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核能资源
发布日期:2021-01-24

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  其中铀是最重要的天然核燃料。铀矿石大都呈氧化物状态赋存于陆地,一般品位为0.1~0.5%。海水中虽含有大量铀,但浓度极低,目前尚难利用。世界陆地铀矿的探明储量为145.55万吨(1983年),主要分布于美国、南非、澳大利亚、加拿大和尼日利亚等国。此外海水中含有核聚变燃料约45万吨。

  核裂变能的主要原料是铀,它在地壳中储量总计达几十亿吨。铀的储量虽然很大,但分布却十分分散,要找到比较集中的矿点比较困难。钚的来源比铀广泛,价格较便宜。但是,地下能源储量总是有限的,用一点会少一点,最终会枯竭。

  作为核聚变能原料的氢及其同位素氘和氚,情况就不同了,它们在地球上储量十分丰富,海洋中还有氘约23.4万亿吨,足够人类使用几十亿年。对于人类来说,核聚变能将是一种取之不尽、用之不竭的“长寿能源”。核聚变反应也是太阳和宇宙能量的主要来源。

  中国经济发达的地区主要在东部沿海地区。北煤南运,西电东送,一直成为制约经济发展的瓶颈。目前,中国电力供需矛盾紧张,尤其是华东、华南、华北及其沿海一带,是中国工业最发达的地区,其工业产值占全国工业总产值的70%以上。可是这些地区电力供需矛盾最为紧张。长期以来,国内许多人认为中国能量资源丰富,发展核电的必要性不大,但纵观我国其他可利用的能源,存在以下问题:

  我国目前能源生产中,煤炭占74%。由于我国煤炭资源丰富,在今后一段时间内,煤炭仍将是我国主要能源。据估计,到2050年,随着人口增长和经济发展,我国能源消耗将达到目前水平的5倍左右,如果维持我国煤炭的消耗占总消耗量的70%水平估计,则2050年煤炭的年消耗量将达50亿吨。这样,到21世纪60年代,我国可经济开采的煤炭将被开采完毕。因此,我国要长期以煤炭为主要能源,显然是不可能的。

  我国煤炭资源主要分布在北方地区,东部沿海经济发达的地区缺乏常规能源。因此煤炭运输成了我国经济建设的重要问题,其运输占据铁路货运量的40%,即使加紧修建铁路,运输问题还是难以解决。

  煤炭燃烧对环境的污染比石油和天然气严重得多。其燃烧大量产生烟尘、二氧化硫,二氧化碳,给许多大城市造成严重污染。产生的大气污染和酸雨更是给我国带来了占GDP 5%的经济损失。我国的环境将无法承受这样的“黑盒子”现象。

  随着煤炭大量燃烧,资源将越来越少,价格也将日益昂贵。如果仅将煤炭付之一炬,不但污染环境,而且在经济上将造成难以弥补的损失。

  我国水能资源丰富,但由于我国水资源大部分集中在西南地区,输电设施的投资也相当巨大,而且地质条件复杂,能经济开发的水能资源不到总资源的一半。即使在2050年可经济开发的水能资源全部开发完毕,也只相当于两亿多吨标准煤,与50亿吨需求量相比,只是杯水车薪,因此水能不可能成为我国的主要能源。

  据统计,2020年以后,国内石油供应的对外依存度达50%以上,煤炭的开发利用又受到环境、运输等条件限制;水电装机容量进一步持续发展的余地不大;非水可再生能源如风能和太阳能,存在能量密度低和供能间断性等问题。

  加之石油价格猛然飙升,世界石油蕴藏量逐渐减少,使得能源危机越发紧张。与此同时,核电是一种经济能源。核电站是一种高能量、少耗料的电站,核裂变释放的能量比任何一种化学反应释放的能量都大几百万倍。开发利用新型的和能源,是人类生存与社会发展的必然趋势。

  由以上论述可知,我国发展核能是具有必要性和保障性的。根据我国面临的能源供需不平衡、能源危机和较为严重的生态问题,核能利于可持续发展体现在以下几个方面:

