未来的新能源核

未来的新能源——核能看了这个标题，我想很多人都会想知道我为什么从那么多的新能源里选择了核能。那么我现在我首先来说说我为什么选择了核能①为什么选核能一、核能的优势A、相对于传统能源的优势。1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。3.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。4.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。B、相对于其他新能源的优势1.相对于风能、水能、和太阳能等新能源，核能发电比较稳定，不易受季节和气候等外部因素的影响。2.而相对于生物质能和化学能来说，核能的原料，即铀等放射性物质对于普通人来说没有什么用处。所以说，发展核能是优化资源配置的最佳选择。二、我国现阶段的能源结构目前，我国城镇人口年均消耗能源约为农村人口的3.5倍，按照我国当前城乡人口结构比例，城市化水平即使每年提高一个百分点，每年将增加至少1300万城镇人口。另外，随着未来中国人口增长以及人均能源内在的消费需求增长，中国在能源需求方面仍然无可避免地会出现增长。根据测算，“2020年GDP和城乡居民翻番的目标，这意味着即使考虑节能因素，我国电力年度消费也将从目前每年5万亿千瓦时提升到8万亿-10万亿千瓦时；电力装机容量将从目前的10万亿千瓦时提高到20万亿千瓦时以上。”国务院“能源发展'十二五’规划”2013年1月23日发布，能源结构调整再次引起关注。规划指出，从国际看，世界能源市场更加复杂多变，不稳定性和不确定性进一步增加。能源资源竞争日趋激烈。同时，发展中国家工业化和现代化进程加快，能源消费需求将不断增加，全球能源资源供给长期偏紧的矛盾将更加突出。但是，在这样严峻的情况下，我国的能源结构却不容乐观。在当前中国的能源消费结构中，煤炭仍然占一次能源消费的7成。原油(93.45,0.42,0.45%)在一次能源消费中处于第二位，2012年我国原油进口达2.85亿吨。去年全国水电装机容量已突破2.3亿千瓦，位居世界首位，水电装机占全国电力装机21%，占全国发电量的17%，水力发电的空间逐步减小。经过近几年来快速发展，风电、太阳能已经有了明显的发展。不过，即便是这种新型的清洁能源，在粗放式发展模式之下，也已经成为产能过剩的代名词。然而与之相对应的却是我国核能发展的长期滞后。从全球的核电发展情况来看，目前全球有31个国家建有核电站，占全球总装机容量的12%，占全球发电量17%，核电站负荷因子比较高，核电站现在一般是85-92%，火电站大概50-60%，水电站可能是30%，所以核发电能力占的比例高。2012年437台机组运行，总装机容量3.7亿千瓦。美国104台，法国58台，日本50台，韩国23台。法国的核电比例是世界第一，高达77.7%，主要是核电，剩下一部分是气电，还有一部分水电。韩国是34.6%，俄罗斯18%，美国也将近20%。中国大陆排在最后，大概是2%左右。所以从核电的比例来讲，中国的比例很小。如果要达到世界平均水平，来改变我们的能源结构的话，中国核电发展的空间还相当大。在全球变暖的大背景下，大力发展核能具有重要意义汉森和前能源局局长朱棣文（StevenChu）认为，核能发电技术，是我们抵御灾难性气候变化的关键。汉森在12月3日告诉记者：“我们不能把所有化石燃料都烧了。”但是我们也要知道，只要化石燃料还是最廉价的能源，人类就仍会拿它来燃烧发电。“煤炭燃烧产生的温室气体，在全球排放量中几乎占了一半。如果我们能把这些火电站换成现代安全的核反应堆，我们很快就能减少污染。”他还握有证据：历史上温室气体排放量出现的最大下滑，发生于上世纪七八十年代的法国。当时法国正逐步由燃烧化石燃料发电过渡到核反应发电，每年都能减少大约2%的温室气体排放。