核能利用与可持续发展
安全的核能
当今,全世界几乎16%的电能是由441座核反应堆生产的,而其中有9个国家 的40%多的能源生产来自核能。在这一领域,国际原子能机构作为隶属联合 国大家庭的一个国际机构,对和平利用、开发原子能的活动积极加以扶持, 并且为核安全和环保确立了相应的国际标准。 国际原子能机构的作用相当于一个在核领域进行科技合作的政府间中心 论坛。作为一个协调中心,该机构的设立便于在核安全领域交换信息、制订 方针和规范以及应有关政府之要求提供如何加强核反应堆安全和避免核事故 风险的方法。国际原子能机构还在旨在确保核技术的运用以求可持续发展的 国际努力中扮演重要作用。 随着各国的核能计划增多,公众日益关注核安全问题,国际原子能机构 在核安全领域的职责也扩大了。为此,国际原子能机构制订了辐射防护基准 标准,并就特定的业务类型颁布了有关条例和业务守则,其中包括安全运送 放射性材料方面的条例和业务守则。依据《核事故或辐射紧急援助公约》和 《及早通报核事故公约》,一旦发生放射性事故,国际原子能机构会立即采 取行动,确保向成员国提供紧急援助。 国际原子能机构还对其他几个核安全方面的国际条约担负着保存任务。 这些国际条约包括:《核材料实物保护公约》,《维也纳核损害民事责任公 约》,《核安全公约》以及《废燃料管理安全和放射性废物管理安全联合公 约》。最后一个公约是针对核安全问题的第一个国际性的法律文书。
核能与其他能源链的温室气体排放 比较
国际原子能机构(IAEA)从1992年起与其他8 个国际组织一起进行了各种发电能源的比 较研究,结果显示核电链的CO,当量排放 量是最低的,仅为化石燃料发电的1/ 100~40,也低于水电、风能和生物质能,。 核电链的温室气体排放源,主要是在铀的 提取、加工、富集过程以及钢和水泥等建 筑材料生产过程的化石燃料消耗和水泥生 产工艺过程的排放,这些排放量与化石燃 料直接燃烧发电的排放量相比是微不足道 的,而且仍有进一步降低
核能开发的历史进程
9. 1940年,美国政府正式大量拨款,启动“曼哈顿 工程”,格罗夫斯将军为行政首脑 10. 1941年12月-1942年12月,费米在芝加哥研制 原子反应堆 11. 铀235、钚239的提纯 12. 1943年1月-1945年7月。奥本海默在新墨西哥州 的洛斯阿拉莫斯主持原子弹研制。 13. 7月16日凌晨5时30分,第一颗铀原子弹试爆成功。 比一千个太阳都亮。 14. 曼哈顿工程:动员50万人,耗费22亿美元,占用 全国三分之一的电力
保护环境与核能利用的前景道路
面对全球气候变化问题,从各国政府采取的针对能源领域 的行动和对策来看,控制温室气体排放的技术途径主要是 改变能源结构、控制化石燃料使用量、提高能源效率、增 加核能和可再生能源使用比例。中国能源需求总量大且增 长迅速, 目前已成为世界上仅次于美国的第二大能源生 产国和消费国,但人均能耗尚处于较低水平。中国能源结 构的特点是以煤为主的能源生产与消费,与以油、气为主 的世界能源构成相比,中国能源消费的CO,排放强度比 世界平均水平高出30% 以上。目前,中国的CO,排放总 量接近60亿t,实际上已超过美国成为世界第一排放大国 。 为应对气候变化,中国政府出台了到2020年单位国内生产 总值CO 排放比2005年
我国的核能利用与环境保护
中国核电发展基本情况 中国是世界上少数几个拥有比较完整核工业体系 的国家之一,中国核电事业起步于20世纪70年代, 现已初步形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田 湾3个核电基地,至2008年底,运行的核电机组 为11台,装机容量达到908万kW,核电约占全国 总发电量的2% ,近年来核电发展步伐不断加快, 在建核电规模达到2708万kW,约占全球在建核 电总规模的1/3。
当前人类面临的能源危机
煤炭
煤炭是目前人类利用最广泛的能源之一, 其有利用方便,使用安全等特点。但是对 环境的破坏显而易见
人类利用能源 构成
风能
水能 太阳能
风能和太阳能虽然地碳排放,但是利用难 度较大,水能在牵涉社会人文方面影响较 大
核能
利用率高。常规情况下对环境破坏小,淡突发情况下带来的问题值得警惕!
