1、核電是的清潔能源

核反應(yīng)堆利用鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)產(chǎn)生能量。 1942年12月，世界上首座核反應(yīng)堆在美國芝加哥大學(xué)建成， 可控的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)得到了驗證。 鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)指的是原子核吸收一個中子后發(fā)生裂變，同時釋放出 2-3 個中子和能量，如果這些中子再被吸收引起其他原子核裂變，就可使裂變反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去。 核電站中的核反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生的就是可控的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，裂變過程釋放出的能量數(shù)百萬倍于煤的燃燒。

核反應(yīng)堆中以壓水堆為主。 核反應(yīng)堆按照燃料、 中子能量、 慢化劑和冷卻劑不同，分為多種類型。按燃料循環(huán)分為鈾-钚循環(huán)和釷-鈾循環(huán)； 按發(fā)生反應(yīng)的中子能量分為熱中子反應(yīng)堆和快中子反應(yīng)堆；按冷卻劑分為輕水堆和重水堆；按慢化劑分為石墨堆、輕水堆和重水堆；其中，輕水堆又分為壓水堆和沸水堆。

目前投運的核反應(yīng)堆約 450個，其中使用鈾 235 作為燃料，輕水作為冷卻劑和慢化劑的壓水堆占據(jù)絕大多數(shù)， 共計約 293 個，占比為 65.3%，其次為沸水堆共計約 75 個，占比為 16.7%。 使用重水作慢化劑， 輕水或重水作冷卻劑的重水堆共計約 49 個，占比位居第三， 占比為 10.9%。

核電站通過機械能將核能轉(zhuǎn)換為電能。核電站利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放的能量進(jìn)行發(fā)電。核裂變反應(yīng)在核電機組的壓力容器中產(chǎn)生熱能，反應(yīng)堆冷卻劑通過吸收這些熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷亓黧w，高溫冷卻劑在蒸汽發(fā)生器中與給水換熱后再回到壓力容器中，這個通過主泵帶動的循環(huán)被稱為一回路。給水吸收熱量后生成蒸汽，從而推動汽輪機帶動發(fā)電機組發(fā)電，做功后的蒸汽通過冷凝器轉(zhuǎn)化為給水再被送回到蒸汽發(fā)生器中，這個通過主給水泵帶動的循環(huán)被稱為二回路。核電與常規(guī)火電站的區(qū)別僅在于進(jìn)入汽輪機的蒸汽攜帶的能量來源不同，火電站是通過燃燒煤炭、石油、天然氣等燃料產(chǎn)生熱能，核電站則通過鈾核燃料裂變產(chǎn)生熱能。

核電具有清潔、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性好等特點，是一種可以承擔(dān)電網(wǎng)基本負(fù)荷的清潔能源。

炭、石油、天然氣等，非化石能源主要包括核能、 風(fēng)能、太陽能、水能、地?zé)崮?、海洋能等。與化石能源相比，非化石能源在利用過程中基本不產(chǎn)生溫室氣體，屬于對環(huán)境友好的清潔能源， 而核電在非化石能源中又具有明顯的優(yōu)勢。

清潔：核電在電力生產(chǎn)過程中幾乎不排放污染物。核電站在運行的過程中只產(chǎn)生少量的放射性廢物，并按照國家法規(guī)予以嚴(yán)格控制，不會對環(huán)境造成明顯影響，不產(chǎn)生溫室氣體等其他污染物。與火電相比，一臺百萬千瓦核電機組每年可減少排放二氧化碳600萬噸，二氧化硫 2.6萬噸，氮氧化物1.4 萬噸，清潔優(yōu)勢明顯。若考慮到建造及燃料循環(huán)的環(huán)節(jié)，核電會產(chǎn)生少量的排放物，從全壽期來看，溫室氣體的排放量與風(fēng)電相當(dāng)，遠(yuǎn)低于煤電等化石燃料電廠。一座核電廠全壽期的常規(guī)廢物排放量，只相當(dāng)于同等規(guī)?；痣姀S的0.5%-4.0%。

