新研究揭示核電碳排放及資源使用均較低

在這個不斷變化的世界，迅速增長的人口、城市化、工業(yè)化等因素導(dǎo)致能源需求日益增加。當(dāng)前的挑戰(zhàn)在于，化石燃料無法在滿足人們能源需求的同時控制全球變暖。為了減輕使用化石燃料造成的環(huán)境退化和自然資源耗竭，一些科學(xué)家正在提倡將核能作為一種替代能源。不過也有觀點認為，由于對環(huán)境的潛在影響，核能并非最理想的替代能源。

 

對不同種類的能源進行生命周期評估（LCA）對了解其環(huán)境影響至關(guān)重要。許多研究評估了與核能發(fā)電有關(guān)的生命周期累積能源消耗和溫室氣體排放。然而，這些研究大多著眼于溫室氣體排放和能源消耗，可能導(dǎo)致對核能發(fā)電環(huán)境影響和可持續(xù)性的評估不足。例如，人們尚不了解在這個過程中使用的總資源。

 

為了提供更全面的視角，日本立命館大學(xué)的一個科學(xué)家團隊通過一種不太常用的方法——計算在生命周期中從巖石圈提取的資源量，分析了核能發(fā)電對環(huán)境的影響。

 

他們的研究集中在采礦方法、核反應(yīng)堆類型和核能發(fā)電核能發(fā)電中使用的鈾燃料循環(huán)系統(tǒng)類型，及其如何改變核能發(fā)電對環(huán)境的影響。他們還評估了不同等級的鈾礦—— 一個高度可變的實體，及其對總物質(zhì)需求（TMR）的影響。這項研究近日在線發(fā)表于《清潔生產(chǎn)期刊》。

 

“通過分析TMR，我們對1千瓦時的鈾核發(fā)電的資源使用進行了LCA分析。”該研究通訊作者、立命館大學(xué)副教授Shoki Kosai說，“除了核能發(fā)電中的其他變量，為了實現(xiàn)徹底的LCA，我們研究了開放式和封閉式燃料循環(huán)，以及3種類型的鈾礦開采方法——露天開采、地下開采和原地浸出（ISL）。”

 

研究人員隨后對這些變量進行了溫室氣體排放和自然資源使用的評估。他們發(fā)現(xiàn)，濃縮鈾燃料的TMR系數(shù)（指示開采強度）最高，其次是核燃料、再加工鈾燃料、混合氧化物（MOX）燃料，最后是黃餅（以重鈾酸鹽或鈾酸鹽形式存在的鈾濃縮物的俗稱）。鈾礦品位對TMR系數(shù)也有較大影響，不同開采方式的TMR差異較大。原地浸出的TMR最低。然而，采礦方法對資源利用的影響大于對溫室氣體排放的影響。

 

談到燃料循環(huán)的影響，該校教授Eiji Yamasue說：“我們發(fā)現(xiàn)，一個對鈾燃料進行再加工的封閉循環(huán)比一個不重復(fù)利用其副產(chǎn)品的開放循環(huán)少使用26%的資源。”

 

此外，研究發(fā)現(xiàn)，核能發(fā)電的自然資源利用與可再生能源相似，要顯著低于火力發(fā)電。此外，核能發(fā)電的全球變暖趨勢和TMR表現(xiàn)出迥然不同的趨勢。除了溫室氣體排放量較低，核能發(fā)電使用的自然資源也較少，使其成為一種對環(huán)境有利的發(fā)電來源。

 

“除了保持循環(huán)經(jīng)濟，即使在資源使用方面，核能也是很重要的。我們的發(fā)現(xiàn)可以幫助決策者制定長期能源政策，考慮使用核能發(fā)電。”Kosai說。

 

那么，核能有未來嗎？他們認為：“當(dāng)然有！”