在全球發(fā)展低碳經(jīng)濟的大背景下,新能源成為越來越熱的話題。其中關注最多的包括風能、太陽能、海洋能等的利用,這些能源的利用方興未艾,投資前景看好。但面對任何一項新技術或新能源的利用,我們都應該本著科學的態(tài)度,從正反兩個方面全面看待,合理開發(fā)、合理利用,使新能源和新技術真正造福于人類。
從利弊兩方面總結了新能源開發(fā)利用中對環(huán)境的影響。本文關注話題--核能。和風能、太陽能不同的是,核能給我們的印象總有點神秘感,還有一些恐懼。它的缺點和優(yōu)點,都可以從全球的核武器中,清楚的認識到核能巨大的威力和殺傷力。核能,"冰火兩重天"的個性,在核能發(fā)電上引起了巨大的爭議。
什么是核能?
核能(或稱原子能)是通過轉化其質量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc²其中E=能量,m=質量,c=光速常量。核能通過三種核反應之一釋放:核裂變,打開原子核的結合力;核聚變,原子的粒子熔合在一起;核衰變,自然的慢得多的裂變形式。
核能發(fā)電的過程概括就是:核能-水和水蒸氣的內能-發(fā)電機轉子的機械能-電能。核能發(fā)電是利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐,以核裂變能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外(見輕水堆),其他類型的動力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加熱,在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推動汽輪發(fā)電機。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽,經(jīng)汽水分離并干燥后直接推動汽輪發(fā)電機。
核能發(fā)電-利
核能發(fā)電最大的優(yōu)勢就是我們所認識的,能量巨大。它以少量的核子燃料即可產(chǎn)生大量的能量。低濃縮鈾1噸具有相當于約5萬噸的重油之能量。除此之外,核能發(fā)電的優(yōu)勢還有以下幾點:
1、污染低。核能發(fā)電的方式是:利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電。核能發(fā)電不會排放巨量的污染物質到大氣中,不會造成空氣污染。尤其是同火電站相比,核能發(fā)電不會產(chǎn)生地球溫室效應的"罪魁禍首"--二氧化碳。核電站設置了層層屏障,基本上不排放污染環(huán)境的物質,就是放射性污染也比燒煤電站少得多。
2、從燃料資源上而言,地球有望供應。世界上有比較豐富的核資源,核燃料有鈾、釷氘、鋰、硼等等,全球鈾的儲量約為417萬噸。地球上可供開發(fā)的核燃料資源、可提供的能量是礦石燃料的十多萬倍。
3、運輸方便、成本低。核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,故核能電廠所使用的燃料體積小,運輸與儲存都很方便。例如,核電廠每年要用掉80噸的核燃料,只要2支標準貨柜就可以運載。如果換成燃煤,需要515萬噸,每天要用20噸的大卡車運705車才夠。
核能發(fā)電-弊
核能發(fā)電的弊端也是顯而易見的,最讓人恐懼的就是核輻射污染。雖然核能發(fā)電的技術已經(jīng)非常成熟,但包括核泄露和核廢料處理對環(huán)境生命產(chǎn)生致命傷害的核輻射污染時常遭到部分環(huán)保人士的反對。此外,還存在熱污染等情況。
1、核廢料處理需嚴謹。使用過的核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放射性,因此必須慎重處理。一旦處理不當,就很可能對環(huán)境生命產(chǎn)生致命的影響。核廢料的放射性不能用一般的物理、化學和生物方法消除,只能靠放射性核素自身的衰變而減少。核廢料放出的射線通過物質時,發(fā)生電離和激發(fā)作用,對生物體會引起輻射損傷。
目前,國際上處理高放射性核廢料的方式主要有"再處理"和"直接處置"兩種。"再處理"主要是從核廢料中回收可進行再利用的核原料;"直接處置"是指將高放射性廢料進行地下埋藏,一般經(jīng)過冷卻、干式儲存、最終處置三個階段。美國就一直采取地下掩埋的措施來處理核廢料。在內華達州北部的絲蘭山脈,已有1.1萬個30―80噸的處理罐被埋在地下幾百米深處的隧道里。
2、熱污染。核能發(fā)電熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏,故核能電廠的熱污染較嚴重。
3、核能發(fā)電被認為存在風險。核裂變必須由人通過一定裝置進行控制。一旦失去控制,裂變能不僅不能用于發(fā)電,還會釀成災害。全球已經(jīng)發(fā)生了數(shù)起核泄露事故,對生態(tài)及民眾造成了巨大傷害。有些環(huán)保人士就認為,和其他可再生能源相比,核能并不是一種安全的能源。
公元1986年4月26日凌晨,位于今天烏克蘭的蘇聯(lián)第一座核電站--切爾諾貝利核電站4號機組發(fā)生爆炸,重達8噸多強輻射物質噴發(fā)泄漏,造成核能史上最慘重的災難。事故發(fā)生后,白俄羅斯損失了20%的農(nóng)業(yè)用地,220萬人居住的土地遭到污染,成百個村鎮(zhèn)人去屋空。近核電站7公里內的松樹、云杉凋萎,1000公頃森林逐漸死亡。30公里以外的"安全區(qū)"也不安全,癌癥患者、兒童甲狀腺患者和畸型家畜急劇增加;即使80公里外的集體農(nóng)莊,部分生下來的小豬也被發(fā)現(xiàn)出生缺陷。上述怪癥都被稱為"切爾諾貝利綜合癥"。
核能發(fā)電的前景
節(jié)能減排目標的制訂、能源結構調整,中國核能發(fā)展空間巨大。我國核電經(jīng)過20多年的發(fā)展,核電設計、建設和運營水平明顯提高,核電工業(yè)基礎已初步形成。進入21世紀后,我國核電發(fā)展方針由"適度發(fā)展"到"推進發(fā)展",最后確定為"積極發(fā)展"。據(jù)統(tǒng)計,截至2009年,我國已建成的核電裝機容量為913萬千瓦,而在建與已獲準的裝機容量也達3858萬千瓦,居世界核電在建規(guī)模之首。預計2020年,建成核電裝機容量為7000萬千瓦,在建3000萬千瓦,占總裝機容量的比例由4%調高至8%。依據(jù)這個目標,按照12500元/KW的造價,整個核電市場的空間年均將有800億元,行業(yè)前景非??捎^。從全球看,利用核能產(chǎn)生核電的比重占20%的國家已經(jīng)很多。而我國當前利用核能產(chǎn)生的核電在整個電力裝機容量中的比重僅為1%,因此中國未來核能發(fā)展有很大的空間。
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