Kärnenergi kommer från den energi som lagras i kärnan i en atom. Denna energi frigörs genom klyvning (delande atomer) eller fusion (sammanslagning av atomer för att bilda en större atom). Den frigjorda energin kan användas för att generera el.
Fossila bränslen - som huvudsakligen inkluderar kol, olja och naturgas - fyller de flesta energibehov runt om i världen. Elproduktion är en av de dominerande användningarna av fossila bränslen. Men den här resursen är begränsad.
Generera el
Kärnenergi kan frigöras genom att dela en uranatom. Kärnan i en atom är gjord av protoner och neutroner. När kärnan delas släpper den energi i form av värme. Vissa neutroner släpps också i splittringen. Dessa neutroner kan dela upp andra kärnor och frigöra mer värme och neutroner. Denna kedjereaktion kallas kärnklyvning.
Fossila bränslen bildades av de organiska resterna av förhistoriska växter och djur. Dessa rester, som är miljoner år gamla, omvandlades genom värme och tryck i jordskorpan till kolinnehållande bränslen.
Både kärnkraftverk och fossila bränslekraftverk producerar el på samma sätt. Värmen som genereras i dessa anläggningar används för att generera ånga. Denna ånga driver en turbin, som driver en generator som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi.
Utsläpp: Kärnkraft mot kolkraft
Kärnenergi är renare medan den genererar el. Kärnklyvning ger energi utan att släppa ut växthusgaser som koldioxid. Emellertid genererar kärnkraftverk radioaktivt avfall, en kritisk faktor när man jämför ett förorening med kärnkraft.
I en jämförelse mellan kärnkraft och kolkraft menar du att förbränning av fossila bränslen frigör koldioxid i atmosfären. Faktum är att 90 procent av koldioxidutsläppen från elproduktion i USA kommer från koleldade kraftverk. De avger föroreningar som svaveldioxid, giftiga metaller, arsenik, kadmium och kvicksilver.
Effektivitet och pålitlighet
En pellets av kärnbränsle väger ungefär 0,1 gram (6 gram). Den enda pelleten ger emellertid mängden energi motsvarande den som genereras av ett ton kol, 120 liter olja eller 17 000 kubikfot naturgas, vilket gör kärnbränsle mycket effektivare än fossil bränslen.
Dessutom fungerar kärnkraftverk mer pålitligt än andra kraftproduktionsanläggningar. År 2017 arbetade kärnkraftverk med full kapacitet 92% av tiden. Som jämförelse överväg drifttiderna för andra energiproducerande källor: kolanläggningar (54%), naturgasanläggningar (55%), vindgeneratorer (37%) och solcentraler (27%).
Tillgång till resurser
Uran är en av de vanligaste energikällorna på jorden. Uran kan upparbetas och användas igen, en av fördelarna med kärnenergi framför fossila bränslen. Fossila bränslen är å andra sidan inte förnybara. Det har skett en kraftig nedgång i energireserverna på grund av människors beroende av fossila bränslen.
Kostnader: Kärnenergi vs fossila bränslen
Kostnader är viktiga när man överväger för- och nackdelar med kärnenergi jämfört med fossila bränslen. Medan driftskostnaderna för kärnkraftverk överstiger kostnaden för andra elproducerande kraftkällor är den totala kostnaden mindre än de flesta. Den genomsnittliga totala kostnaden för elproduktion inkluderar drift, underhåll och bränslen. Kostnader redovisas i kvarnar per kilowattimme där en kvarn är lika med $ 0,001 eller en tiondel av en amerikansk cent.
Genomsnittliga totala kostnader i fabriker per kilowattimme som rapporterats för 2017 är, i ordning för ökande kostnad, 10,29 för vattenkraft (inklusive både konventionell vattenkraft och pumplagring vattenkraftverk), 24,38 för kärnkraft, 31,76 för gasturbin och liten skala (definierad som gasturbin, förbränning, solceller eller sol- och vindkraftverk) och 35.41 för fossil ånga växter.
Framtiden för energiproduktion
Fossila bränslekällor minskar gradvis, vilket leder till en potentiell global brist på energi. Kärnkraftverk ger redan energi i trettio stater. Med två nya anläggningar godkända och cirka 18 ansökningar om att bygga nya anläggningar som övervägs av USA Kärnkraftsregleringskommissionen 2018 kan kärnkraftverk fylla det energibehovet i USA.