汉森及同事在国际期刊《PLoSOne》撰文预测，全球变暖污染物的排放量每年至少应减少6%，我们才能阻止“危险的”气候变化。汉森的同事（也是论文合作者），哥伦比亚大学地球研究所所长杰弗里·萨克斯（JeffreySachs）补充道：“从全球范围来看，除了使用核能之外，我们不知道还有什么方法能达成这一目标。”——摘自《核能发电，阻止全球变暖》（文/DavidBiello）核能与其他能源相比优势明显，且符合我国发展现状，具有全球意义，这就是我为什么选择核能的原因.②核能的安全问题。日本福岛核事故后，人们对核电产生了恐惧心理，纷纷要求政府关闭核电站。有些国家的政府还真的列出规划将在未来的一段时间内关闭所有核电站。我个人认为这种做法是逆时代的，核电的进一步发展才是大势所趋。那么我们接下来就对核电的安全问题进行探讨。首先，核电站对于核能的安全有四道屏障。第一道安全屏障：核燃料棒的材料uch陶瓷块，它的熔点为2800'c，它的物理化学性质稳定不会和水产生放热反应。第二道安全屏障采用优质的锆合金，做燃料元件的包壳具有良好的密封性和在运行条件下长期保持温和裂变产物的能力。第三道安全屏障为压力壳。厚度约0.2m，如似m×13m，重400吨。压力壳将燃料元件棒和一回路的水罩住，当发生燃料元件包壳有少量破漏时，放射线进入一回路，但仍然控制在压力壳内，不会扩散到外界。第四道屏障：安全壳。反应堆、稳压罐、循环泵、蒸汽发生器都装在安全壳中。安全壳是lm厚的钢筋混凝土，内衬厚6cm。如：安全壳巾40m×70m安全壳是阻止放射性物质向环境逸散的最后一道屏障。在这种情况下，核电站释放出的辐射量是极其微量的，并在技术标准允许的范围内。虽然是极其微量的，核辐射会不会有其他危险？答案是否定的。一座核电站允许的年辐射剂量是5毫雷姆。在美国达拉斯，居民每年从自然环境建筑物、岩石、土地等接受的剂量约80毫雷姆。在科罗拉多，居民每年接受约130毫雷姆。只要从达拉斯迁居到科罗拉多，你每年接受的辐射剂量要比住在核电站附近的人大十倍多。虽然辐射可能引起癌症，但这种可能性有多大呢？根据国外实测结果，生活在核电厂周围的人每年接受的剂量当量小于0.01毫希。我们以每年接受0.01毫希为例，这种可能性为千万分之一点五。也就是说，这个人由核电厂造成的致癌危险只相当于每天吸五分之一支烟。除了安全措施外，我们还有一道屏障，那就是管理体制自从我国有了核电站之后，我国政府高度重视核电安全，相继出台了一系列安全管理措施，坚决防范核事故的发生。为了保证核电站安全建设运行，国家能源局于2013年12月至2014年2月对国内部分在运和在建核电站开展了核电站电力应急专项督查。根据督查情况，形成了《核电站电力应急情况监管报告》。这不禁让人有疑问了，既然核电站的安全工作做得那么好，那么为什么还会有福岛核事故呢？其实福岛核事故不是安全工作不到位，而是地震加上海啸的破坏威力超出了当初建造核电站时的设想。而且，福岛核电站的核电机组是第一代的核电机组，其安全性自然相对较差，而我国的核电基本上是第三和第四代的，安全性能要好得多。不过，福岛事件也对我们敲响了警钟，天有不测风云，我们无论准备得有多好都不能掉以轻心。当然，世界上没有什么是完美的，核能也存在一些问题尚待解决。核废料的处理问题就是一个令人头痛的问题。③核废料的处理。核废料可分为低放射性废料与高放射性废料两种。低放射性核废料是指医院、工厂、研究机构以及核电厂等产生包含放射性物质的废弃物，如衣物、纸类、试验器具等。高放射性核废料则主要来自使用过的核燃料。其中铀235约占3%，其余97%主要为铀238以及钚，这些铀238及钚都是未来可回收利用的资源。核废料都可能导致放射性污染，危害人类健康。低放射性核废料在处理起来较为简单，主要是经过焚化压缩固化后，装进大型金属罐，以便在浅地层中掩埋。目前，国际上处理高放射性核废料的方式主要有“再处理”和“直接处置”两种选择。