Inhalt
- Strom erzeugen
- Emissionen: Atomkraft vs. Kohlekraft
- Effizienz und Zuverlässigkeit
- Verfügbarkeit von Ressourcen
- Kosten: Kernenergie vs. fossile Brennstoffe
- Zukunft der Energieerzeugung
Kernenergie kommt von der Energie, die im Kern eines Atoms gespeichert ist. Diese Energie wird durch Spaltung (Spaltung von Atomen) oder Fusion (Verschmelzung von Atomen zu einem größeren Atom) freigesetzt. Die freiwerdende Energie kann zur Stromerzeugung genutzt werden.
Fossile Brennstoffe, zu denen hauptsächlich Kohle, Öl und Erdgas gehören, decken den größten Teil des weltweiten Energiebedarfs. Die Stromerzeugung ist eine der vorherrschenden Verwendungen fossiler Brennstoffe. Diese Ressource ist jedoch begrenzt.
Strom erzeugen
Kernenergie kann durch Spaltung eines Uranatoms freigesetzt werden. Der Kern eines Atoms besteht aus Protonen und Neutronen. Wenn sich der Kern spaltet, setzt er Energie in Form von Wärme frei. Bei der Spaltung werden auch einige Neutronen freigesetzt. Diese Neutronen könnten andere Kerne spalten und mehr Wärme und Neutronen freisetzen. Diese Kettenreaktion nennt man Kernspaltung.
Aus den organischen Überresten prähistorischer Pflanzen und Tiere wurden fossile Brennstoffe gebildet. Diese Millionen Jahre alten Überreste wurden durch Hitze und Druck in der Erdkruste in kohlenstoffhaltige Brennstoffe umgewandelt.
Sowohl Kernkraftwerke als auch Kraftwerke für fossile Brennstoffe erzeugen auf die gleiche Weise Strom. Die in diesen Anlagen erzeugte Wärme wird zur Dampferzeugung genutzt. Dieser Dampf treibt eine Turbine an, die einen Generator antreibt, der mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
Emissionen: Atomkraft vs. Kohlekraft
Die Kernenergie ist sauberer bei der Stromerzeugung. Die Kernspaltung liefert Energie, ohne Treibhausgase wie Kohlendioxid freizusetzen.Kernkraftwerke erzeugen jedoch radioaktive Abfälle, ein kritischer Faktor, wenn es darum geht, fossile Brennstoffe im Vergleich zur Verschmutzung der Kernenergie zu verwenden.
Berücksichtigen Sie bei einem Vergleich von Kernkraft und Kohlekraft jedoch, dass bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt. Tatsächlich stammen 90 Prozent der Kohlenstoffemissionen aus der Stromerzeugung in den USA aus Kohlekraftwerken. Sie stoßen Schadstoffe wie Schwefeldioxid, giftige Metalle, Arsen, Cadmium und Quecksilber aus.
Effizienz und Zuverlässigkeit
Ein Pellet aus Kernbrennstoff wiegt ungefähr 6 Gramm. Dieses einzelne Pellet liefert jedoch die Energiemenge, die der Menge entspricht, die durch eine Tonne Kohle, 120 Gallonen Öl oder 17.000 Kubikfuß Erdgas erzeugt wird, was den Kernbrennstoff viel effizienter macht als fossile Brennstoffe.
Außerdem arbeiten Kernkraftwerke zuverlässiger als andere Kraftwerke. Im Jahr 2017 waren die Kernkraftwerke zu 92% ausgelastet. Berücksichtigen Sie zum Vergleich die Betriebszeiten für andere Energieerzeuger: Kohlekraftwerke (54%), Erdgaskraftwerke (55%), Windkraftwerke (37%) und Solaranlagen (27%).
Verfügbarkeit von Ressourcen
Uran ist eine der am häufigsten vorkommenden Energiequellen auf der Erde. Uran kann wiederaufbereitet und wiederverwendet werden, einer der Vorteile der Kernenergie gegenüber fossilen Brennstoffen. Fossile Brennstoffe hingegen sind nicht erneuerbar. Die Energiereserven sind aufgrund der Abhängigkeit der Menschen von fossilen Brennstoffen stark gesunken.
Kosten: Kernenergie vs. fossile Brennstoffe
Bei der Abwägung der Vor- und Nachteile von Kernenergie gegenüber fossilen Brennstoffen sind die Kosten wichtig. Während die Betriebskosten für Kernkraftwerke die Kosten für andere Stromerzeugungsquellen übersteigen, sind die Gesamtkosten geringer als die meisten. Die durchschnittlichen Gesamtkosten der Stromerzeugung umfassen Betrieb, Wartung und Brennstoffe. Die Kosten werden in Mühlen pro Kilowattstunde angegeben, wobei eine Mühle 0,001 USD oder ein Zehntel eines US-Cent entspricht.
Die für 2017 gemeldeten durchschnittlichen Gesamtkosten in Mühlen pro Kilowattstunde betragen in der Reihenfolge steigender Kosten 10,29 für Wasserkraft (einschließlich konventioneller Wasserkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke), 24,38 für Kernkraftwerke, 31,76 für Gasturbinen und Kleinanlagen (definiert) B. Gasturbinen-, Verbrennungs-, Photovoltaik- oder Solar- und Windkraftanlagen) und 35,41 für fossile Dampfkraftanlagen.
Zukunft der Energieerzeugung
Die fossilen Energieträger gehen allmählich zurück, was zu einer möglichen globalen Energieknappheit führt. Kernkraftwerke liefern bereits in 30 Staaten Energie. Mit zwei genehmigten neuen Anlagen und etwa 18 Anträgen auf Errichtung neuer Anlagen, die 2018 von der US-amerikanischen Nuclear Regulatory Commission geprüft wurden, könnten Kernkraftwerke diesen Energiebedarf in den USA decken.