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核能是否屬于綠色能源?

發(fā)布時(shí)間:2021-07-14 資訊來源:嘿嘿能源heypower 瀏覽次數(shù):1234

環(huán)境是公共資源。近年來,人們?cè)絹碓街匾暼绾螠p輕人類活動(dòng)對(duì)空氣、水和土地的影響。最受關(guān)注的話題當(dāng)數(shù)“綠色能源”。
 
    然而,對(duì)于“綠色”的定義各方莫衷一是。一些組織將“綠色能源”定義為對(duì)環(huán)境影響低的能源。目前,人們非常關(guān)注溫室氣體 (GHG),許多定義似乎將“低影響”和“低溫室氣體排放”視為同義詞。
 
     “綠色”的定義對(duì)核能行業(yè)具有特別的意義。

核電有時(shí)被描述為不產(chǎn)生溫室氣體的能源。雖然這并不完全正確,但可以肯定地說,核電的溫室氣體排放量遠(yuǎn)低于化石燃料能源。另一方面是能源的可持續(xù)性——即能源供應(yīng)是否會(huì)隨著時(shí)間的推移“耗盡”。

簡(jiǎn)單地說,化石燃料和鈾資源是有限的,最終會(huì)被耗盡。而可再生能源,如風(fēng)能和太陽能,實(shí)際上是無限的。

然而,這種觀點(diǎn)忽略了一個(gè)事實(shí),風(fēng)能和太陽能的設(shè)備制造過程也會(huì)消耗化石能源,這也是不可再生能源。
 
    同樣,有些人認(rèn)為核能產(chǎn)生長半衰期核廢料,因而不是“綠色”的。但類似的論點(diǎn)也適用于生產(chǎn)太陽能或風(fēng)能所需組件時(shí)產(chǎn)生的廢料。也有人認(rèn)為在判斷核能是否算作綠色能源時(shí),必須考慮以下幾點(diǎn):對(duì)乏燃料進(jìn)行后處理可以從中提取更多能量;使用釷燃料循環(huán)代替鈾循環(huán);從非常規(guī)資源(例如海水)中提取鈾。
 
    搖籃到墳?zāi)?/span>

化石燃料都是碳基燃料,因此燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。與化石燃料不同,鈾燃料不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體。然而,核燃料循環(huán)的其它部分,包括鈾的開采、提取和濃縮,確實(shí)會(huì)產(chǎn)生一些溫室氣體。鮮為人知的是,風(fēng)能和太陽能也會(huì)產(chǎn)生一些溫室氣體。
 
    在對(duì)“綠色”的分析中都需要考慮這一點(diǎn),但通常情況并非如此。

    美國環(huán)境保護(hù)署 (EPA) 是犯此錯(cuò)誤的眾多組織之一。

EPA 認(rèn)為綠色能源包含:太陽能、風(fēng)能、地?zé)帷⒄託狻⒑细裆镔|(zhì)和低影響小水電。同時(shí)EPA表示,雖然核電在發(fā)電過程中不排放溫室氣體,但需要采礦、提取和長期放射性廢物儲(chǔ)存。但是EPA并沒有對(duì)太陽能或風(fēng)能做出類似的聲明。由于風(fēng)能和太陽能的能量密度很低,每產(chǎn)生單位能量需要更多的設(shè)備部件。此外,風(fēng)力渦輪機(jī)需要使用稀土金屬,太陽能光伏的制造需要使用劇毒材料。
 
    與其簡(jiǎn)單地將某種能源系統(tǒng)分類為“綠色”或“非綠色”,評(píng)估能源是否“綠色”的更好方法是分析從“搖籃到墳?zāi)埂比芷诘沫h(huán)境影響。

這種生命周期評(píng)估可以更準(zhǔn)確地說明溫室氣體排放總量。盡管任何能源的全生命周期都會(huì)排放溫室氣體,但是排放量不同。
 
    在評(píng)估溫室氣體排放時(shí)必須解決的另一個(gè)問題是計(jì)算方法,不同的研究員所采用的方法都有差異。2013年,美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室 (NREL)對(duì)大量計(jì)算進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)各種計(jì)算中在操作方法、評(píng)估方法及參數(shù)選取等方面存在差異。然而,盡管存在這些差異,但所有評(píng)估都表明煤炭的生命周期排放量明顯高于任何其它能源。
 
