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核能是否屬于“綠色能源”?

2022-07-13 11:51  來源:嘿嘿能源heypower    綠色能源  核能利用  核能發電

核電有(you)時被描(miao)述為不(bu)產生溫(wen)室氣體(ti)的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)。雖然這(zhe)并不(bu)完(wan)全正確(que),但可以肯定地說,核電的(de)溫(wen)室氣體(ti)排放量遠低于化(hua)石(shi)燃料能(neng)源(yuan)(yuan)。另一(yi)方(fang)面是能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)可持(chi)續(xu)性(xing)——即能(neng)源(yuan)(yuan)供應(ying)是否會(hui)隨著時間的(de)推移“耗盡(jin)”。


環(huan)境(jing)是公(gong)共資源。近年來,人(ren)們(men)越來越重視如何減輕人(ren)類活動(dong)對空氣、水和土(tu)地的影響。最受關(guan)注的話題當數“綠(lv)色能源”。

然(ran)而,對(dui)于(yu)“綠色”的(de)定(ding)義各方(fang)莫衷一(yi)是。一(yi)些(xie)組織將“綠色能源”定(ding)義為對(dui)環境影(ying)響(xiang)低的(de)能源。目前(qian),人們(men)非常關注溫室氣體 (GHG),許(xu)多(duo)定(ding)義似乎將“低影(ying)響(xiang)”和“低溫室氣體排(pai)放(fang)”視為同義詞。

“綠色”的定義對核能行業具有特別的意義

核(he)電(dian)有(you)時(shi)被(bei)描述為不產(chan)生溫室氣(qi)體的能源(yuan)。雖然這并不完全正確,但(dan)可以肯定地說,核(he)電(dian)的溫室氣(qi)體排放量遠低于化(hua)石燃料(liao)能源(yuan)。另(ling)一方面(mian)是能源(yuan)的可持續性——即能源(yuan)供應是否會隨著時(shi)間(jian)的推(tui)移“耗盡”。

簡單地說,化(hua)石燃料(liao)和鈾(you)資源(yuan)是(shi)有限(xian)的,最(zui)終會被耗盡。而(er)可再生能(neng)源(yuan),如風能(neng)和太陽能(neng),實(shi)際上是(shi)無限(xian)的。

然而,這種(zhong)觀點忽略了一個事(shi)實(shi),風(feng)能(neng)(neng)和太(tai)陽能(neng)(neng)的設備(bei)制造過(guo)程也會消耗化石(shi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan),這也是不可再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)。

同樣,有些(xie)人認(ren)為(wei)核(he)能(neng)產生(sheng)長半(ban)衰(shuai)期核(he)廢(fei)料(liao),因而不(bu)是“綠(lv)色(se)”的(de)。但類似的(de)論點也適用(yong)(yong)于生(sheng)產太陽能(neng)或(huo)風能(neng)所需組件(jian)時(shi)產生(sheng)的(de)廢(fei)料(liao)。也有人認(ren)為(wei)在(zai)判斷核(he)能(neng)是否算作綠(lv)色(se)能(neng)源(yuan)時(shi),必須考慮以下幾點:對乏燃料(liao)進行后處理(li)可以從(cong)中提(ti)取(qu)更多能(neng)量(liang);使用(yong)(yong)釷燃料(liao)循環(huan)代替鈾(you)(you)循環(huan);從(cong)非常規資源(yuan)(例(li)如(ru)海水)中提(ti)取(qu)鈾(you)(you)。

搖籃到墳墓

化石(shi)燃(ran)料都(dou)是碳基燃(ran)料,因此燃(ran)燒時會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)二氧化碳。與(yu)化石(shi)燃(ran)料不同,鈾(you)燃(ran)料不會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)溫(wen)(wen)室氣(qi)體(ti)。然而,核燃(ran)料循環的其(qi)它部分,包括鈾(you)的開采、提取和濃縮,確實會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)一些溫(wen)(wen)室氣(qi)體(ti)。鮮為(wei)人知的是,風(feng)能和太陽能也會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)一些溫(wen)(wen)室氣(qi)體(ti)。