核電是一種的能源。1千克鈾235全部裂變，能夠釋放出相當(dāng)于2700噸標(biāo)煤*燃燒放出的能量。一座百萬千瓦級的核電站，平均每年只需補充約25噸的核燃料，全年只需幾輛卡車運輸，而同樣功率的燃煤火電站每年耗煤達(dá)300萬噸，每天需要供煤近萬噸，需要上百節(jié)火車皮運輸，對運輸造成了極大的壓力。

安全穩(wěn)定：成熟的技術(shù)使核電的安全性得到了保證。世界各國及核電運營企業(yè)都將安全作為核電生產(chǎn)的要務(wù)，在核電建設(shè)施工及運營維護(hù)的全過程中，均制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和程序，同時也制定了完善的事故處理程序。 核電站在設(shè)計過程中，一般采用縱深防御來保證其安全性，提供一系列多層次的防御來防止事故，并在未能防止事故時保證提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)?？v深防御的一個典型應(yīng)用是在設(shè)計中設(shè)置的多道實體屏障，將放射性物質(zhì)置于多道屏障的保護(hù)之下，通常采用三道屏障，即：燃料元件包殼、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界、安全殼。事實證明，成熟可控采用了縱深防御等設(shè)計的核電具有很高的安全性。

核電設(shè)備利用小時數(shù)高居。此外與其他所有能源相比，核電可以保持長時間穩(wěn)定運行，且間隔12-18個月才更換一次核燃料和檢修，所以核電可以連續(xù)運行很長的時間。同時核電單機容量較大，zui高可達(dá)近180萬千瓦，是理想的承擔(dān)電網(wǎng)基本負(fù)荷的電源。核電設(shè)備年運行小時數(shù)為7108小時，在所有發(fā)電類型中高居，遠(yuǎn)高于發(fā)電設(shè)備平均利用小時（3786）。

經(jīng)濟(jì)性好：核電的發(fā)電成本主要由運行費、折舊費和燃料費三部分組成，其中運行費用占比約為20%-25%，折舊費占比較高，約占45%-50%，而核電燃料費占比較低，約為20%-25%。核電站一般可以運行近60年，而目前長折舊年限一般為30-40年，折舊完成后，核電的發(fā)電成本將大幅下降。國家對核電采取優(yōu)先上網(wǎng)政策，核電利用小時高且穩(wěn)定，這種高固定成本、低變動成本的成本結(jié)構(gòu)使得核電具備較好的經(jīng)濟(jì)性。與常規(guī)能源相比，核電還具有低的外部成本。發(fā)電廠并不是孤立存在的，發(fā)電廠排放的各種污染物、噪音等對公眾的損害，以及對地球氣候變暖等環(huán)境生態(tài)影響等因素產(chǎn)生的成本可以作為外部成本，將其包括在內(nèi)對現(xiàn)有的發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析進(jìn)行全面研究。

多個研究結(jié)果表明，與其他常規(guī)能相比，核能的外部成本低。外部成本zui高的是常規(guī)能源煤炭和石油，為核電的10倍以上，作為潔凈能源的天然氣發(fā)電，外部成本也約為核電的3-6倍。

核電是的清潔能源?？傮w來看，可以帶電網(wǎng)基本負(fù)荷的電源中，火電在生產(chǎn)過程中存在較為嚴(yán)重的污染，未來的發(fā)展已逐漸放緩；水電對區(qū)域位置要求高導(dǎo)致可開發(fā)容量有限且存在消納障礙，而且水電過度開發(fā)對生態(tài)環(huán)境有一定影響。新能源中，風(fēng)電和太陽能負(fù)荷都不穩(wěn)定，不能承擔(dān)電網(wǎng)基本負(fù)荷，且同樣存在消納障礙。而核電清潔、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性好，是的清潔能源。