低碳时代看----核能.ppt

1、8/15/2020,1,低碳时代看-核能发电,武超 能源动力学院 水动 系 0831班 36号,8/15/2020,2,内容摘要： 核电是清洁能源，环境影响小 。目前的环境污染问题大部分是有使用化石燃料引起的。化石燃料的燃烧排放大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和飘尘，造成全球气温升高、酸雨频降并破坏臭氧层，对人类和环境造成极大威胁和损害。这大多是火电燃煤引起的。,8/15/2020,3,关键词：核能 电力 环境,现在的低碳能源很多如太阳能，地热能，海洋能，生物质能等等。但人类的开发技术有限没能力大力开发这些能源。在未来四十年我坚信很核能发展势头很好。传统能源发电火电，水电现在面临着挑战,8/

2、15/2020,4,1火力发电与环境：,中国40%的二氧化碳排放来源于火电中国早在2007年二氧化碳排放量就已超过美国位居世界第一。截至2008年年底，中国电力装机容量79253万千瓦，而其中火电装机容量占总装机容量的75.7%，导致二氧化碳等污染物的大量排放，火电行业节能减排形势严峻。中国80%的二氧化碳排放来自燃煤，而超过50%的煤炭消费用于火力发电。在中国的减排大计中，包括华能在内的传统火电企业责任重大,除了直接排放污染物，火电发电的能效水平也较低（大约为38.5%，高达78%的能量损耗在这个环节发生）。 然而铀是高能量的核燃料，千克铀可供利用的能量相当于燃烧2050吨优质煤 ，并且无环

3、境污染。,8/15/2020,5,2水力发电对环境的影响 :,1) 自然方面：巨大的水库可能引起地表的活动，甚至诱发地震。此外，还会引起流域水文上的改变，如下游水位降低或來自上游的泥沙減少等。水库建成后，由于蒸发量大，氣候涼爽且交穩定，降雨量減少。 (2)生物方面：对陆生动物而言，水库建成后，可能會造成大量的野生动植物被淹沒死亡，甚至 全部灭绝。对水生动物而言，由于上游生态环境的改变，会使魚类受到影响，甚致灭绝，种群数量減少。 (3)物理化学性方面：流入和流出水庫的水在顏色和氣味等物理化学性质方面发生改发而且 水库中各层水的密度、溫度、甚至熔解氧等有所不同。深层水的水溫低，而且沉垫库底的有机物

4、不能充分氧化而处于厌氧分解，水中的二氧化碳含量明显增加。,8/15/2020,6,核能发电,有关该主题的详细内容 支持信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。核能发电原理 核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变

5、自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。,8/15/2020,7,举例而言，核四厂每年要用掉80吨的核燃料，只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤，需要515万吨，每天要用20吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气，需要143万吨，相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯。换算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。,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。,8/15/2020,8,优点,优点： 1.核能发电不像化石

6、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，没有其他的用途。 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公吨的铀燃料，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。,8/15/2020,9,核能是人类最具希望的未来能源。目前人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是

7、轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研制之中。可不论是重元素铀，还是轻元素氘、氚，在海洋中都有相当巨大的储藏量。,8/15/2020,10,60年代起，日本、英国、联邦德国等先后着手研究从海水中提取铀，并且逐渐建立了从海水中提取铀的多种方法。铀是高能量的核燃料，千克铀可供利用的能量相当于燃烧2050吨优质煤。氘和氚都是氢的同位素。它们的原子核可以在一定的条件下，互相碰撞聚合成较重的原子核 -氦核，同时释放巨大的核能。一个碳原子完全燃烧生成二氧化碳时，只放出4电子伏特的能量，而氘-氚反应时能放出1780万电子伏特的能量。,8/15/20

8、20,11,重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料，海水中含有 210 14 吨重水，如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源谁谁谁一种新能源核电站,8/15/2020,12,目前化石燃料在能源消耗中所占的比重仍处于绝对优势，但此种能源不仅燃烧利用率低，而且污染环境，它燃烧所释放出来的二氧化碳等有害气体容易造成 温室效应，使地球气温逐年升高，造成气候异常，加速土地沙漠化过程，给社会经济的可持续发展带来严重影响。与火电厂相比，核电站是非常清洁的能源，不排放这些有害物质也不会造成温室效应，因此能大大

9、改善环境质量，保护人类赖以生存的生态环境。,8/15/2020,13,世界上核电国家的多年统计资料表明，虽然核电站的投资高于燃煤电厂，但是，由于核燃料成本远远地低于燃煤成本，相反核燃料反应所释放的能量却远远高于化石燃料燃烧所释放出来的能量，而且核燃料取之不皆，这就使得目前核电站的总发电成本低于烧煤电厂。,8/15/2020,14,据估计，在世界上核裂变的主要燃料铀和钍的储量分别约为490万吨和275万吨。这些裂变燃料足可以用到聚变能时代。轻核聚变的燃料是氘和锂，1升海水能提取30毫克氘，在聚变反应中能产生约等于300升汽油的能量，即1升海水约等于300升汽油，地球上海水中有40多万亿吨氘，足够人类使用百亿年。地球上的锂储量有2000多亿吨，锂可用来制造氚，足够人类在聚变能时代使用。况且以目前世界能源消费的水平来计算，地球上能够用于核聚变的氘和氚的数量，可供人类使用上千亿年。因此，有关能源专家认为，如果解决了核聚变技术，那么人类将能从根本上解决能源