goriva dnevno; ekvivalentna nuklearka u isto vrijeme troši oko 3 kilograma urana.
Analiza emisija
Reakcije izgaranja koje pokreću postrojenje za fosilna goriva troše gorivo i kisik te proizvode vodenu paru, ugljični dioksid i energiju. Izgaranjem ugljena, prirodnog plina i nafte uvijek se dobiva CO2, plin za koji se vjeruje da je jako povezan s globalnim zagrijavanjem. Budući da ugljen i nafta imaju nezapaljive nečistoće, ti izvori također proizvode dušične okside, sumporni dioksid i druge onečišćujuće tvari. Nuklearna elektrana ne koristi kemijske reakcije za proizvodnju energije; tijekom normalnog rada nema plinovitih emisija.
Opasnosti od okoliša
Opasnosti postoje i kod fosilnih goriva i kod nuklearnih elektrana, iako su mnoge opasnosti različite. Dizajn reaktora većine operativnih nuklearnih elektrana zahtijeva stalni protok vode kako bi se reaktor spriječio pregrijavanje i moguće ispuštanje radioaktivnosti u okoliš; katastrofa u Fukushimi 2011. godine dogodila se kada su pumpe za vodu otkazale. Elektrane na ugljen stvaraju velike količine pepela, čvrstog otpada koji sadrži živu, arsen i druge opasne materijale. Neki operateri biljaka sadrže pepeo u gigantskim ribnjacima, koji može puknuti, kontaminirajući okolno područje. Takva se nesreća dogodila u Tennesseeju 2008. godine, oslobađajući 1,3 milijuna kubnih metara - 1,7 milijuna kubnih metara - gnojnice.