在(zai)對“綠色”的分析(xi)中都需要(yao)考慮這一點,但通常情況并(bing)非如此。

美國環境(jing)保護署(shu) (EPA) 是犯此錯誤(wu)的眾多組織之一(yi)。

EPA 認為綠(lv)色能(neng)(neng)源(yuan)包(bao)含:太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)、風(feng)能(neng)(neng)、地熱、沼氣、合格(ge)生物質(zhi)和(he)低影響小水(shui)電(dian)。同時EPA表示,雖然(ran)核(he)電(dian)在發(fa)電(dian)過程中不排放溫(wen)室氣體,但(dan)(dan)需(xu)要(yao)采礦、提取和(he)長期放射(she)性廢物儲存。但(dan)(dan)是EPA并沒(mei)有對太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)或風(feng)能(neng)(neng)做出類(lei)似的(de)聲明。由于風(feng)能(neng)(neng)和(he)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)的(de)能(neng)(neng)量密(mi)度很低,每產生單位能(neng)(neng)量需(xu)要(yao)更多的(de)設(she)備部件。此外(wai),風(feng)力渦(wo)輪機需(xu)要(yao)使用稀土金屬,太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)光伏(fu)的(de)制造需(xu)要(yao)使用劇毒材料。

與其簡單(dan)地(di)將某種能(neng)源系統分(fen)類(lei)為“綠色(se)”或“非(fei)綠色(se)”,評估能(neng)源是否“綠色(se)”的(de)更好方法是分(fen)析從“搖籃(lan)到墳(fen)墓”全生(sheng)命周(zhou)期的(de)環境影響(xiang)。

這種生命周期(qi)評估可(ke)以更(geng)準確地(di)說明溫室氣(qi)體排放總量。盡管任(ren)何能源的全(quan)生命周期(qi)都會排放溫室氣(qi)體,但是排放量不同。

在(zai)(zai)評估(gu)溫室(shi)氣體(ti)排(pai)放時(shi)必須解決的另一(yi)個問題是計(ji)算方法(fa),不同的研究員所(suo)采用的方法(fa)都有差異。2013年,美國國家可再生能(neng)源(yuan)實驗室(shi) (NREL)對大量(liang)計(ji)算進行了分析,發現各種計(ji)算中在(zai)(zai)操作方法(fa)、評估(gu)方法(fa)及參數選(xuan)取等(deng)方面(mian)存在(zai)(zai)差異。然而,盡管(guan)存在(zai)(zai)這些差異,但所(suo)有評估(gu)都表明煤(mei)炭的生命周(zhou)期排(pai)放量(liang)明顯高于任何其它能(neng)源(yuan)。

化石(shi)燃料中(zhong)天然(ran)氣(qi)在溫室氣(qi)體方面(mian)是最(zui)優的(de),但其排放(fang)量仍然(ran)很大。太陽能、風能、地(di)熱能、水能和核能的(de)溫室氣(qi)體很少,而核能的(de)排放(fang)量最(zui)少。因此,如果基(ji)于全(quan)生命(ming)周(zhou)期的(de)溫室氣(qi)體排放(fang)衡量綠色程(cheng)度,核能應該與風能和太陽能屬(shu)于同一類。

是否產生廢料

就非溫室氣體影響而(er)言,核電和可再生能源不會產生顆(ke)粒物(wu),以及(ji)甲烷、硫或氧化亞氮(dan),有機化合物(wu)或有毒重金屬(shu)。

然而,核工業確實會產生核廢(fei)(fei)(fei)料(liao),這(zhe)些(xie)廢(fei)(fei)(fei)料(liao)必須(xu)在放射(she)性衰變之前隔離(li)數千年。核工業經常飽受詬病,其“綠色”資質(zhi)也(ye)因此受到(dao)質(zhi)疑。然而,核廢(fei)(fei)(fei)料(liao)的體積(ji)很小,并且正在開(kai)展核廢(fei)(fei)(fei)料(liao)儲存庫(ku)開(kai)發。

還值得注意(yi)的是,其它能源并(bing)非沒有(you)浪費產生廢料。

除了空氣(qi)中的(de)排放(fang)物外,煤炭(tan)還(huan)會產生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)固體廢(fei)(fei)(fei)料(liao)。即使(shi)是可再生(sheng)(sheng)能(neng)源也會產生(sheng)(sheng)廢(fei)(fei)(fei)料(liao)。數量(liang)龐大(da)的(de)有毒廢(fei)(fei)(fei)料(liao)將(jiang)會給環境帶來(lai)巨大(da)挑戰。例如,太(tai)陽(yang)能(neng)光伏需要使(shi)用大(da)量(liang)太(tai)陽(yang)能(neng)電池(chi)板,電池(chi)板會隨著時間的(de)推移而(er)退化,必須更換。對于日(ri)本這樣的(de)小國(guo)來(lai)說(shuo),如何處理這些(xie)廢(fei)(fei)(fei)舊(jiu)電池(chi)板已(yi)經(jing)成為一(yi)個(ge)問(wen)題。

