提起核能發(fā)電,談虎色變,心有余悸。雖然1986年4月26日切爾諾貝利核泄漏事故和2011年3月12日福島第一核電站事故已經(jīng)事隔多年,人們總是念念不忘。這是阻礙核能在一次能源消費中發(fā)展得慢的原因。任何能源都是雙刃劍,在利用能源的同時,也傷害人們。
合理利用能源即是控制不利的因素,使其能源為人類服務(wù)。核電站是將原子核裂變釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)和設(shè)備的總稱。核燃料裂變過程中釋放出來的能量,經(jīng)反應(yīng)堆內(nèi)循環(huán)的冷卻劑把能量帶出并傳輸?shù)藉仩t產(chǎn)生蒸汽,用來驅(qū)動渦輪機并帶動發(fā)電機發(fā)電。
核電站是一種高能量、低耗料的電站,此外,核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)燃燒的過程中,同時還能產(chǎn)生出新的核燃料。核電站的基建投資高,但燃料費用較低,發(fā)電成本也較低,污染小。
核電站發(fā)電與火力發(fā)電相比,核電的特點是:
1核能發(fā)電是清潔能源核電站不排放有害物質(zhì),不會造成“溫室效應(yīng)”。
2核能發(fā)電是經(jīng)濟(jì)的能源雖然核電站的比投資高于燃煤電廠,但由于核燃料的成本低于燃煤成本以及核燃料是長期起作用等因素,所以目前核電站的總發(fā)電成本低于燃煤電站。
3核能是可持續(xù)發(fā)展的能源世界上已探明的鈾儲量約490萬噸,釷儲量約275萬噸。這些裂變?nèi)剂献銐蚴褂玫骄圩兡軙r代。
聚變?nèi)剂现饕请弯?。海水中的氘含量?.034克/升,地球上總水量約為1.386×1018m3 ,其中氘的儲量約40萬億噸,地球上的鋰儲量約有2000億噸,鋰可用來制造氚。按目前世界能源的消費水平,地球上可供原子核聚變的氘和氚,能供人類使用上千億年。
核能發(fā)電發(fā)展到2030年,進(jìn)入第四代操作系統(tǒng)將會提供更安全、更可靠、更經(jīng)濟(jì)、更持續(xù)發(fā)展,見下圖。
(核反應(yīng)堆的進(jìn)程)
2014年全球核能發(fā)電生產(chǎn)電力達(dá)2411 twh(24110億千瓦小時),占全球總發(fā)電量的11.5%。2015年6月運行的反應(yīng)堆有437座,生產(chǎn)電力380 250兆瓦。在建反應(yīng)堆有66座。2015年鈾需求量達(dá)66 883噸,相當(dāng)于78868噸 u3o8(1 tu=1.1792 t u3o8)。
盡管每年反應(yīng)堆建造數(shù)量都在增加,核能發(fā)電卻在全球一次能源消費中的比例增加很緩慢,但中國比所有國家都進(jìn)展得快。2015年6月中國反應(yīng)堆有26座比美國(99座)、法國(58座)、日本(43座)和俄羅斯(34座)都少,居世界第五位,但是中國在建、擬建和提議的反應(yīng)堆數(shù)比任何國家都多。但是,按2014年核能發(fā)電在該國電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的比例來看,中國被拋在第28位,見下表。
該表按照世界核協(xié)會(world nuclear association)2015年6月的數(shù)據(jù)整理。按照2014年核能發(fā)電占該國發(fā)電總量的比例排列。表中%e表示核能發(fā)電占該國發(fā)電總量的比例??梢钥闯龇▏碾娏ιa(chǎn)中,核能發(fā)電居然占76.9%,斯洛伐克、匈牙利和烏克蘭也過半,而中國僅為2.4%。
中國國家統(tǒng)計局與世界核協(xié)會對中國核能發(fā)電在電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的比例是吻合的。
資料來源:世界核協(xié)會(wna)2015年6月1日(不包括德國停工8座裝置)提供反應(yīng)堆數(shù)量。國際原子能機構(gòu)(iaea)提供2015年4月核能發(fā)電產(chǎn)量和占電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的百分比(% e) 。
根據(jù)世界核協(xié)會(wna)的“global nuclear fuel market report sept 2013”,鈾u按66 883 tu = 78 875 t u3o8計算,即1 tu=1.1792 t u3o8。
2015年6月世界各國核能發(fā)電
備注:“ ** 世界總計”包括中國臺灣6座反應(yīng)堆,其生產(chǎn)能力為4927 mwe,2014年生產(chǎn)40.8twh(估計占臺灣電力生產(chǎn)的 18.9%) 。臺灣還有兩座反應(yīng)堆在建造中,其生產(chǎn)能力為2700 mwe。估計2015年需要972噸鈾。
由于中國采用中文計量單位如萬千瓦、億千瓦等表達(dá),而國際通用單位符號表達(dá),兩者之間的換算關(guān)系見表。
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