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浅谈核电与水电的利弊 环境地质学读书报告题 目： 浅谈核电和水电的利弊 学 院： 紫金矿业学院 专 业： 资源勘查专业 年 级： 10级 姓 名： 方亮 学 号： 161001230 指导教师： 刘羽 2012年11月5日浅谈核电和水电的利弊摘要 随着时间的推移，社会的发展，人们逐渐意识到能源资源的有限性以及环境保护的重要性，核电和水电渐渐进入人们的视线，中国乃至全球都在大范围的推广核电和水电。随着核电和水电的事业的发展，它们的弊端也逐渐暴露出来。它们给人类带来了很大的利益的同时也给人类制造了不少麻烦。一、核电1.1综述核电站（nuclear power plant）是利用核分裂(Nuclear Fission)或核融合(Nuclear Fusion)反应所释放的能量产生电能的发电厂。目前商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反应而发电。核电站一般分为两部分：利用原子核裂变生产蒸汽的核岛（包括反应堆装置和一回路系统）和利用蒸汽发电的常规岛（包括汽轮发电机系统），使用的燃料一般是放射性重金属：铀、钚。1.2历史自1951年12月美国实验增殖堆1号（EBR-1）首次利用核能发电以来，世界核电至今已有50多年的发展历史。截止到2005年年底，全世界核电运行机组共有440多台，其发电量约占世界发电总量的16%。在发达国家，核电已有几十年的发展历史，核电已成为一 种成熟的能源。中国的核工业已也已有40多年发展历史，建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系，已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验，拥有一支专业齐全、技术过硬的队伍。纵观核电发展历史，核电站技术方案大致可以分四代，即：第一代核电站的开发与建设开始于上世纪50年代。1954年，前苏联建成电功率为5兆瓦的实验性核电站：1957年，美国建成电功率为9万千瓦的shipping port 原型核电站，这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。第二代核电站，上世界60年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明。上世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的大发展。目前世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的，习惯上称之为第二代核电机组。第三代核电站，上世纪90年代，为了解决三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响，世界核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关，美国和欧洲先后出台了“先进轻水堆用户要求”文件，即URD文件（utility requirements document）和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”，即（EUR）文（European utility requirements document），进一步明确了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。国际上通常把满足URD文件或EUR文件的核电机组称为第三代核电机组。对第三代核电机组要求能在2010年前进行商用建造。第四代核电站，2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷等十个有意发展核能的国家，联合组成了“第四代国际核能论坛”（GIF），于2001年7月签署了合约，约定共同合作研究开发第四代核能技术。根据设想，第四代核能方案的安全性和经济性将更加优越，废物量极少，无需厂外应急，并具备固有的防止核扩散的能力。高温气冷堆，熔盐堆，钠冷却堆就是具有第四代特点的反应堆。 第一代核电站为原型堆，其目的在于验证核电设计技术和商业开发前景；第二代核电站为技术成熟的商业堆，目前在运的核电站绝大部分属于第二代核电站；第三代核电站为符合URD或EUR要求的核电站，其安全性和经济性均较第二代有所提高，属于未来发展的主要方向之一；第四代核电站强化了防止核扩散等方面的要求，目前处在原型堆技术研发阶段。1.3现状根据世界核协会(WNA)网站提供的资料，截至2010年5月1日，全球有29个国家共运行着438台核电机组，总净装机容量为3741 GWe；有13个国家正在建设54台核电机组，总净装机容量为561 GWe；有28个国家计划建设148台核电机组，总装机容量为162 GWe；有36个国家拟议建设342台核电机组，总装机容量为3632 GWe。预计2010年全球核电反应堆的铀需求量为68646 tU(80954 tU3OR)。全球在2010年投入运行的新机组数量较多。202 MWe的印度拉贾斯坦6号机组已投运，还有另外总装机容量为5824 MWe的7台新机组在2010年投运。