14 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN - MÔI TRƯỜNG - 2025

Các ưu điểm và nhược điểm của năng lượng hạt nhân là một cuộc tranh luận khá phổ biến trong xã hội ngày nay, được chia rõ ràng thành hai phe. Một số người cho rằng đây là loại năng lượng đáng tin cậy và rẻ tiền, trong khi những người khác cảnh báo về những thảm họa có thể gây ra khi sử dụng sai mục đích.

Năng lượng hạt nhân hoặc năng lượng nguyên tử thu được thông qua quá trình phân hạch hạt nhân, bao gồm bắn phá nguyên tử uranium bằng neutron để nó phân chia làm đôi, giải phóng một lượng lớn nhiệt sau đó được sử dụng để tạo ra điện.

Nhà máy điện hạt nhân đầu tiên mở cửa vào năm 1956 tại Vương quốc Anh. Theo Castells (2012), năm 2000 có 487 lò phản ứng hạt nhân sản xuất 1/4 lượng điện trên thế giới. Hiện sáu quốc gia (Mỹ, Pháp, Nhật Bản, Đức, Nga và Hàn Quốc) tập trung gần 75% sản lượng điện hạt nhân (Fernández và González, 2015).

Nhiều người nghĩ rằng năng lượng nguyên tử rất nguy hiểm nhờ những vụ tai nạn nổi tiếng như Chernobyl hay Fukushima. Tuy nhiên, vẫn có những người coi đây là loại năng lượng “sạch” vì nó rất ít phát thải khí nhà kính.

Lợi thế

Mật độ năng lượng cao

Uranium là nguyên tố thường được sử dụng trong các nhà máy hạt nhân để sản xuất điện. Điều này có đặc tính lưu trữ một lượng lớn năng lượng.

Chỉ một gam uranium tương đương với 18 lít xăng, và một kilôgam tạo ra năng lượng xấp xỉ 100 tấn than (Castells, 2012).

Rẻ hơn nhiên liệu hóa thạch

Về nguyên tắc, chi phí của uranium dường như đắt hơn nhiều so với dầu hoặc xăng, nhưng nếu chúng ta tính đến việc chỉ cần một lượng nhỏ nguyên tố này để tạo ra một lượng năng lượng đáng kể, thì cuối cùng chi phí sẽ trở nên thấp hơn nhiên liệu hóa thạch.

khả dụng

Tiêu thụ năng lượng thế giới dựa trên thông tin từ Đánh giá Thống kê Năng lượng Thế giới (2016). Delphi234.

Một nhà máy điện hạt nhân có khả năng hoạt động mọi lúc, 24 giờ một ngày, 365 ngày một năm, để cung cấp điện cho một thành phố; Điều này là nhờ vào thực tế là thời gian tiếp nhiên liệu là hàng năm hoặc 6 tháng tùy thuộc vào nhà máy.

Các dạng năng lượng khác phụ thuộc vào nguồn cung cấp nhiên liệu liên tục (chẳng hạn như các nhà máy nhiệt điện than), hoặc không liên tục và bị giới hạn bởi khí hậu (chẳng hạn như các nguồn tái tạo).

Phát thải ít khí nhà kính hơn nhiên liệu hóa thạch

Tiêu thụ năng lượng hạt nhân trên thế giới. NuclearVacuum

Năng lượng nguyên tử có thể giúp các chính phủ đáp ứng các cam kết giảm phát thải KNK. Quá trình vận hành trong nhà máy hạt nhân không thải ra khí nhà kính vì nó không sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Tuy nhiên, khí thải xảy ra trong suốt vòng đời của nhà máy; xây dựng, vận hành, khai thác, xay xát uranium và tháo dỡ nhà máy điện hạt nhân. (Sovacool, 2008).

Trong số các nghiên cứu quan trọng nhất đã được thực hiện để ước tính lượng CO2 thải ra do hoạt động hạt nhân, giá trị trung bình là 66 g CO2e / kWh. Giá trị phát thải cao hơn so với các tài nguyên tái tạo khác nhưng vẫn thấp hơn lượng phát thải do nhiên liệu hóa thạch tạo ra (Sovacool, 2008).

Không gian cần thiết

Một nhà máy hạt nhân đòi hỏi ít không gian so với các loại hoạt động năng lượng khác; nó chỉ yêu cầu một diện tích tương đối nhỏ để lắp đặt giàn lạnh và tháp giải nhiệt.

Ngược lại, các hoạt động năng lượng gió và mặt trời sẽ đòi hỏi những khu vực rộng lớn để sản xuất năng lượng tương tự như một nhà máy hạt nhân trong suốt thời gian sử dụng.

