תוֹכֶן
- ייצור חשמל
- פליטות: כוח גרעיני לעומת כוח פחם
- יעילות ואמינות
- זמינות המשאבים
- עלויות: אנרגיה גרעינית לעומת דלקים מאובנים
- העתיד של ייצור אנרגיה
אנרגיה גרעינית מגיעה מהאנרגיה האצורה בגרעין (ליבת) האטום. אנרגיה זו משתחררת באמצעות ביקוע (פיצול אטומים) או היתוך (מיזוג אטומים ליצירת אטום גדול יותר). ניתן להשתמש באנרגיה המופקת לייצור חשמל.
דלקים מאובנים - הכוללים בעיקר פחם, נפט וגז טבעי - ממלאים את מרבית צרכי האנרגיה ברחבי העולם. ייצור חשמל הוא אחד השימושים הבולטים בדלקים מאובנים. אך משאב זה מוגבל.
ייצור חשמל
אנרגיה גרעינית ניתנת לשחרור על ידי פיצול אטום אורניום. גרעין האטום עשוי מפרוטונים ונויטרונים. כאשר הגרעין מתפצל, הוא משחרר אנרגיה בצורה של חום. חלק מהנויטרונים משתחררים גם הם בפיצול. נויטרונים אלה עשויים לפצל גרעינים אחרים, ולשחרר יותר חום ונויטרונים. תגובת השרשרת הזו נקראת ביקוע גרעיני.
דלקים מאובנים נוצרו משרידים אורגניים של צמחים פרהיסטוריים ובעלי חיים. שרידים אלה, בני מיליוני שנים, הוסבו על ידי חום ולחץ בקרום העפר לדלקים המכילים פחמן.
תחנות כוח דלקות גרעיניות וגם מאובנות מייצרות חשמל באותה צורה. החום שנוצר במפעלים אלה משמש לייצור אדים. קיטור זה מניע טורבינה שמפעילה גנרטור שממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית.
פליטות: כוח גרעיני לעומת כוח פחם
אנרגיה גרעינית נקייה יותר בעת ייצור חשמל. ביקוע גרעיני מספק אנרגיה מבלי לשחרר גזי חממה כמו פחמן דו חמצני.עם זאת, תחנות כוח גרעיניות מייצרות פסולת רדיואקטיבית, גורם קריטי בהשוואה בין זיהום לזיהום אנרגיה גרעינית.
לעומת זאת, בהשוואה בין כוח גרעיני לעומת כוח פחם, יש לקחת בחשבון כי בעירה של דלקים מאובנים משחררת פחמן דו חמצני לאטמוספרה. למעשה, 90 אחוז מפליטות הפחמן מייצור חשמל בארצות הברית מגיעים מתחנות כוח פחם. הם פולטים מזהמים כמו דו תחמוצת הגופרית, מתכות רעילות, ארסן, קדמיום וכספית.
יעילות ואמינות
גלולה של דלק גרעיני שוקלת כ- 0.1 גרם (6 גרם). עם זאת, גלולה יחידה זו מניבה את כמות האנרגיה המקבילה לזו המופקת על ידי טון פחם, 120 ליטר שמן או 17,000 רגל מעוקב של גז טבעי, מה שהופך את הדלק הגרעיני ליעיל בהרבה מדלקים מאובנים.
בנוסף, תחנות כוח גרעיניות פועלות בצורה אמינה יותר מאשר מתקני ייצור חשמל אחרים. בשנת 2017 עבדו מפעלים גרעיניים במלוא יכולתם 92% מהזמן. לשם השוואה, יש לקחת בחשבון את זמני הפעילות של מקורות אחרים לייצור אנרגיה: מפעלי פחם (54%), מפעלי גז טבעי (55%), מחוללי רוח (37%) ומתקנים סולאריים (27%).
זמינות המשאבים
האורניום הוא אחד ממקורות האנרגיה השופעים ביותר בכדור הארץ. ניתן לעבד מחדש את האורניום ולהשתמש בו שוב, אחד היתרונות של אנרגיה גרעינית על פני דלקים מאובנים. דלקים מאובנים לעומת זאת אינם ניתנים לחידוש. חלה ירידה חדה במאגרי האנרגיה בגלל התלות של האנשים בדלקים מאובנים.
עלויות: אנרגיה גרעינית לעומת דלקים מאובנים
עלות חשובה כאשר בוחנים את היתרונות והחסרונות של אנרגיה גרעינית לעומת דלקים מאובנים. בעוד שעלויות ההפעלה של תחנות כוח גרעיניות עולות על עלות מקורות כוח אחרים המייצרים חשמל, העלות הכוללת פחותה מרובם. העלות הכוללת של ייצור חשמל כוללת פעולות, תחזוקה ודלקים. מדווחים על עלויות במפעלים לקילוואט-שעה שבהם טחנה אחת שווה ל- 0.001 דולר או עשירית ממרכז ארה"ב.
העלויות הכוללות הממוצעות בטחנות לקילוואט-שעה המדווחות לשנת 2017 הן, לפי עליית העלות, 10.29 עבור כוח הידרואלקטרי (כולל מפעלים הידרואלקטריים קונבנציונאליים וגם מפעלים הידרואלקטריים לאחסון שאוב), 24.38 עבור כוח גרעיני, 31.76 לטורבינת גז ובקנה מידה קטן (מוגדר כטורבינת גז, בעירה פנימית, מפעלי פוטו-וולטאיים או סולאריים ורוח) ו- 35.41 למפעלי קיטור מאובנים.
העתיד של ייצור אנרגיה
מקורות הדלק המאובנים יורדים בהדרגה, מה שמוביל למחסור אנרגיה עולמי פוטנציאלי. תחנות כוח גרעיניות כבר מספקות אנרגיה בשלושים מדינות. עם שני מפעלים חדשים שאושרו וכ -18 בקשות לבניית מפעלים חדשים שנמצאים בבחינת ועדת הרגולציה האמריקאית לגרעין בארה"ב בשנת 2018, תחנות כוח גרעיניות עשויות למלא את הצורך האנרגטי הזה בארצות הברית.