此外，总装机容量为1538 MWe的加拿大布鲁斯1、2号机组也在20 1 0年重新投入运行。目前的在役核电机组主要集中在经合组织(OECD)成员国中。截至2010年，经合组织成员国共拥有341台在役核电机组，核电净装机容量为3111 GWe，占全球总核电净装机容量的832。经合组织成员国2009年的核发电量为21304 Twh， 占全球核发电总量的833。许多经合组织成员国的核发电量在总发电量中占有重要份额，例如法国为752、斯洛伐克535、比利时为517、匈牙利为43 、瑞士为395、韩国为348、瑞典为347、捷克为338、芬兰为329、日本为289、德国为261、美国为202。世界核电分布图世界各国核电机组量世界各国核电发电量1.4前景根据各国已公布的相关数据，预计未来亚洲地区的核电将呈现大幅增长态势。在全球在建的54台机组中，有39台位于亚洲国家，其中中国25台(包括台湾地区的2台)，韩国6台，印度4台， 日本2台，伊朗和巴基斯坦各1台；在全球计划建设的148台机组中，有93台位于亚洲国家，其中中国34台，印度20台， 日本12台，韩国6台，越南和阿联酋各4台，哈萨克斯坦、巴基斯坦、泰国、土耳其、印尼和伊朗各2台，亚美尼亚1台；在全球拟建的342台机组中，有20l台位于亚洲国家，其中中国126台(包括台湾地区的6台)， 印度40台，阿联酋10台，越南6台，印尼和泰国各4台，孟加拉国、哈萨克斯坦和巴基斯坦各2台，朝鲜、伊朗、以色列、日本和土耳其各1台。除了亚洲国家外，俄罗斯、美国、乌克兰和南非未来的核电建设也将迎来一个大发展：俄罗斯目前在建、计划建设和拟议建设的机组数量分别为9台、15台和30台；美国目前在建、计划建设和拟议建设的机组数量分别为1台、9台和23台；乌克兰目前计划建设和拟议建设的机组数量分别为2台和20台；南非目前计划建设和拟议建设的机组数量分别为3台和24台。1.5利弊分析核电站主要有一下优点：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核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他民用用途。4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吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。 5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。 核电站主要有一下缺点：1核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。 2核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境里，故核能电厂的热污染较严重。 3核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。 4核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。现阶段的核能发电，仍然会产生很多放射性废物，其中尤以高放废物的处理及处置为国际性难题。1.6讨论核能发电就目前来看还是属于一个比较新的发展方向，能够比较有效的缓解的能源的紧张问题。从经济价值上来讲，核电的成本不算很高，还是有一定的利润空间。从上面的利弊分析也可以看出来，核电也可以一定程度上减少一些常规的环境污染，另外，核电的原料比较容易保存和运输，这也在一定程度上减少了核电的成本。从另外一个角度来看，核电又会带来一些放射性污染和热污染，核电站本身的热利用率不是很高，一定程度上造成了浪费，此外，核电还会产生一部分核废料，这些废料难以处置，核电站本身的选址就是一个非常棘手的问题，核电事故也是核电发展的一个缺点，历史上也发生过不少关于核电站事故，后果非常严重，如1957 年 9 月 29 日，前苏联 前苏联乌拉尔山中的秘密核工厂“车里雅宾斯克 65 号”一个装有核废料的仓库发生大 爆炸，迫使苏联当局紧急撤走当地 11000 名居民。 1957 年 10 月 7 日：英国 英国东北岸的温德斯凯尔一个核反应堆发生火灾， 这次事故产生的放射性物质污染了英 国全境，至少有 39 人患癌症死亡。 1961 年 1 月 3 日：美国 美国爱荷华州一座实验室里的核反应堆发生爆炸，当场炸死 3 名工人。1986 年 1 月 6 日：美国 美国俄克拉荷马一座核电站因错误加热发生爆炸， 结果造成一名工人死亡， 100 人住院。 1986 年 4 月 26 日：前苏联 前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸， 其放射性云团直抵西欧， 造成约八千人死于辐射 导致的各种疾病。 爆炸最终导致 20 多万平方公里的土地受到污染，今天的乌克兰、俄罗斯 和白俄罗斯受到的核污染最严重。 在日后长达半个世纪的时间里， 公里范围以内将不能耕作、 10 放牧;10 年内 100 公里范 围内被禁止生产牛奶。切尔诺贝利核事故所泄漏的放射性粉尘有 70%飘落在白俄罗斯境内。 事故发生初期，白俄罗斯大部分公民都受到不同程度的核辐射，6000 平方公里土地无法使 用，400 多个居民点成为无人区，政府不得不关闭了 600 多所学校，300 多个企业以及 54 个大型农业联合体。