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核能开发的历史进程
1. 1公斤核燃料相当于2500吨煤 2. 1954年,苏联建成第一座小型原子能电站; 1956(英国),1957(美国) 3. 核电站:成本低、污染小、效率高,但事故 太可怕 4. 1986年4月26日切尔诺贝利核电站第4号机 组发生爆炸。人为造成三道安全措施无效 5. 1979年3月28日三里岛核电站二号堆事故, 由于多重安全系统发挥作用,后果不严重 6. 核聚变
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核能利用与可持续发展
发展核能与减少温室气体排放
主讲 人
学号
班级
舒翔顶
20094538
环规09级三 班
Contents
利用核能历史
当前人类面临的能源危机
核能与温室气体排放
我国的核能利用与环境保护
安全的核能 保护环境与核能利用的前景道路
人类利用核能历史
1. 1919年,英国卢瑟福用α粒子轰击氮原子核, 使其嬗变成氧原子。 2. 1932年,查得威克发现中子 3. 1934年,法国约里奥-居里夫妇用α粒子轰击 铝,产生了一个磷的同位素,但很快放出正电 子蜕变为硅。 4. 卢瑟福(1933)和爱因斯坦(1935)均没有 意识到原子能的实际利用近在眼前。
我国发展核能的温室气体减排效益
中国开展了对核电链与煤电链的温室气体排放系数的比较研究,得到 了20世纪90年代中期的评价结果,即核电链的温室气体排放系数为 13.7 g/(kW· sl,煤电链的温室气体排放系数约1302.3 g/(kW h)I -h)l9],核电链的各环节中,核电站运行期间的温室气体排放最小,仅 占整个核电链的14.5%,温室气体排放主要是由为维持核电运行而 入的火电造成的;核电站建设期间造成温室气体排放的主要因素为水 泥、碳钢、铜和不锈钢(合金钢)等建设用材,这些因素占核电链的 48.5%l 8l。煤电链的温室气体排放系数中,燃煤电厂发电运行期间 占77.9% ,煤矿开采占15.9% ,如果加上煤田燃烧则占到21.4 %[9]。由此可见,中国煤电链的温室气体排放要比核电链高出2个数 量级。目前,对中国不同能源系统的温室气体排放评价工作尚未完成, 其中对21世纪初期核电链与煤电链的温室气体排放系数的更新计算的 初步结果显示00},核电与煤电的温室气体排放系数均有所降低,但 两者的差值可能更大,也就是说发展核电减少的CO 排放量可能更大。
核能开发的历史进程
1. 核军备竞赛:盟国之争 2. 45年8月,斯大林下令抓紧研制原子弹 3. 1949年8月,苏联成功地进行了核实验 4. 1952年11月1日,美国试爆第一颗氢弹 5. 1953年8月,苏联研制氢弹成功 6. 1952年10月3日,英国研制成功原子弹 7. 1960年2月13日,法国研制成功钚弹 8. 1964年10月16日,中国试爆成功原子弹
我国的核能利用与环境保护
发展核电减排温室气体的效益是明显的。根据2007年国务 院批准的 核电中长期发展规划 l】 ,到2020年,中国核 电装机容量将达到4000万kW,在建核电容量1800万kW 左右,共5800万kw,占全部电力装机容量的4%。按照 4000万kw保守计算2020年用核能发电代替燃煤发电带来 的温室气体减排将达到4.5亿t。根据国家发展和改革委 员会能源研究所((2020年中国能源需求情景分析 的研究结 果,到2020年,中国化石燃料燃烧产生的CO 排量将达到 62亿~66亿t[121。按照60~Lt保守计算,则发展核能代替 化石燃料可有7,5%的直接减排贡献。考虑到核电链的温 室气体排放主要因素是建设用材和其他燃料消耗,而将来 的能耗水平仍有降低空间,因此核能总的减排效益可能更 高。
安全的核能
国际原子能机构就各成员国实施原子能计划提供援助和咨询意见,并且积极 推动各国就科技信息进行交流。该机构还帮助各国政府在水、卫生、营养及 药物和食品生产等领域和平利用原子能。这方面一个突出的例子是利用核辐 射技术所开展的突变育种工作。通过这一工作,将近2000个新的优良作物品 种业已开发成功。 当前,围绕能源选择的问题争论不休。这场争论的起因是国际社会试图 控制二氧化碳向大气层的排放,因为二氧化碳进入大气层导致了全球升温。 国际原子能机构强调核能的种种好处,认为作为一种重要的能源来源,核能 不存在温室气体和其他有毒气体排放的问题。 通过其设在维也纳的国际核信息系统,国际原子能机构对几乎所有核科 学和技术方面的信息进行收集和传播。国际原子能机构还与联合国教育、科 学及文化组织合作,在意大利东北部城市的里雅斯特设立了国际理论物理中 心。该中心拥有三个实验室,开展原子能基础应用方面的研究。国际原子能 机构还与联合国粮农组织合作,开展原子能应用于粮食和农业生产领域的研 究。该机构还与世界卫生组织合作,开展核辐射应用于医药和生物学领域的 研究。此外,国际原子能机构在摩纳哥还设有海洋环境实验室。该实验室得 到了联合国环境规划署和教育、科学及文化组织的协助,共同对全球海洋环 境污染的情况进行研究。
国际上发展核能减排温室气体动态
面对全球气候变化问题,从各国政府采取 的针对能源领域的行动和对策来看,改变 能源结构和增加核能使用比例、用核能替 代燃煤发电技术是控制温室气体排放的有 效途径。2005年8月在维也纳举行的联合国 气候变化研讨会上探讨了将能源部门在 2030年时的碳排放量降低至当前水平的方 法, 联合国气候变化框架公约 (UNFCCC) 的报告强调了核能的减排作用并指出应对 核能进行更多的投资l3l。
保护环境与核能利用的前景道路
下降40%~45%的温室气体排放行动目标,提出 到2020年非化石能源占一次能源消费的比重达到 15%左右_】 。核能属于低碳、密集性能源,以 核能发电代替燃煤发电,对削减温室气体排放量 的潜在贡献是明显的。在全球关注减少温室气体 排放的背景下,积极发展核能是中国构建低碳能 源结构、应对气候变化的合理和有效选择。