Ядерная энергия против. Ископаемое топливо

Ядерная энергия происходит из энергии, хранящейся в ядре (ядре) атома. Эта энергия высвобождается в результате деления (расщепление атомов) или слияния (слияние атомов с образованием более крупного атома). Выделяемая энергия может быть использована для выработки электроэнергии.

Ископаемое топливо, которое в основном включает уголь, нефть и природный газ, удовлетворяет большинство потребностей в энергии во всем мире. Производство электроэнергии является одним из основных видов использования ископаемого топлива. Но этот ресурс ограничен.

Ядерная энергия может быть высвобождена путем расщепления атома урана. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Когда ядро ​​расщепляется, оно выделяет энергию в виде тепла. Некоторые нейтроны также выделяются при расщеплении. Эти нейтроны могут расщеплять другие ядра, выделяя больше тепла и нейтронов. Эта цепная реакция называется делением ядра.

Ископаемое топливо образовалось из органических остатков доисторических растений и животных. Эти останки возрастом в миллионы лет были преобразованы под воздействием тепла и давления в земной коре в углеродсодержащее топливо.

И атомные электростанции, и электростанции, работающие на ископаемом топливе, производят электроэнергию одинаково. Тепло, вырабатываемое на этих установках, используется для производства пара. Этот пар приводит в действие турбину, которая приводит в действие генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую.

Атомная энергия чище при производстве электроэнергии. Ядерное деление дает энергию без выделения парниковых газов, таких как углекислый газ. Однако атомные электростанции производят радиоактивные отходы, что является решающим фактором при сравнении ископаемого топлива с уровнем загрязнения ядерной энергии.

Однако при сравнении ядерной и угольной энергии следует учитывать, что при сжигании ископаемого топлива в атмосферу выделяется углекислый газ. Фактически, 90 процентов выбросов углерода от производства электроэнергии в Соединенных Штатах происходит от угольных электростанций. Они выделяют такие загрязнители, как диоксид серы, токсичные металлы, мышьяк, кадмий и ртуть.

Таблетка ядерного топлива весит примерно 0,1 унции (6 граммов). Однако эта отдельная гранула дает количество энергии, эквивалентное энергии, вырабатываемой тонной угля, 120 галлонов нефти или 17000 кубических футов природного газа, что делает ядерное топливо намного более эффективным, чем ископаемое топливо.

Кроме того, атомные электростанции работают надежнее других объектов электроэнергетики. В 2017 году атомные станции работали на полную мощность 92% времени. Для сравнения рассмотрим время работы других источников энергии: угольные электростанции (54%), газовые электростанции (55%), ветряные генераторы (37%) и солнечные электростанции (27%).

Уран - один из самых распространенных источников энергии на Земле. Уран можно переработать и снова использовать, что является одним из преимуществ ядерной энергетики перед ископаемым топливом. С другой стороны, ископаемое топливо невозобновляемо. Запасы энергии резко сократились из-за зависимости людей от ископаемого топлива.

Стоимость важна при рассмотрении плюсов и минусов ядерной энергии по сравнению с ископаемым топливом. Хотя эксплуатационные расходы на атомные электростанции превышают затраты на другие источники электроэнергии, генерирующие электроэнергию, общая стоимость меньше, чем у большинства из них. Средняя общая стоимость производства электроэнергии включает эксплуатацию, техническое обслуживание и топливо. Затраты указаны в мельницах на киловатт-час, где одна мельница равна 0,001 доллара США или одной десятой цента США.

Средние общие затраты в мельницах на киловатт-час, указанные в 2017 году, составляют в порядке увеличения затрат 10,29 для гидроэлектроэнергии (включая как традиционные гидроэлектростанции, так и гидроаккумуляторы). гидроэлектростанции), 24,38 для ядерной энергетики, 31,76 для газовых турбин и малых масштабов (определяемых как газовые турбины, установки внутреннего сгорания, фотоэлектрические или солнечные и ветряные электростанции) и 35,41 для ископаемого пара растения.

Источники ископаемого топлива постепенно сокращаются, что ведет к потенциальной глобальной нехватке энергии. Атомные электростанции уже обеспечивают энергией 30 штатов. С утверждением двух новых заводов и около 18 заявок на строительство новых заводов, находящихся на рассмотрении США. Комиссия по ядерному регулированию в 2018 году, атомные электростанции могут удовлетворить эту потребность в энергии в Соединенных Штатах.