“再处理”主要是从核废料中回收可进行再利用的核原料，包括提取可制造核武器的钚等。“直接处置”则是指将高放射性废料进行“地下埋藏”，一般经过冷却、干式储存、最终处置三个阶段。美国政府一直采取地下掩埋的措施来处理核废料。在内华达州北部的丝兰山脉，已有1.1万个30―80吨的处理罐被埋在地下几百米深处的隧道里。但是仅仅是这样掩埋还是不够的。毕竟那样会对人和环境有一定的影响。前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏事故曾酿成震惊世界的悲剧，但人们更不能忽视核电站核废料的威胁—自核能发电诞生以来，如何处置这些半衰期长达数万年到十万年不等的“万年恶灵”，一直是公认的严峻问题。中低放射性核废料危害较低；高放废料则含有多种对人体危害极大的高放射性元素，其中一种被称为钚的元素，只需10毫克就能致人毙命。如果不能妥善处置高放废料将会给当地环境带来毁灭性影响。据公开报道：上个世纪的冷战期间，前苏联出于成本等因素考虑，将核武器工厂产生的高放废料直接排入了附近的河流湖泊当中，造成了严重生态灾难。位于著名的原子能城车里雅宾斯克旁边的加腊苏湖曾经是野生动物的乐园，如今却因受到核废料污染变成了一潭死水，生态环境在未来十几万年内都无法恢复。我国已积累的高放废物仍然以高放废液的形式存放于废物中，尚未进行固化处理。同时我国采取乏燃料后处理的政策，乏燃料的后处理将产生大量的高放废物J。一台百万千瓦的反应堆每年产生的乏燃料约为22t，而处理lt乏燃料约产生0.25Il13的高放玻璃固化体和l0rn3中放水泥固化体。截至2010年12月31日，核电厂乏燃料存量为2690tL2J，将产生高放玻璃固化体673m3中放水泥固化体26900m3；按照2020年的核电发展规划，预计每年将产生1276t乏燃料，约合高放玻璃固化体320m3，中放水泥固化体12000IIl3。大量的废物超期贮存，得不到及时处置，部分废物贮存时间过长，军工高放废液已经贮存40多年，秦山核电厂的低、中放废物超过了20年。废物暂存罐和钢桶都出现了各种问题，影到废物的包容、处理和处置前的回取，超期贮存对设施运行和环境都是一个安全隐患。对于核电厂来说，其厂内贮存设施的空间是有限的，一旦没有足够的空间暂存废物，核电厂只能停止运行。综上所述，放射性废物的超期贮存所引起的安全、社会和环境问题将越来越突出。④核能的应用以及未来展望1、核能发电原理简介：利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及核能发电站蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的过饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。核反应堆核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍），比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%－4%，其馀皆为无法产生核分裂的铀238。2、核能发电新解威斯康星大学的一组工程师相信他们也许找到了新的的方法。他们已经开始了一个利用核能来提供能量的项目，但这些发电机将与向家庭和工厂提供电力的带穹顶的核电厂完全不同。这些微型装置的能源不是靠转动的涡轮机来发电，而是利用微量的放射性物质，通过它们的衰变来产生电能。以前也有过这种做法，但规模要大得多。人们曾用这种方法给从心脏起搏器到探索太阳系外层黑暗空间的航天器等各种装置提供能源。威斯康星大学的核能工程教授詹姆斯·布兰查德说：“以前还从没在我们现在所讨论的规模上做过这种事。”布兰查德所领导的研究小组正设法开发这项技术，这项研究得到了美国能源部一项45万美元的拨款。3.新突破：世界最大