Ar JAV branduolinė energija yra atsakas į klimato kaitą?
(Ne JAV duomenys pateikiami nuo 2014 m. Naujausi skaičiai nepasiekiami.)
Jungtinių Valstijų lyderis tapo istorinio branduolinės energetikos plėtros pradininku. Pirmasis komercinis slėgio vandens reaktorius Yankee Rowe pradėjo veikti 1960 m. Ir veikė iki 1992 m. (Šaltinis: "Branduolinė energija JAV", Pasaulinė branduolinė asociacija, 2017 m. Balandžio mėn.).
Atominės elektrinės
Trysdešimt valstybių veikia 99 atominės elektrinės. Dauguma jų yra į rytus nuo Misisipės upės (žr. Žemėlapį). Jie gamina apie 40-50 mlrd. Dolerių elektros energijos pardavime ir sukuria per 100 000 darbo vietų. Kiekvienas vidutinis reaktoriaus išleidžiamas doleris sukuria 1,87 USD JAV ekonomikoje. (Šaltinis: "Branduolinės energijos ekonominės naudos", Branduolinės energetikos institutas, 2014 m. Balandžio mėn.)
JAV atominės elektrinės pagamino 19,7 proc. Viso 2017 m. JAV elektros energijos gamybos 4,079 trilijono kWh. Tai buvo antra akmens anglių (30 proc.) Ir gamtinių dujų (34 proc.).
Tai daugiau nei hidroelektrinis (6,5 proc.) Ir kiti alternatyvūs šaltiniai, įskaitant vėjo energiją (8,4 proc.).
Mokslinių tyrimų universitetuose yra 36 bandymų reaktorių (žr. Žemėlapį). Jie naudojami eksperimentams sukurti nedidelius radiacijos kiekius. Būtent čia mokslininkai tiria neutronus ir kitas subatomines daleles, nagrinėja automobilių ir medicinos komponentus ir išmoko geriau gydyti vėžį.
(Šaltinis: "Mokslinių tyrimų ir bandymų reaktorių pagrindai", NRC, 2011 m. Rugpjūčio 18 d.)
Kaip veikia branduolinė energija?
Visos elektrinės šildo vandenį, kad gamintų garą, kuris generuoja elektros energiją. Branduolinėse jėgainėse šis garas yra pagamintas iš branduolių dalijimosi. Tai yra tada, kai atomas yra padalintas, išsiskiriantis milžinišką energijos kiekį šilumos forma.
Uranas 235 naudojamas kaip kuras, nes jis lengvai suskaido, kai susiduria su neutronu. Kai tai atsitiks, patys urano neutronai pradeda susidurti su kitais jo atomais. Tai prasideda grandinine reakcija. Štai kodėl branduoliniai bombai yra tokie galingi.
Branduoliniame generatorius grandininę reakciją kontroliuoja specialios strypeliai, kurie perneša neutronus švelniai. Šie kontroliniai strypai yra šalia kuro elementų, kuriuose yra urano kuro granulių. Daugiau nei 200 šių strypų yra suskirstyti į tai, kas vadinama kuro surinkimu. Kai inžinieriai nori sulėtinti procesą, jie mažina daugiau valdymo elementų į surinkimą. Kai jie nori daugiau šilumos, jie pakelia strypai. (Šaltinis: "Kaip veikia branduoliniai augalai?" Duke Energy.)
Jungtinėse Amerikos Valstijose yra dviejų rūšių branduolinės elektrinės. Yra 65 slėgio vandens reaktoriai ir 34 verdančio vandens reaktoriai.
Jie skiriasi, kaip šiluma perduodama iš reaktoriaus į generatorių.
Slėgio vandens reaktoriai naudoja didelį slėgį, kad reaktoriuje vanduo išvirtų. Tai leidžia šildyti labai aukštą lygį. Po to šiluma perduodama per vamzdžius į atskirą generatoriaus vandens talpą. Tai sukuria garą, kuriuo varoma elektros turbina. Tuomet vanduo iš reaktoriaus grįžta, kad jis vėl kaitinamas. Garas iš turbinos aušinamas kondensatoriuje. Gautas vanduo grąžinamas į garo generatorių. Čia yra animacinė hermetiško vandens reaktoriaus versija.