Tạo ra ít chất thải

Chất thải do nhà máy hạt nhân tạo ra là cực kỳ nguy hiểm và có hại cho môi trường. Tuy nhiên, số lượng trong số này là tương đối nhỏ nếu chúng ta so sánh với các hoạt động khác và các biện pháp an ninh thích hợp được sử dụng, chúng có thể được cách ly khỏi môi trường mà không gây ra bất kỳ rủi ro nào.

Công nghệ vẫn đang phát triển

Có rất nhiều vấn đề chưa được giải quyết khi nói đến năng lượng nguyên tử. Tuy nhiên, ngoài quá trình phân hạch, có một quá trình khác được gọi là phản ứng tổng hợp hạt nhân, bao gồm việc tham gia hai nguyên tử đơn giản để tạo thành một nguyên tử nặng.

Sự phát triển của phản ứng tổng hợp hạt nhân, nhằm mục đích sử dụng hai nguyên tử hydro để tạo ra một trong số heli và tạo ra năng lượng, đây là phản ứng tương tự xảy ra trong mặt trời.

Để phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra, nhiệt độ rất cao và một hệ thống làm mát mạnh là cần thiết, điều này gây ra những khó khăn kỹ thuật nghiêm trọng và do đó vẫn đang trong giai đoạn phát triển.

Nếu được thực hiện, nó sẽ có nghĩa là một nguồn sạch hơn vì nó sẽ không tạo ra chất thải phóng xạ và cũng sẽ tạo ra nhiều năng lượng hơn nhiều so với năng lượng hiện được tạo ra từ sự phân hạch của uranium.

Nhược điểm

Nhà máy hạt nhân Grafenrheinfeld ở Đức

Uranium là tài nguyên không thể tái tạo

Dữ liệu lịch sử từ nhiều quốc gia cho thấy rằng, trung bình, không quá 50-70% uranium có thể được khai thác trong một mỏ, vì nồng độ uranium dưới 0,01% không còn khả thi nữa, vì nó đòi hỏi phải xử lý một lượng lớn hơn đá và năng lượng sử dụng lớn hơn những gì cây có thể tạo ra. Hơn nữa, khai thác uranium có chu kỳ bán rã khai thác mỏ là 10 ± 2 năm (Dittmar, 2013).

Dittmar đã đề xuất một mô hình vào năm 2013 cho tất cả các mỏ uranium hiện có và có kế hoạch cho đến năm 2030, trong đó đỉnh khai thác uranium toàn cầu là 58 ± 4 kton thu được vào khoảng năm 2015 để sau đó giảm xuống còn tối đa 54 ± 5 ​​kton vào năm 2025 và tối đa là 41 ± 5 kton vào năm 2030.

Lượng điện này sẽ không còn đủ để cung cấp điện cho các nhà máy điện hạt nhân hiện có và dự kiến ​​trong 10-20 năm tới (Hình 1).

Hình 1. Đỉnh sản xuất uranium trên thế giới và so sánh với các nhiên liệu khác (Fernández và González, 2015)

Nó không thể thay thế nhiên liệu hóa thạch

Chỉ riêng năng lượng hạt nhân không phải là giải pháp thay thế cho nhiên liệu dựa trên dầu, khí đốt và than đá, vì cần có 10.000 nhà máy điện hạt nhân để thay thế 10 terawatt được tạo ra trên thế giới từ nhiên liệu hóa thạch. Như một con số, chỉ có 486 trên thế giới.

Để xây dựng một nhà máy hạt nhân cần rất nhiều tiền và thời gian, chúng thường mất hơn 5 đến 10 năm từ khi bắt đầu xây dựng đến khi đưa vào vận hành, và sự chậm trễ là rất phổ biến ở tất cả các nhà máy mới (Zimmerman , Năm 1982).

Ngoài ra, thời gian hoạt động tương đối ngắn, khoảng 30 hoặc 40 năm, và cần phải đầu tư thêm cho việc tháo dỡ nhà máy.

Phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch

Các quá trình liên quan đến năng lượng hạt nhân phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Chu trình nhiên liệu hạt nhân không chỉ liên quan đến quá trình sản xuất điện tại nhà máy, nó còn bao gồm một loạt các hoạt động từ thăm dò và khai thác các mỏ uranium đến ngừng hoạt động và tháo dỡ nhà máy hạt nhân.

Khai thác uranium có hại cho môi trường

Khai thác uranium là một hoạt động rất có hại cho môi trường, vì để thu được 1 kg uranium cần phải loại bỏ hơn 190.000 kg trái đất (Fernández và González, 2015).

