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核电是否是现阶段最好的低碳能源

关键词:核电是否是现阶段最好的低碳能源 网址:cdy.zgfangfuyuan.com 日期:2018/2/27 14:44:50

核电是否是现阶段最好的低碳能源?相信在大多数人的印象当中,是这样的。


但是要说出一个所以然来,为什么是?怕又没有头绪。周刊找到一个数据,据国际原子能机构(IAEA)发布的报告显示,每生产一千瓦时电力(即一度电),煤炭发电需要排放357克碳当量,光伏发电需要排放76.4克,水力发电需要排放64.4克,风能发电需要排放13.1克,核能只需要排放5.7克。


这可能是比较直观对核电是低碳能源的显示。同等能源情况下,高能量密度的核电能源能释放较多能力,而同等发电情况下,又排出很少的碳量。


但是,对于核电是否是现阶段最好的低碳能源?恐怕各家各有各说,考虑的面也不仅是技术本身了,在这种情况下,周刊想到一篇旧文,是来自中国工程院院士和原子能院一名研究员的文章,以飨各位。


我国大气污染严重,能源是大气污染的主要来源。化石燃料,特别是煤炭又是能源污染的主要来源。在改善煤电燃料链环境影响的同时,加快发展核电是减少我国环境污染和温室气体排放的现实有效途径。


不同能源产生的环境污染和温室气体的比较应是系统的、全面的比较。仅仅比较发电厂,甚至只说用电本身是不恰当的;例如有人说采用电动汽车就可解决污染问题,而我国电能主要来自燃煤电厂,燃煤电厂是大气污染的主要来源。采用电动汽车有可能减小局部地区的污染,但从整体上看有可能是增加了污染。


以核电为例,即不仅指核电厂本身,而是指包括从开采→水冶→转化→浓缩→元件制造→发电处理→废物处置的全过程。全面的比较指不仅限于系统本身的比较,而且包括建造这些系统及所用设备和原材料生产的过程,即整个生命循环产生的环境污染和温室气体。


核电链对环境的影响很小:煤电链对公众产生的辐射照射约为核电链的50倍


基于上世纪90年代中期我国对煤电链与核电链产生的环境危害比较的结果是:从大气污染物排放来看,正常情况下,燃煤发电向环境排放的SO2,NOx,PM等大气污染物直接导致酸雨、降尘等环境影响,造成人体健康、森林、农作物、生态系统等明显危害;而核发电不产生任何大气污染物,未发现可察觉的环境影响;从放射性流出物排放来看,煤中含有天然存在的原生放射性核素,通过燃煤电厂的气载烟尘排放煤中的天然放射性核素到环境中。


而核电链向环境排放经审管部门批准的远低于天然本底水平的气态和液态流出物,产生数量很少的固体废物作封闭处理,没有外排;煤电链的放射性流出物排放对公众产生的辐射剂量比核电链高约40倍。


从对公众的健康影响来看,对我国核燃料循环设施及核电厂放射性流出物所致公众归一化集体有效剂量(2001~2005年)的评价结果为:铀矿采冶0.81人•Sv/GWa(集体剂量为0.81人•希沃特每吉瓦年)、铀转化3.50×10-4人•Sv/GWa、铀浓缩4.81×10-4人•Sv/GWa、元件制造(1996~2000年)2.09×10-3人•Sv/GWa、压水堆核电厂2.91×10-3人•Sv/GWa、重水堆核电厂1.84×10-1人•Sv/GWa。对我国燃煤电厂气载流出物排放所致电厂周围居民的归一化集体有效剂量的评价结果为16.5人•Sv/GWa(石煤电厂约为7.0×103人•Sv/GWa),全国石煤碳化砖建筑物引起居民年集体有效剂量约3.1×103人•Sv/GWa。


可见,燃煤电厂的放射性排放及其对公众的辐射照射远远高于核电站的贡献;由于煤渣中放射性活度含量高于其他天然建材等材料,居住在含煤渣建材住房中的居民所受剂量也明显偏高;总的来说,煤电链对公众产生的辐射照射约为核电链的50倍。


核电链是温室气体排放最小的电能链:核电链温室气体排放仅约为煤电链的1%


2011年中国工程院开展了对不同发电能源链温室气体排放研究项目,其主要结果是:当前我国核燃料循环前段(包括铀矿采冶、铀转化、铀浓缩、元件制造、核电站)的实际温室气体归一化排放量为6.2g•CO2/kWh(二氧化碳的排放量为每千瓦时6.2克),考虑了核燃料循环后段(乏燃料后处理和废物处置)的总的温室气体归一化排放量为11.9g•CO2/kWh。


对煤电链,研究了煤炭生产环节、煤炭运输环节、燃煤电站建造、运行和退役环节和电力输配环节4个生命周期阶段中温室气体的直接排放和间接排放,其结果为1072.4g•CO2/kWh。水电链在0.81~12.8g•CO2/kWh,风电链在15.9~18.6g•CO2/kWh,太阳能在56.3~89.9g•CO2/kWh之间。


从温室气体排放来看,核电链仅约为煤电链的1%。在各种发电能源链中,核能链也是很低的。核能发电本身不会产生温室气体排放,但在建造核电厂和制造核电厂所需燃料和设备过程中需要消耗能源和材料,生产这些能源和材料需要排放温室气体,而我国能源主要来自燃煤电站,所以,也可以说核电链排放的温室气体也是来自煤电厂。


我国的温室气体排放总量已经位居世界前列,能源需求数量巨大且急剧增长,能源利用引起的温室气体排放总量还将进一步增加。核能属于低碳、密集性能源,以核能发电代替燃煤发电,对削减温室气体排放量的潜在贡献是非常明显的。加快发展核能是我国构建低碳型能源结构、应对气候变化的合理有效选择。


核电是减排效应最大的能源之一:一座百万千瓦电功率核电厂每年可以减少二氧化碳排放600多万吨


综上所述,核电链是对环境影响极小的清洁能源,核电厂本身不排放SO2、PM等大气污染物,核电站流出物中的放射性物质对周围居民的辐射照射一般都远低于当地的自然本底水平。核能属于低碳能源,一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比,每年可以减少二氧化碳排放600多万吨,是减排效应最大的能源之一。


说明:周刊主要节选了潘自强院士和姜子英研究员《核电是现阶段最好的低碳能源》文章里部分比较公允的内容,对偏向性的做了删减处理,欢迎大家提出不同见解或看法。


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