Kita vertus, verdančio vandens reaktoriai naudoja verdantį vandenį, kad tiesiogiai generuotų garą generuoti. Čia animacinė verdančio vandens reaktoriaus versija.
Svarbiausia yra tai, kad visas procesas vyksta į ribotą aplinką, siekiant apsaugoti išorinį pasaulį nuo bet kokio užteršimo.
Elektrinės gali būti atvėsinamos ir net greitai sustojamos. (Šaltinis: "Kaip veikia branduolinė energija?", UNAE.)
Privalumai
Atominės elektrinės, palyginti su anglimi ir gamtinėmis dujomis, neišskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
Jie sukuria 0,5 darbo vietų kiekvienai megavato valandai (mWh) pagamintos elektros energijos. Tai, palyginti su 0,19 darbo vietų anglimi, 0,05 darbo vietų dujomis deginančiuose įrenginiuose ir 0,05 vėjo jėgainės. Vienintelis kitas energijos šaltinis, kuris sukuria daugiau darbo vietų (mWh), yra saulės fotoelektros elementas - 1,06 darbo vietos / mWh. (Šaltinis: "Branduolinės energijos ekonominės naudos", Branduolinės energetikos institutas, 2014 m. Balandžio mėn. )
Dešimtmečius branduolinė energija turėjo pigiausias eksploatacines išlaidas. 1,87 cento / kWh (2008 m. Duomenys), tai yra 68 procentai akmens anglies sąnaudų. Ir iki šiol tai buvo tik 25 procentai gamtinių dujų kainų.
Baimė dėl visuotinio atšilimo trukdė naujai statyti anglimi kūrenamas elektrines. Dėl to nuo 1992 m. Iki 2005 m. Buvo pastatyta apie 270 tūkstančių megavatų naujų dujinių elektrinių energijos. Tuo metu šie gaminiai, atrodo, turėjo mažiausią investavimo riziką. Dėl šios priežasties internete prisijungė tik 14 000 MWe naujų branduolių ir anglių kūrenamų pajėgumų. Tai padėjo pakelti gamtinių dujų kainas, priversti stambius pramonės vartotojus atviroje jūroje ir stumti dujas pagamintas elektros energijos sąnaudas 10 centų už kWh.
Trūkumai
Dėl radioaktyvaus kuro šaltinio būdo du branduolinės energijos trūkumai yra du.
1. Nelaimingas atsitikimas gamykloje gali išmesti radioaktyvią medžiagą į aplinką kaip debesis (debesų formos) radioaktyviąsias dujas ir daleles. Tada šias daleles įkvėpia žmonės ir gyvūnai, jie gali patekti ant žemės. Daleles susideda iš nestabilių atomų, kurie išskiria perteklinę energiją, vadinamą spinduliuote, kol jie tampa stabilūs. Mažose dozėse radiacija yra nekenksminga. Tačiau po branduolio sukrėtimo didelės dozės sunaikina gyvas ląsteles ir gali sukelti mutacijas, ligas ir mirtį.
Galimas branduolinio žlugimo poveikis gali būti katastrofiškas, kaip matyti Černobylyje ir Fukušime , nors tokio incidento tikimybė yra retas. 1979 m. Vienintelė JAV branduolinė katastrofa buvo Trijų mylių saloje , kai iš dalies ištirpo radioaktyviųjų kuro lazdelės. Išleidžiamas tik nedidelis radioaktyviųjų dujų kiekis. Nebuvo išmatuojamo poveikio sveikatai. Nepaisant to, 30 metų naujos atominės elektrinės nebuvo pastatytos.