Tại Hoa Kỳ, tài nguyên uranium trong các mỏ thông thường, nơi uranium là sản phẩm chính, ước tính khoảng 1.600.000 tấn chất nền, từ đó 250.000 tấn uranium có thể được thu hồi (Theobald, et al. 1972)

Uranium được khai thác trên bề mặt hoặc dưới lòng đất, được nghiền nhỏ, và sau đó rửa trôi thành axit sulfuric (Fthenakis và Kim, 2007). Chất thải được tạo ra làm ô nhiễm đất và nước của nơi đó với các nguyên tố phóng xạ và góp phần làm suy thoái môi trường.

Uranium mang lại những rủi ro sức khỏe đáng kể cho những công nhân chuyên tâm vào việc khai thác nó. Samet và cộng sự đã kết luận vào năm 1984 rằng khai thác uranium là một yếu tố nguy cơ phát triển ung thư phổi lớn hơn hút thuốc lá.

Tồn dư rất dai dẳng

Khi một nhà máy kết thúc hoạt động, cần phải bắt đầu quá trình tháo dỡ để đảm bảo rằng việc sử dụng đất trong tương lai không gây ra rủi ro phóng xạ cho người dân hoặc môi trường.

Quá trình tháo dỡ bao gồm ba cấp độ và khoảng thời gian khoảng 110 năm là cần thiết để đất không bị ô nhiễm. (Dorado, 2008).

Hiện tại có khoảng 140.000 tấn chất thải phóng xạ mà không có bất kỳ hình thức giám sát nào đã được đổ vào Rãnh Đại Tây Dương, Vương quốc Anh, Bỉ, Hà Lan, Pháp, Thụy Sĩ, Thụy Điển, Đức và Ý (Reinero, 2013, Fernández và González, 2015). Tính đến tuổi thọ hữu ích của uranium là hàng nghìn năm, điều này thể hiện một nguy cơ cho các thế hệ tương lai.

Thảm họa hạt nhân

Các nhà máy điện hạt nhân được xây dựng với các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt và tường của chúng được làm bằng bê tông dày vài mét để cách ly chất phóng xạ với bên ngoài.

Tuy nhiên, không thể khẳng định chúng an toàn 100%. Trong những năm qua, đã xảy ra một số vụ tai nạn mà cho đến nay cho thấy năng lượng nguyên tử có nguy cơ đối với sức khỏe và sự an toàn của người dân.

Vào ngày 11 tháng 3 năm 2011, một trận động đất mạnh 9 độ Richter ở bờ biển phía đông Nhật Bản, gây ra một trận sóng thần kinh hoàng. Điều này đã gây ra thiệt hại lớn cho nhà máy hạt nhân Fukushima-Daiichi, nơi có các lò phản ứng bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

Các vụ nổ sau đó bên trong các lò phản ứng đã giải phóng các sản phẩm phân hạch (hạt nhân phóng xạ) vào bầu khí quyển. Hạt nhân phóng xạ nhanh chóng gắn vào các sol khí trong khí quyển (Gaffney và cộng sự, 2004), và sau đó đã đi được những khoảng cách rất xa trên khắp thế giới cùng với các khối khí do sự lưu thông lớn của khí quyển. (Lozano, et al. 2011).

Ngoài ra, một lượng lớn chất phóng xạ đã bị tràn ra đại dương và cho đến ngày nay, nhà máy Fukushima vẫn tiếp tục thải ra nguồn nước bị ô nhiễm (300 t / d) (Fernández và González, 2015).

Vụ tai nạn Chernobyl xảy ra vào ngày 26 tháng 4 năm 1986, trong quá trình đánh giá hệ thống điều khiển điện của nhà máy. Thảm họa đã khiến 30.000 người sống gần lò phản ứng bị nhiễm phóng xạ khoảng 45 rem mỗi người, gần bằng mức phóng xạ mà những người sống sót sau vụ đánh bom ở Hiroshima trải qua (Zehner, 2012).

Trong giai đoạn đầu sau tai nạn, các đồng vị có ý nghĩa sinh học nhất được giải phóng là iốt phóng xạ, chủ yếu là iốt 131 và các iốt sống ngắn khác (132, 133).

Việc hấp thụ iốt phóng xạ khi ăn phải thức ăn và nước bị ô nhiễm và qua đường hô hấp dẫn đến việc tuyến giáp của con người bị phơi nhiễm nội tạng nghiêm trọng.

Trong 4 năm sau vụ tai nạn, các cuộc kiểm tra y tế đã phát hiện những thay đổi đáng kể về tình trạng chức năng của tuyến giáp ở trẻ em bị phơi nhiễm, đặc biệt là những trẻ dưới 7 tuổi (Nikiforov và Gnepp, 1994).