  我国主要的能源消耗地在东部沿海地区及工业带沿线地区,主要以工业消耗为主。而我国的火力发电主要在北方地区,水力发电在大西南地区,风力发电和太阳能发电又满足不了现时需要,长期处于能源供应地与消耗地不一致的状况。核能发电具有可行性的选址比较丰富,而且大多数位于沿海地区,为东部沿海地区提供了较为便利的电力资源,减缓了由于地域间供需不平衡而带来的矛盾,为经济的可持续发展提供了保障。

  从消耗来看,工业的能源消耗最大,占总消耗能源的70%,其次,城市的能源消耗量也较大。据统计,我国要到2018年前后才能实现工业化和城市,接下来的几年,各地为了经济发展,能源的消耗量会达到一个峰值。在能源供给量有限的情况底下,低消耗、高产能的核能资源成了较为经济和清洁的能源。

  核能的适当发展,有利于我国能源安全,保持我国煤炭、石油等化石燃料的储备量,使这些化石燃料达到更高的效率。

  按目前不完全的统计口径,2004年,煤炭在一次能源生产和消费结构中分别占75.6 % 和67.7% , 石油占13.5%和22.7% , 天然气占3.0%和2.6% ,水电占7.9%和7.0%。而核能及太阳能、风能、生物质能等新能源和可再生能源,在能源结构中所占比重还微乎其微。核能是比较清洁可控的现代能源,也是近期比较经济合理的替代能源,随着技术进步, 安全保障也很完善。从国际上看,法国等发达国家在核能开发利用上做得很好,值得借鉴。法国也是传统能源资源短缺国家,通过从战略高度发展核能.法国的能源自给率从27%提高到50%,有效地减少了石油进口依赖。

  随着核能技术成熟与安全系数的提高,我国可利用核能为不可再生资源的储备量提供的保证。

  2007年,我国成了最大的焦炭生产国和出口国。焦炭工业在效益上臂普通的煤炭为主的火力发电效益更高。

  煤炭的高温分解和气化技术已经得到发展和提高。最近,基于煤炭的化工技术,如:煤炭液化、煤炭气化、煤炭合成产品都逐渐在中国的市场推出。

  煤炭通过焦炭生产和气化之后得出了、酯等化工品,再经过分解后变为电力资源和甲醇等更为实用的动力和产品。新的煤炭化学工程有利于国内煤炭资源丰富的地方进行经济发展。这种高利用率,高效益的生产方式使得我们认识到煤炭资源不仅仅只有发电原料。

  核能可以逐渐降低煤炭发电的比例,储备我国丰富的煤炭资源,用于效益更高的化工生产,实现不可再生资源的可持续发展。

  首先,由于世界人口急剧增长,尽管进行了保护能源的努力,但预测表明对能源的需求仍然在继续增长。尤其在电能的利用上有急速上升的趋势。世界上能源利用已经达到一定水平,环境影响的重要性已经超越了地方和区域的规模。我国的酸雨问题就是化石燃料燃烧排放物所引起的,而我国是世界上重要的燃煤大国,每年排出大量的二氧化碳与二氧化硫。

  其次,IAEA与其他10个国际间组织早在赫尔辛基电和环境专家研讨会中指出:在常规运转状态下,核动力及可更新能源系统处于健康风险谱的较低端,煤和石油的能源系统处于健康风险谱的较高端;来自于核能、石油、天然气的严重事故的人类健康风险在大小上处于同一个量级,比水电事故的风险要小2个等级。甚至,我们无法预测化石燃料燃烧带来的天气变化将会对我们的社会与经济带来何等的影响。

  综上所述,电能是非常清洁的二次能源,使用效率也非常高。以火力发电为主的形式虽然暂时能够满足我国的能源需求,但是其污染环境和资源的有限程度促使我们必须找到新的替代能源。基于核能具有较好的安全保障,兼顾其他不可再生能源及水电能源的安全系数,这种清洁能源是值得我国使用的。

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