對于化石燃料(liao)或核燃料(liao),需要考慮到采礦對環境(jing)的影響。

然而,核電運(yun)營所需(xu)的資源(yuan)量遠少于燃燒化石燃料,因此鈾(you)資源(yuan)開(kai)采對環境(jing)的影(ying)響水平較低。此外,可再(zai)生能源(yuan)需(xu)要開(kai)采大量結構材料以及有(you)毒材料。盡管可再(zai)生能源(yuan)開(kai)采過(guo)程對環境(jing)影(ying)響比(bi)煤(mei)炭小(xiao)得(de)多(duo),但仍(reng)不可忽略。

能源的全面分析還包括以下幾個方面:

土地利用等因素,太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)和(he)風(feng)能(neng)(neng)(neng)所需土地比其它能(neng)(neng)(neng)源(yuan)更大(da)。對鳥類和(he)蝙蝠的(de)(de)影響(風(feng)能(neng)(neng)(neng)面臨的(de)(de)問題);事(shi)故(gu)(核電(dian)站發生的(de)(de)嚴重事(shi)故(gu)會污(wu)染(ran)周邊地區);地震(水電(dian)大(da)壩和(he)石油和(he)天然氣的(de)(de)面臨的(de)(de)問題);以及(ji)與處(chu)(chu)理(li)來(lai)自各(ge)種(zhong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)廢物(wu)相關的(de)(de)影響(建造和(he)運(yun)營處(chu)(chu)理(li)設施、運(yun)輸廢物(wu)等)。

沒有任何(he)能源是完全綠色的。

整(zheng)體評估結果(guo),核(he)能(neng)(neng)與大(da)多數可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)的(de)綠色程度非常接近。但能(neng)(neng)源(yuan)評估是(shi)一(yi)項(xiang)極其復(fu)雜的(de)工作(zuo),雖然綠色很重要,但必須(xu)結合(he)其它因(yin)素來考慮。決策(ce)者必須(xu)權衡每種能(neng)(neng)源(yuan)的(de)溫室氣體、其它排放(fang)物與成(cheng)本(ben)等(deng)方面(mian);資源(yuan)的(de)短期和長(chang)期可(ke)用性;24小時整(zheng)體能(neng)(neng)源(yuan)供應(ying)的(de)可(ke)靠性;以(yi)及能(neng)(neng)源(yuan)供應(ying)安(an)全,防止(zhi)因(yin)天氣或外國供應(ying)商而中斷等(deng)問題(ti)。

同(tong)時,這些評(ping)估是動(dong)態的。外國政(zheng)(zheng)府的資源發現和(he)行(xing)動(dong)會(hui)影(ying)響(xiang)供應,而(er)技(ji)術(shu)發展和(he)政(zheng)(zheng)府決策會(hui)影(ying)響(xiang)一系列措施(shi)(shi),包括成本、可(ke)用性、排(pai)放和(he)其它措施(shi)(shi)。某些領域(yu)的突破可(ke)能會(hui)顯著改變評(ping)估結果。

“清潔(jie)煤”技(ji)術(shu)(shu)就是突(tu)破(po)之一——即在(zai)排(pai)放到環境中(zhong)之前從煤炭排(pai)放物中(zhong)提(ti)取溫室(shi)氣(qi)體,并永久可(ke)靠地將(jiang)溫室(shi)氣(qi)體從環境中(zhong)隔離的技(ji)術(shu)(shu)。由于目(mu)前該技(ji)術(shu)(shu)還(huan)未(wei)全面應用,因此目(mu)前的評估數(shu)據中(zhong)沒有(you)考慮。如果(guo)后(hou)續證明其(qi)技(ji)術(shu)(shu)上可(ke)行且經濟,評估結果(guo)將(jiang)發生改(gai)變。核聚變或用于可(ke)再生能(neng)源的儲能(neng)技(ji)術(shu)(shu)也同樣如此。

目(mu)前,沒有(you)(you)一種能(neng)(neng)源(yuan)在所有(you)(you)方(fang)面(mian)都表現出色。各(ge)種能(neng)(neng)源(yuan)都有(you)(you)一些優點和缺點,最合理的(de)策略是(shi)(shi)采(cai)用(yong)多樣化的(de)能(neng)(neng)源(yuan)組合。盡管(guan)核能(neng)(neng)面(mian)臨一些挑(tiao)戰(尤其是(shi)(shi)核廢料處理),但從(cong)環境影響小、能(neng)(neng)源(yuan)生(sheng)產可靠、能(neng)(neng)源(yuan)供應安全等方(fang)面(mian)考慮(lv),核能(neng)(neng)似乎是(shi)(shi)最具吸引力的(de)能(neng)(neng)源(yuan)之一。

因此,核能確實是綠色能源。




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