Πυρηνική Ενέργεια Vs. Ορυκτών καυσίμων

Η πυρηνική ενέργεια προέρχεται από την ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυρήνα (πυρήνα) ενός ατόμου. Αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται μέσω σχάσης (διάσπαση ατόμων) ή σύντηξης (συγχώνευση ατόμων για να σχηματιστεί ένα μεγαλύτερο άτομο). Η ενέργεια που απελευθερώνεται μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Τα ορυκτά καύσιμα—τα οποία περιλαμβάνουν κυρίως άνθρακα, πετρέλαιο και φυσικό αέριο—καλύπτουν την πλειονότητα των ενεργειακών αναγκών σε όλο τον κόσμο. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι μία από τις κυρίαρχες χρήσεις των ορυκτών καυσίμων. Αλλά αυτός ο πόρος είναι περιορισμένος.

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

Η πυρηνική ενέργεια μπορεί να απελευθερωθεί με διάσπαση ενός ατόμου ουρανίου. Ο πυρήνας ενός ατόμου αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια. Όταν ο πυρήνας διασπάται, απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας. Μερικά νετρόνια απελευθερώνονται επίσης στη διάσπαση. Αυτά τα νετρόνια μπορεί να διασπάσουν 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 υπολείμματα, ηλικίας εκατομμυρίων ετών, μετατράπηκαν από τη θερμότητα και την πίεση στον φλοιό της γης σε καύσιμα που περιέχουν άνθρακα.

Τόσο οι πυρηνικοί όσο και οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής ορυκτών καυσίμων παράγουν ηλεκτρική ενέργεια με τον ίδιο τρόπο. Η θερμότητα που παράγεται σε αυτές τις εγκαταστάσεις χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού. Αυτός ο ατμός οδηγεί έναν στρόβιλο, ο οποίος τροφοδοτεί μια γεννήτρια που μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια.

Εκπομπές:Nuclear Power vs Coal Power

Η πυρηνική ενέργεια είναι πιο καθαρή ενώ παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Η πυρηνική σχάση παρέχει ενέργεια χωρίς να απελευθερώνει αέρια του θερμοκηπίου όπως το διοξείδιο του άνθρακα. Ωστόσο, οι πυρηνικοί σταθμοί παράγουν ραδιενεργά απόβλητα, έναν κρίσιμο παράγοντα κατά τη σύγκριση της ρύπανσης από τα ορυκτά καύσιμα.

Σε μια σύγκριση πυρηνικής ενέργειας έναντι ενέργειας άνθρακα, ωστόσο, θεωρήστε ότι η καύση ορυκτών καυσίμων απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Στην πραγματικότητα, το 90 τοις εκατό των εκπομπών 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 σφαιρίδιο πυρηνικού καυσίμου ζυγίζει περίπου 0,1 ουγγιά (6 γραμμάρια). Ωστόσο, αυτό το μεμονωμένο πέλλετ αποδίδει την ποσότητα ενέργειας που ισοδυναμεί με εκείνη που παράγεται από έναν τόνο άνθρακα, 120 γαλόνια πετρελαίου ή 17.000 κυβικά πόδια φυσικού αερίου, καθιστώντας τα πυρηνικά καύσιμα πολύ πιο αποδοτικά από τα ορυκτά καύσιμα.

Επιπλέον, οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής λειτουργούν πιο αξιόπιστα από άλλες εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το 2017, οι πυρηνικοί σταθμοί λειτούργησαν με πλήρη δυναμικότητα το 92% του χρόνου. Για σύγκριση, λάβετε υπόψη τους χρόνους λειτουργίας για άλλες πηγές παραγωγής ενέργειας:μονάδες άνθρακα (54%), μονάδες φυσικού αερίου (55%), αιολικές γεννήτριες (37%) και ηλιακές εγκαταστάσεις (27%).

Διαθεσιμότητα των 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. Έχει σημειωθεί απότομη μείωση των ενεργειακών αποθεμάτων λόγω της εξάρτησης των ανθρώπων από τα ορυκτά καύσιμα.

Κόστος:Nuclear Energy vs Fossil Fuels

Το κόστος είναι σημαντικό όταν εξετάζονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της πυρηνικής ενέργειας έναντι των ορυκτών καυσίμων. Ενώ το κόστος λειτουργίας των πυρηνικών σταθμών υπερβαίνει το κόστος άλλων πηγών ηλεκτρικής ενέργειας που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, το συνολικό κόστος είναι μικρότερο από τα περισσότερα. Το μέσο συνολικό κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας περιλαμβάνει λειτουργίες, συντήρηση και καύσιμα. Το κόστος αναφέρεται σε μύλους ανά κιλοβατώρα όπου ένας μύλος ισούται με 0,001 $ ή ένα δέκατο του σεντ ΗΠΑ.

Το μέσο συνολικό κόστος σε μύλους ανά κιλοβατώρα που αναφέρθηκε για το 2017 είναι, κατά σειρά αυξανόμενου κόστους, 10,29 για την υδροηλεκτρική ενέργεια (συμπεριλαμβανομένων τόσο των συμβατικών υδροηλεκτρικών όσο και των υδροηλεκτρικών σταθμών αποθήκευσης με αντλία), 24,38 για την πυρηνική ενέργεια, 31,76 για τους αεριοστρόβιλους και μικρής κλίμακας (καθορισμένο ως αεριοστρόβιλοι, εσωτερικής καύσης, φωτοβολταϊκά ή ηλιακά και αιολικά) και 35,41 για εγκαταστάσεις ορυκτών ατμού.

Future of Energy Generation

Οι πηγές ορυκτών καυσίμων μειώνονται σταδιακά, οδηγώντας σε μια πιθανή παγκόσμια έλλειψη ενέργειας. Οι πυρηνικοί σταθμοί παρέχουν ήδη ενέργεια σε τριάντα πολιτείες. Με δύο νέους σταθμούς που έχουν εγκριθεί και περίπου 18 αιτήσεις για την κατασκευή νέων σταθμών υπό εξέταση από τη Ρυθμιστική Επιτροπή Πυρηνικών των ΗΠΑ το 2018, οι πυρηνικοί σταθμοί ενδέχεται να καλύψουν αυτήν την ενεργειακή ανάγκη στις Ηνωμένες Πολιτείες.