Περιεχόμενο
- Δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας
- Εκπομπές: Πυρηνική ενέργεια έναντι της ενέργειας άνθρακα
- Αποτελεσματικότητα και αξιοπιστία
- Διαθεσιμότητα πόρων
- Κόστος: Πυρηνική ενέργεια έναντι ορυκτών καυσίμων
- Το μέλλον της παραγωγής ενέργειας
Η πυρηνική ενέργεια προέρχεται από την ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυρήνα (πυρήνας) ενός ατόμου. Αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται μέσω της σχάσης (άτομα διάσπασης) ή της σύντηξης (συγχώνευση των ατόμων για να σχηματίσουν ένα μεγαλύτερο άτομο). Η ενέργεια που απελευθερώνεται μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Τα ορυκτά καύσιμα - τα οποία περιλαμβάνουν κυρίως τον άνθρακα, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο - καλύπτουν τις περισσότερες ενεργειακές ανάγκες σε όλο τον κόσμο. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι μία από τις κυριότερες χρήσεις των ορυκτών καυσίμων. Αλλά ο πόρος αυτός είναι περιορισμένος.
Δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας
Η πυρηνική ενέργεια μπορεί να απελευθερωθεί με τη διάσπαση ενός ατόμου ουρανίου. Ο πυρήνας ενός ατόμου αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια. Όταν ο πυρήνας διασπάται, απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας. Ορισμένα νετρόνια απελευθερώνονται επίσης στη διάσπαση. Αυτά τα νετρόνια μπορεί να χωρίσουν άλλους πυρήνες, απελευθερώνοντας περισσότερη θερμότητα και νετρόνια. Αυτή η αλυσιδωτή αντίδραση ονομάζεται πυρηνική σχάση.
Τα ορυκτά καύσιμα σχηματίστηκαν από τα οργανικά υπολείμματα προϊστορικών φυτών και ζώων. Αυτά τα απομεινάρια, τα οποία είναι εκατομμύρια χρόνια παλιά, μετατράπηκαν από τη θερμότητα και την πίεση στη γήινη φλούδα σε καύσιμα που περιέχουν άνθρακα.
Τόσο οι πυρηνικές όσο και οι μονάδες παραγωγής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια με τον ίδιο τρόπο. Η θερμότητα που παράγεται σε αυτά τα φυτά χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού. Αυτός ο ατμός κινεί έναν στρόβιλο, ο οποίος τροφοδοτεί μια γεννήτρια που μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια.
Εκπομπές: Πυρηνική ενέργεια έναντι της ενέργειας άνθρακα
Η πυρηνική ενέργεια είναι καθαρότερη παράλληλα με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η πυρηνική σχάση παρέχει ενέργεια χωρίς να απελευθερώνει αέρια θερμοκηπίου όπως το διοξείδιο του άνθρακα.Ωστόσο, οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής παράγουν ραδιενεργά απόβλητα, ένας κρίσιμος παράγοντας κατά τη σύγκριση των ορυκτών καυσίμων με την πυρηνική ενέργεια.
Ωστόσο, σε σύγκριση με την πυρηνική ενέργεια έναντι της ενέργειας άνθρακα, θεωρεί ότι η καύση ορυκτών καυσίμων απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Στην πραγματικότητα, το 90% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες προέρχεται από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα. Εκπέμπουν ρύπους όπως διοξείδιο του θείου, τοξικά μέταλλα, αρσενικό, κάδμιο και υδράργυρο.
Αποτελεσματικότητα και αξιοπιστία
Ένα δισκίο πυρηνικού καυσίμου ζυγίζει περίπου 0,1 ουγκιά (6 γραμμάρια). Ωστόσο, αυτό το ενιαίο σφαιρίδιο αποδίδει την ποσότητα ενέργειας ισοδύναμη με εκείνη που παράγεται από έναν τόνο άνθρακα, 120 γαλόνια πετρελαίου ή 17.000 κυβικά πόδια φυσικού αερίου, καθιστώντας το πυρηνικό καύσιμο πολύ πιο αποδοτικό από τα ορυκτά καύσιμα.
Επιπλέον, οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής λειτουργούν με μεγαλύτερη αξιοπιστία σε σχέση με άλλες εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το 2017, τα πυρηνικά εργοστάσια εργάζονταν σε πλήρη δυναμικότητα 92% του χρόνου. Για λόγους σύγκρισης, εξετάστε τους χρόνους λειτουργίας για άλλες πηγές ενέργειας: εγκαταστάσεις άνθρακα (54%), μονάδες φυσικού αερίου (55%), ανεμογεννήτριες (37%) και ηλιακές εγκαταστάσεις (27%).
Διαθεσιμότητα πόρων
Το ουράνιο είναι μια από τις πιο άφθονες πηγές ενέργειας στη Γη. Το ουράνιο μπορεί να επανεπεξεργαστεί και να χρησιμοποιηθεί ξανά, ένα από τα πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενέργειας έναντι των ορυκτών καυσίμων. Τα ορυκτά καύσιμα, από την άλλη πλευρά, είναι μη ανανεώσιμα. Υπήρξε ραγδαία μείωση των αποθεμάτων ενέργειας λόγω της εξάρτησης των ανθρώπων από τα ορυκτά καύσιμα.
Κόστος: Πυρηνική ενέργεια έναντι ορυκτών καυσίμων
Το κόστος είναι σημαντικό κατά την εξέταση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων της πυρηνικής ενέργειας έναντι των ορυκτών καυσίμων. Ενώ το κόστος λειτουργίας των πυρηνικών σταθμών υπερβαίνει το κόστος άλλων πηγών ενέργειας που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, το συνολικό κόστος είναι μικρότερο από τους περισσότερους. Το μέσο συνολικό κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας περιλαμβάνει εργασίες, συντήρηση και καύσιμα. Οι δαπάνες αναφέρονται σε ελαιοτριβεία ανά κιλοβατώρα, όπου ένα μύλο ισούται με 0,001 $ ή το ένα δέκατο ενός αμερικανικού σεντ.
Το μέσο συνολικό κόστος των ελαιοτριβείων ανά κιλοβατώρα που αναφέρθηκαν για το 2017 είναι, κατά σειρά αύξησης, 10,29 για υδροηλεκτρική ενέργεια (συμπεριλαμβανομένων των συμβατικών υδροηλεκτρικών σταθμών υδροηλεκτρικής και αντλιοθετημένης αποθήκευσης), 24,38 για πυρηνική ενέργεια, 31,76 για αεριοστροβίλους και μικρής κλίμακας όπως αεριοστρόβιλοι, εσωτερική καύση, φωτοβολταϊκά ή ηλιακά και αιολικά πάρκα) και 35,41 για σταθμούς ατμοσφαιρικού ατμού.
Το μέλλον της παραγωγής ενέργειας
Οι πηγές ορυκτών καυσίμων μειώνονται σταδιακά, οδηγώντας σε πιθανή παγκόσμια έλλειψη ενέργειας. Οι μονάδες πυρηνικής ενέργειας παρέχουν ήδη ενέργεια σε τριάντα κράτη. Με δύο εγκριθείσες νέες εγκαταστάσεις και περίπου 18 αιτήσεις για την κατασκευή νέων εργοστασίων που εξετάζονται από την Επιτροπή Ρυθμιστικών Αρχών των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής το 2018, οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής μπορούν να καλύψουν αυτή την ανάγκη ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες.