随着人类社会的持续发展,人们对二氧化碳排放所引发的全球变暖问题开始越发重视。对环境问题的重新审视推动了所谓的清洁,可再生能源的巨大投资-如核能,风能,太阳能,水力发电和生物质能。
据估计,每年全世界有约80万人死于燃煤产生的有害气体,其中包含有二氧化硫,氮氧化物,苯和砷等有毒物质。随着行波堆,熔盐堆和小型模块化反应堆的发展,它们比传统的核电更加安全,更加高效,应用范围更加广泛。以先进核能技术为基础,全球核能的大规模扩展将在10~15年内完成。
1.核能新征程
尽管过去,甚至现在仍有很多人强烈反对核能。而且,目前的核废料处理也确实是一大难题。但是新的反应堆概念已经提出,它们可以很好的解决这些问题,并且可以完全重新定义核能在世界经济发展中的作用。
核电站
2.可再生能源可以完全取代核能吗?
答案是否定的。据彭博社《新能源财经》 道,2018年世界上可再生能源投资达到了惊人的2889亿美元,其中大部分投资了风能和太阳能。尽管如此大手笔,但是世界范围内二氧化碳的排放量却依然持续增长。
我国2018年在可再生能源上的投资达到了1000亿美元,与此同时,还有121.3千兆瓦的新燃煤电厂仍在施工建设中,有将近200千兆瓦的燃煤电厂处于前期规划中。
印度也在继续扩大煤炭发电能力。2019年7月,印度电力部宣布,未来三年内,该国的燃煤发电能力将增长22.4%。
普通燃煤电厂
从上面可以看出,在可预见的将来,无论对可再生能源的投资多大,都不足以消除人类对煤,石油和天然气的依赖。如果想让世界的二氧化碳的排放量减少,我们就必须发展核能。
3.发展核能的原因
三峡水利发电厂
我们想要实现二氧化碳零排放的目标,现实的选择却很少。经济性很好的水电限于地理位置的原因,实现大规模扩张的潜力受到环境,经济和社会等因素的严重制约。撇开这些问题不谈,未来水利发电的规模可以达到目前水平的三倍左右。同时,考虑到电力需求也在不断增长水电的份额最懂可以从今天的16%增长到2050年的25%,那么还有75%的电力从哪里来?
风力发电
太阳能发电
风能和太阳能固然有一些优点,它们不需要燃料的供应。但它们有一个致命的缺点:它们的输出效率受环境影响过大,人类无法控制自然环境的变化。这就使得输出电力水平和实际需求难以匹配。
而且,太阳能电池板在晚上根本不发电,在雨天和阴天的功率极小。风力发电装置甚至每个小时的发电量都会大幅波动。相比之下,常规核电厂可以精准的控制功率水平提供未定,持续的电力能源。
太阳能和风能除了间歇性,不稳定的缺点外,还有功率密度低的特点。例如,建立1000兆瓦的风力涡轮机或太阳能电池板需要的土地面积是同等规模核电厂的70~80倍。需要的钢筋和水泥是同等容量核电厂的50~100倍。
沼气发电
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