新研究揭示核電碳排放及資源使用均較低

在這個(gè)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(shí)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(diǎn)認(rèn)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(jìn)行生命周期評(píng)估（LCA）對了解其環(huán)境影響至關(guān)重要。許多研究評(píng)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(píng)估不足。例如，人們尚不了解在這個(gè)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(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過一種不太常用的方法——計(jì)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(píng)估了不同等級(jí)的鈾礦—— 一個(gè)高度可變的實(shí)體，及其對總物質(zhì)需求（TMR）的影響。這項(xiàng)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(shí)的鈾核發(fā)電的資源使用進(jìn)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(shí)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(jìn)行了溫室氣體排放和自然資源使用的評(píng)估。他們發(fā)現(xiàn)，濃縮鈾燃料的TMR系數(shù)（指示開采強(qiáng)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(gè)對鈾燃料進(jìn)行再加工的封閉循環(huán)比一個(gè)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(jì)，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(rèn)為：“當(dāng)然有！”