風能、太陽能、核能?未來想100%使用可再生能源,目前還像個神話

全面剖析 發佈 2023-01-15T15:06:52.484571+00:00

本文已有視頻版,想看視頻的朋友請點擊此連結:可再生能源或是一場騙局?風能、太陽能、核能,都有哪些局限性。

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由於石油能源危機,人類很早就意識到了可再生能源的重要性。

「可再生能源」早已經是一個老生常談的話題,但現在看來,我們不得不對可再生能源提出質疑:

可再生能源真的是人類的未來嗎?可再生能源能否在短期內代替化石能源?可再生能源是否只是一場騙局呢?

如今人類已知的可再生能源,主要就是風能,太陽能,水能,地熱能等等。

其中,風能和太陽能無疑是比較受歡迎的兩種可再生能源選擇,可以極大的減少二氧化碳的排放。

但即便是最乾淨的能源,風能和太陽能也同樣具有局限性。

風能和太陽能的局限性,主要來自於它們的間歇性,這種間歇性使得風能和太陽能難以保持穩定,無法平穩輸出所需電量。

風能

風能受天氣因素的影響太大,風力渦輪機能否產生能量,完全取決於風速。

但一天24小時,風也不會一直都以最佳的風速吹來,風力弱的時候,風力渦輪機甚至都無法發電。

其次,無論人類科學技術多麼先進,根據根據貝茨定律,風力渦輪機的最大效率也無法超過59.3%

另外,風力渦輪機的存在,對一些鳥類和飛行動物存在極大威脅,這也使得風力渦輪機飽受爭議。

美國前總統川普也曾指責,風力渦輪機殺死了大量鳥類。

美國鳥類保護協會的風能專家喬爾·梅里曼(Joel Merriman)也曾在2021年初,模擬了鳥類的死亡率。他得出的結論是,美國每年有117萬隻鳥被風力渦輪機殺死。

美國能源信息署也曾對此作出預測,預計到本世紀中葉,每年將有222萬隻鳥類死於風力渦輪機的葉片之下,其中還包括數以千計的類似老鷹這樣的大型鳥類。

我們不禁要思考,通過破壞大片自然環境,來建造可再生能源,這樣做真的值得嗎?

太陽能

和風能不能沒有風一樣,太陽能也有難以規避的問題。那就是受到陽光的制約,只有在陽光充足的情況下,太陽能發電站才能產生能量。

即便是最高效的風能和太陽能發電場,也只有大約30%的時間,能處於一個最佳發電狀態。剩下70%的時間,風能和太陽能產生的能量,其實還遠遠不夠。

太陽能電池板也是一個問題,太陽能電池板通常都含有鉛、鎘(gé)、鉻(gè)、銻(tī)等對人體有害,並能致癌的劇毒化學物質

據估計,180萬個太陽能電池面板中,就含有10萬磅鎘。如果不對廢棄的太陽能電池板進行回收,分解,那麼這些化學物質的毒性,永遠都不會減弱。

據國際可再生能源機構(IRENA)的數據顯示,截止到2016年年底,全球約有25萬噸太陽能電池板廢物。到2050年時 ,這一數量可能增加到7800萬公噸

但是礙於昂貴的回收成本,太陽能電池板的回收和利用,依然還面臨巨大難題。

核能

除了風能和太陽能以外,還有一個能源其實一直被大眾所忽視了,因為受到核彈和核事故的影響,它在人們的印象中總是負面的,恐怖的,令人談之色變的,它便是核能

對於大部分人而言,核能存在的潛在危險性太大了,但事實上,核能才是最低碳,最安全有效,也是最便宜的一種清潔能源。

一旦化石燃料枯竭,核能或許是最有希望解來能源危機的一種能源

核能主要是通過核反應堆,發生「核裂變」反應來產生能量。在核裂變的過程中,會分裂鈾或鈽原子,而分裂原子時所釋放的能量便是核能。

核裂變的力量很強大,每1公斤鈾裂變產生的熱能,就相當於4500噸高品質的煤炭所產生的能量。

之後核能將水加熱成水蒸氣,水蒸氣驅動渦輪機轉動,於是便能產生我們所需要的電力。

相比於其他能源,核能在許多方面都要更勝一籌。核能的價格合理且容易獲得,往往不需要太多的燃料就能產生能量,每產生一兆瓦時電力,所需的鈾燃料都非常少。

且與風能和太陽能不同的是,核能非常穩定,一天中的任何時間都能產生能量。核電站一年 365天 ,幾乎全天候都在生產能源,且每兩年,只需要關閉一次,來補充燃料。

與傳統化石燃料相比,核反應堆在發生反應的過程中,也不會產生任何碳排放。

根據核能研究所(NEI)的相關數據顯示,核電的生產,每年可防止約5.28億公噸二氧化碳被排放到大氣中。

另一方面,核反應堆中使用的核燃料是鈾。自 60 年代以來,世界上幾乎所有反應堆都使用鈾燃料。

但鈾又是一種有限的資源,這也使得核能在成為一種清潔能源的同時,也是一種不可再生能源。

但如果核能可以得到進一步改進呢?

除了常規的的鈾 235 和鈽(bù) 239 以外,釷(tǔ)也可以參與核裂變反應。

釷(tǔ),一種天然存在的放射性金屬,在中子的轟擊下,可以由它得到核燃料鈾-233,所以釷不需要進行濃縮,而它也被認為是一種潛在的,前景可觀的核燃料

釷廣泛分布於地殼之中,其儲量是鈾的四倍,甚至比鈾還更安全。

和鈾一樣,釷也可以被用來製造核武器,但是釷相比於鈾的效率要更低,製造核武器也更困難。

但是釷反應堆所產生的核廢料卻要少很多,釷反應堆產生的核廢料要,比鈾反應堆少一千倍。

科普作家理察·馬丁也曾認為:

「釷可以提供一種清潔且有效的無限能源,同時消除所有公眾擔憂:如武器擴散、放射性污染、有毒廢物等等」

在二戰結束後,美國曾用釷作為燃料,創建了一個熔鹽反應堆,並在1965年—1969年成功發電。實驗的成功,也讓美國人認為決定核能未來的不在於鈾,而應該是釷。

但由於目前釷仍還處於實驗階段,並沒有做到像鈾反應堆那樣大規模普及和運行,所以對於釷的可行性,目前人們還保持懷疑態度。

綜上,鑑於風能和太陽能的局限性,這些清潔能源依然難以滿足目前人類的生產生活需求,更無法完全取代傳統化石能源的地位,也難以成為人類的未來

尤其是對於交通運輸業,冶金等行業而言,更是高度依賴於化石能源,但是當前可再生能源主要還是以電能形式為人類所使用,但電能目前還難以實現大規模的存儲,只能在使用時進行提供。

所以在未來的很長一段時間中,我們仍然需要依靠煤炭、天然氣、石油等化石能源,來提供穩定的能量來源。

未來100%使用可再生能源,如今看起來就像一個神話

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