Chiến tranh sử dụng

Theo Fernández và González (2015), rất khó tách dân sự khỏi ngành công nghiệp hạt nhân quân sự vì chất thải từ các nhà máy điện hạt nhân, chẳng hạn như plutonium và uranium cạn kiệt, là nguyên liệu thô để sản xuất vũ khí hạt nhân. Plutonium là cơ sở cho bom nguyên tử, trong khi uranium được sử dụng trong các loại đạn.

Sự phát triển của năng lượng hạt nhân đã làm tăng khả năng của các quốc gia trong việc thu được uranium cho vũ khí hạt nhân. Ai cũng biết rằng một trong những yếu tố khiến một số quốc gia không có chương trình năng lượng hạt nhân bày tỏ sự quan tâm đến năng lượng này là cơ sở để các chương trình như vậy có thể giúp họ phát triển vũ khí hạt nhân. (Jacobson và Delucchi, 2011).

Sự gia tăng quy mô lớn trên toàn cầu đối với các cơ sở điện hạt nhân có thể khiến thế giới gặp rủi ro từ một cuộc chiến tranh hạt nhân tiềm tàng hoặc tấn công khủng bố. Cho đến nay, việc phát triển hoặc cố gắng phát triển vũ khí hạt nhân ở các nước như Ấn Độ, Iraq và Triều Tiên được tiến hành bí mật tại các cơ sở điện hạt nhân (Jacobson và Delucchi, 2011).

Người giới thiệu

1. Castells XE (2012) Tái chế chất thải công nghiệp: chất thải rắn đô thị và bùn thải. Các ấn bản Díaz de Santos p. 1320.
2. Dittmar, M. (2013). Sự kết thúc của uranium giá rẻ. Khoa học về Môi trường Tổng thể, 461, 792-798.
3. Fernández Durán, R., & González Reyes, L. (2015). Trong vòng xoáy của năng lượng. Tập II: Sự sụp đổ của chủ nghĩa tư bản toàn cầu và văn minh.
4. Fthenakis, VM, & Kim, HC (2007). Phát thải khí nhà kính từ năng lượng điện mặt trời và năng lượng hạt nhân: Nghiên cứu vòng đời. Chính sách Năng lượng, 35 (4), 2549-2557.
5. Jacobson, MZ, & Delucchi, MA (2011). Cung cấp tất cả năng lượng toàn cầu bằng năng lượng gió, nước và năng lượng mặt trời, Phần I: Công nghệ, tài nguyên năng lượng, số lượng và lĩnh vực cơ sở hạ tầng và vật liệu. Chính sách Năng lượng, 39 (3), 1154-1169.
6. Lozano, RL, Hernández-Ceballos, MA, Adame, JA, Casas-Ruíz, M., Sorribas, M., San Miguel, EG, & Bolívar, JP (2011). Tác động phóng xạ của tai nạn Fukushima trên bán đảo Iberia: sự tiến hóa và con đường trước đó. Môi trường Quốc tế, 37 (7), 1259-1264.
7. Nikiforov, Y., & Gnepp, DR (1994). Bệnh nhi ung thư tuyến giáp sau thảm họa Chernobyl. Nghiên cứu hình thái học của 84 trường hợp (1991–1992) từ Cộng hòa Belarus. Ung thư, 74 (2), 748-766.
8. Pedro Justo Dorado Dellmans (2008). Tháo dỡ và đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân. Hội đồng an toàn hạt nhân. SDB-01.05. P 37
9. Samet, JM, Kutvirt, DM, Waxweiler, RJ và Key, CR (1984). Khai thác uranium và ung thư phổi ở đàn ông Navajo. Tạp chí Y học New England, 310 (23), 1481-1484.
10. Sovacool, BK (2008). Đánh giá lượng phát thải khí nhà kính từ điện hạt nhân: Một cuộc khảo sát quan trọng. Chính sách Năng lượng, 36 (8), 2950-2963.
11. Theobald, PK, Schweinfurth, SP, & Duncan, DC (1972). Tài nguyên năng lượng của Hoa Kỳ (Số CIRC-650). Khảo sát Địa chất, Washington, DC (Hoa Kỳ).
12. Zehner, O. (2012). Tương lai bất ổn của năng lượng hạt nhân. Người theo chủ nghĩa vị lai, 46, 17-21.
13. Zimmerman, MB (1982). Hiệu ứng học tập và việc thương mại hóa các công nghệ năng lượng mới: Trường hợp của điện hạt nhân, Tạp chí Kinh tế Bell, 297-310.