随着化石燃料的减少和气候变化的加剧,世界正在寻找更多环境友好的能源,以成为我们全球能源战争的新冠军。从煤炭巨头和其他化石燃料的灰烬中崛起,核能和太阳能这两大能源战士出现了。让我们在这一集的《信息图展示》中探索这两种能源巨头,核能与太阳能。
核能是储存在原子核中的能量。释放这种能量是核能可用的方式。主要的方法是通过核裂变来实现。核电站利用核裂变来分裂原子形成更小的原子,从而释放能量并产生热量,通常会转动涡轮。
另一方面,太阳能利用太阳的能量。我们可以将太阳的光辐射转化为电能。这通常通过光伏电池(PV cells)完成,光伏电池由硅等半导体材料制成。当阳光被光伏电池吸收时,光子将能量传递给电子,从而产生电流形式的能量,因为电子在材料中流动。
因此,太阳能被归类为可再生能源,因为它是一种理论上可以无限再生和补充的能源。虽然有人认为核能也应该被归类为可再生能源,但大多数人认为它更准确地是一种可持续能源。这意味着,虽然核能可能不被视为无限的,但其消耗速度与供应量相比微不足道。
1954年,俄罗斯的APS-1装置是世界上第一个用于商业用途的核电站。今天,全球大约有450个核电站。美国拥有其中的99个,超过了俄罗斯、中国和印度的总和。1941年,发明了第一个太阳能电池。今天,全球有超过75个太阳能热电站,总容量超过4,810兆瓦,足以在高峰时段为超过170万个家庭供电。
在全球使用的电力中,核能约占10.6%,而太阳能供应不足6.3%。在这方面,核能显然是赢家。但是,当考虑到像切尔诺贝利那样的灾难性事故时,核能的声誉会变得更糟,使其看起来像是一种极其危险的能源。
然而,事实上,直接或间接因核电站导致的死亡人数非常少。虽然核能的力量不应被低估,但它实际上可能比太阳能更安全。根据最近的发现,太阳能的死亡率为每太瓦时0.44人。另一方面,核能的死亡率仅为每太瓦时0.04人。
在美国,太阳能的成本约为每千瓦时12美分,而核能的成本约为每千瓦时2美分。核能不仅在运营成本上远低于太阳能,而且也不需要大量的土地。大约需要45平方英里的太阳能光伏板才能产生与一个多反应堆核电站相同的电量。
法国是核能的忠实拥护者,其电力的75%以上来自核电站。我们的法国朋友让核能看起来非常诱人,因为它们是世界上最大的电力净出口国。他们还在总核能发电量中排名第二,为4190亿千瓦时,而美国以7980亿千瓦时领先。
相反,德国和中国在太阳能生产方面开辟了道路,安装的光伏总功率超过80,000兆瓦。然而,美国似乎并不是太阳能的大力支持者。美国安装的光伏总功率约为25,000兆瓦。
核能和太阳能都有很大的潜力作为未来的能源。如果有一件事是确定的,那就是世界总是可以利用能源生产的更好进步,以便我们能够继续为不断进步的社会提供动力。