这也是核电站发展的一个重要的阻碍。1.7结论就目前的能源形式来看，世界的能源也处在一个比较的阶段，我国是一个能源匮乏的国家，所以，即使核电会给人类带来一些负面的影响，但是核电还是值得发展的一项能源工程，只要我们在核电的管理和技术研发上加大力度，那么我们就可以在一定程度上减小甚至消除核电给人类带来的一些负面的影响。二、水电2.1综述水电站英文为hydroelectric power station /hydropower plant (HPP)，水电站是将水能转换为电能的综合工程设施，又称水电厂。它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装设的各种水电站设备。利用这些建筑物集中天然水流的落差形成水头，汇集、调节天然水流的流量，并将它输向水轮机，经水轮机与发电机的联合运转，将集中的水能转换为电能，再经变压器、开关站和输电线路等将电能输入电网。有些水电站除发电所需的建筑物外，还常有为防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等综合利用目的服务的其他建筑物。这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水利枢纽。2.2历史1878年法国建成世界第一座水电站。20世纪30年代后，水电站的数量和装机容量均有很大发 展。80年代末，世界上一些工业发达国家，如瑞士和法国的水能资源已几近全部开发。20世纪世界装机容量最大的水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站，装机1260万千瓦。世界第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站。世界装机容量最大的抽水蓄能电站是1985年投产的美国巴斯康蒂抽水蓄能电站。世界第一座潮汐电站于1913年建于德国北海之滨。最大的潮汐电站是法国建于圣玛珞湾的朗斯潮汐电站，装机24万千瓦。日本在1978年建成的海明号波浪发电试验船则是世界上第一座大型波能发电站。中国大陆最早建成的水电站是云南省昆明市郊的石龙坝水电站(1912) ，电站一厂于1910年7月开工，1912年4月发电，最初装机容量为480 kW。中国1988年竣工的湖北葛洲坝水利枢纽，装机271.5万千瓦。中国1986年在浙江省建成试验性的江厦潮汐电站，装机3200千瓦。中国的广州抽水蓄能电站，一期工程装机120万千瓦，计划在90年代完工。1994年已开工兴建的三峡水利枢纽建成后，装机容量为1786万千瓦，到目前为止已经成为世界上最大的水电站。2.3现状随着大坝建设在二十世纪的高速发展，国内外不同领域的专家、学者，对大坝建设提出了各种疑问，对水电作为清洁、可再生能源具有重要作用和大坝在满足人们许多重要需求方而是十分有效的认识，也从不同角度进行了深化。这些问题在水利水电领域内和领域外引起了广泛的关注和讨论，也曾引起了世界银行、亚洲开发银行等国际组织和有关国家政府的重视。目前，围绕水电开发与可持续发展而展开的这场争论在国外已开始转向重新关注水电的开发。目前各大洲的水电发展状况如下：亚洲国家中，除中国目前正大力发展水电外，印度、土耳其、尼泊尔、老挝、越南、巴基斯坦、马来西亚、泰国、缅甸、菲律宾、斯里兰卡、哈扎克斯坦、吉尔吉斯坦、约旦、黎巴嫩、叙利亚等国家也都有大型的水电项目正在建设。日本、南朝鲜水电开发程度较高，大型的抽水蓄能项目建设速度比较快，在日本，有6个抽水蓄能电站正在建设，另3个正在规划中。非洲国家的水电开发度、水资源调控能力都比较低，60m以上高坝总共11 座，目前有20多个非州国家在建水电工程。欧洲在建装机2270MW，分布在23个国家，另有规划中的水电装机10GW，西班牙、意大利、希腊、罗马尼亚在建坝相对较多，德国也有一座90多m的高坝在建。北美有5790MW的水电工程在建，分布在10个国家，规划中还有15GW的水电站。北美国家中美国、加拿大都有新的大坝建设，美国有两座60m以上的大坝在建。加拿大魁北克未来十年水电计划增加20的装机。南美目前高坝建设比较多，在建、待建200m左右的大坝不少，主要集中在巴西、委内瑞拉、阿根廷等国家，有17GW水电工程在建，分布10个国家，规划待建项目还有59GW。在大洋洲，灌溉建坝、小水电开发建坝及电站更新改造项目不少，但规模都不大，规划待建的水电项目有647Mw 。世界水能资源统计图2.4前景今后在水力资源丰富而又未充分开发的国家（如中国），常规水电站的建设将稳步增长。大型电站的机组单机容量将向巨型化发展。同时，随着经济发展和能源日益紧张，小水电将受到各国的重视。由于电网调峰、调频、调相的需要，抽水蓄能电站将有较快的发展。而潮汐电站和波浪能电站的建设由于受建站条件及造价等因素制约，在近期内不会有大幅度的增长。各类电站的自动化和远动化将进一步完善和推广2.5利弊分析水电站主要有一下几点优点：1清洁：水能为可再生能源，基本无污染 2营运成本低，效率高； 3可按需供电； 4取之不尽、用之不竭、可再生 5控制洪水泛滥 6提供灌溉用水 7改善河流航动 8有关工程同时改善该地区的交通、电力供供应和经济，特别可以发展旅游业及水产养殖。 水电站主要有一下几点缺点：1生态破坏：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物