Beveik trys milijonai amerikiečių gyvena per 10 mylių nuo veikiančios gamyklos. Jiems gresia tiesioginė apšvitos avarija. Jei esate vienas iš tų žmonių, štai kaip pasirengti nelaimingam atsitikimui.
2. Branduolinių atliekų šalinimas yra didžiulis trūkumas. Mažai lygios atliekos susidaro dėl kontakto su branduoliniu kuru per dieną. Jis šalinamas vietoje arba siunčiamas į mažo lygio atliekų įrenginį vienoje iš 37 valstybių. (Šaltinis: "Žemo lygio atliekos", JAV Branduolinės saugos reguliavimo komisija.)
Aukšto lygio atliekos susideda iš panaudoto kuro. Deaktyvuoti reikia šimtų tūkstančių metų. Šiuo metu 70 000 tonų šio kuro laikomi pačiose jėgainėse. (Šaltinis: "Faff and Fallout", "The Economist", 2015 m. Rugpjūčio 29 d.)
1982 m. Branduolinių atliekų tvarkymo įstatyme Kongresas JAV Branduolinės saugos reguliavimo komisijai paprašė kurti, statyti, eksploatuoti ir galutinai išmontuoti nuolatinę geologinę kapinyną, skirtą aukšto lygio atliekų laidojimui Jukos kalne (Nevada).
Vietiniai pareigūnai nenori pavojaus savo valstybėje. Jie atidėjo savo plėtrą iki 2013 m., Kai NRC laimėjo savo bylą JAV apeliaciniame teisme. 2015 m. NRC atliko saugos vertinimą ir pradėjo rengti poveikio aplinkai ataskaitą. (Šaltinis: "Aukšto lygio atliekų šalinimas", JAV Branduolinės saugos reguliavimo komisija.)
JAV branduolinės energijos ateitis
Prognozuojama, kad metinė JAV elektros energijos paklausa iki 2040 m. Padidės 28 proc. Dėl didėjančių naftos ir dujų kainų ir susirūpinimo dėl visuotinio atšilimo branduolinė energija vėl pradėjo atrodyti patraukli. 1990-ųjų pabaigoje branduolinė energija buvo laikoma būdu sumažinti priklausomybę nuo importuojamos naftos ir dujų. Šis politikos pakeitimas padėjo žymiai padidinti branduolinių ginklų pajėgumus.
2005 m. Energetikos politikos aktas suteikė finansines paskatas pažangių branduolinių elektrinių statybai. Taip pat buvo trys reglamentavimo iniciatyvos, kurios palengvino tokį būdą:
- Supaprastintas dizaino sertifikavimo procesas.
- Nuostatų dėl ankstyvo leidimo vietai nuostata.
- Statybos ir eksploatavimo licencijų proceso derinimas.
Nuo 2007 m. Bendrovės pateikė paraiškas išduoti 24 licencijas naujiems branduoliniams reaktoriams. Yra keturi nauji statomi statiniai. Westinghouse kuria du Gruzijoje ir du Pietų Karolinoje. (Šaltinis: "Westinghouse Buys CB & I branduolinis padalinys", The Wall Street Journal, 2015 m. Spalio 29 d.)
Kita vertus, vietinės skalūnų alyvos ir gamtinių dujų suskaidymas padarė dujas brangu alternatyva senųjų atominių elektrinių modernizavimui. Todėl per pastaruosius dvejus metus keturios gamyklos buvo uždarytos. Senų atominių elektrinių eksploatavimas kainuoja daugiau nei statant naujus dujinius įrenginius. Tai dar brangesnė nei senų anglimi kūrenamų elektrinių atnaujinimas gamtinėms dujoms.
Todėl amerikietiškos branduolinės energijos plėtros ateitis priklauso nuo gamtinių dujų kainų. Jei jie vėl pakils ir išliks aukšti, tikimės atkreipti dėmesį į branduolinės energijos gamybą. (Šaltinis: "Kitas reaktoriaus uždarymas, JAV branduolinės energijos naujos realybės perkėlimas", "National Geographic", 2015 m. Sausio 1 d.)