    化石燃料中天然氣在溫室氣體方面是最優(yōu)的,但其排放量仍然很大。太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑺芎秃四艿臏厥覛怏w很少,而核能的排放量最少。因此,如果基于全生命周期的溫室氣體排放衡量綠色程度,核能應(yīng)該與風(fēng)能和太陽能屬于同一類。
 
    是否產(chǎn)生廢料

就非溫室氣體影響而言,核電和可再生能源不會(huì)產(chǎn)生顆粒物,以及甲烷、硫或氧化亞氮,有機(jī)化合物或有毒重金屬。
 
    然而,核工業(yè)確實(shí)會(huì)產(chǎn)生核廢料,這些廢料必須在放射性衰變之前隔離數(shù)千年。核工業(yè)經(jīng)常飽受詬病,其“綠色”資質(zhì)也因此受到質(zhì)疑。然而,核廢料的體積很小,并且正在開展核廢料儲(chǔ)存庫開發(fā)。
 
    還值得注意的是,其它能源并非沒有浪費(fèi)產(chǎn)生廢料。

除了空氣中的排放物外,煤炭還會(huì)產(chǎn)生大量固體廢料。即使是可再生能源也會(huì)產(chǎn)生廢料。數(shù)量龐大的有毒廢料將會(huì)給環(huán)境帶來巨大挑戰(zhàn)。例如,太陽能光伏需要使用大量太陽能電池板,電池板會(huì)隨著時(shí)間的推移而退化,必須更換。對(duì)于日本這樣的小國來說,如何處理這些廢舊電池板已經(jīng)成為一個(gè)問題。
 
    對(duì)于化石燃料或核燃料,需要考慮到采礦對(duì)環(huán)境的影響。

然而,核電運(yùn)營所需的資源量遠(yuǎn)少于燃燒化石燃料,因此鈾資源開采對(duì)環(huán)境的影響水平較低。此外,可再生能源需要開采大量結(jié)構(gòu)材料以及有毒材料。盡管可再生能源開采過程對(duì)環(huán)境影響比煤炭小得多,但仍不可忽略。
 
    能源的全面分析還包括以下幾個(gè)方面:

土地利用等因素,太陽能和風(fēng)能所需土地比其它能源更大。對(duì)鳥類和蝙蝠的影響(風(fēng)能面臨的問題);事故(核電站發(fā)生的嚴(yán)重事故會(huì)污染周邊地區(qū));地震(水電大壩和石油和天然氣的面臨的問題);以及與處理來自各種能源的廢物相關(guān)的影響(建造和運(yùn)營處理設(shè)施、運(yùn)輸廢物等)。
    
    沒有任何能源是完全綠色的。

整體評(píng)估結(jié)果,核能與大多數(shù)可再生能源的綠色程度非常接近。但能源評(píng)估是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工作,雖然綠色很重要,但必須結(jié)合其它因素來考慮。決策者必須權(quán)衡每種能源的溫室氣體、其它排放物與成本等方面;資源的短期和長期可用性;24小時(shí)整體能源供應(yīng)的可靠性;以及能源供應(yīng)安全,防止因天氣或外國供應(yīng)商而中斷等問題。
 
    同時(shí),這些評(píng)估是動(dòng)態(tài)的。外國政府的資源發(fā)現(xiàn)和行動(dòng)會(huì)影響供應(yīng),而技術(shù)發(fā)展和政府決策會(huì)影響一系列措施,包括成本、可用性、排放和其它措施。某些領(lǐng)域的突破可能會(huì)顯著改變?cè)u(píng)估結(jié)果。
 
    “清潔煤”技術(shù)就是突破之一——即在排放到環(huán)境中之前從煤炭排放物中提取溫室氣體,并永久可靠地將溫室氣體從環(huán)境中隔離的技術(shù)。由于目前該技術(shù)還未全面應(yīng)用,因此目前的評(píng)估數(shù)據(jù)中沒有考慮。如果后續(xù)證明其技術(shù)上可行且經(jīng)濟(jì),評(píng)估結(jié)果將發(fā)生改變。核聚變或用于可再生能源的儲(chǔ)能技術(shù)也同樣如此。
 
    目前,沒有一種能源在所有方面都表現(xiàn)出色。各種能源都有一些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),最合理的策略是采用多樣化的能源組合。盡管核能面臨一些挑戰(zhàn)(尤其是核廢料處理),但從環(huán)境影響小、能源生產(chǎn)可靠、能源供應(yīng)安全等方面考慮,核能似乎是最具吸引力的能源之一。

    因此,核能確實(shí)是綠色能源。