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核电站运行成本包括哪些

发布时间: 2023-10-02 19:21:38

‘壹’ 核动力的经济因素

核电站的建造通常需要大量资金,但是它的运行和维护成本却相当低(包括了核废料再处理或进行填埋的全部费用)。
核能的反对者说,建造并运行核电站的费用加上核废料再处理和关闭核电站的费用已经超出了在环境上获得的利益。而核能的支持者说,核能是唯一一种将废料处理的费用考虑到运行成本中的能源,化石燃料的价格相当低是因为化石燃料工业从不考虑废料处理的问题。
英国皇家工程学院在2004年发表了一份关于英国核电站运营成本的报告。这份报告尤其关注的是间歇性能源与更可靠的能源之间成本的比较。报告说明,风能的价格为核能价格的两倍。在碳价包含税的前提下,使用煤,核能和天然气发的电,价格为0.022-0.026英镑/千瓦时,使用气化煤的价格为0.032英镑/千瓦时。当碳税增加(最多为0.025英镑)时,煤发电的价格就接近了向陆风发电(包含备用能源)的价格,为0.054英镑/千瓦时,向海风发电的价格为0.072英镑/千瓦时。
核电的价格为0.023英镑/千瓦时。这个数字包括了核燃料再处理的费用。 总体上来说,建造一座核电站的费用要比建造向外输出同样多功率的以煤或天然气为燃料的发电厂的费用高很多。煤的价格远远高于核燃料的价格,而天然气又远比煤贵,所以说,如果不考虑建造费用的话,烧天然气来发电是最贵的。但是,在建造核电站上投入资金的多少直接决定了核电站输出电能的多少。建造核电站需要的资金占了总运营成本的70%(假设折现率为10%)。
许多国家中的电力市场自由化使核能变得不如从前有吸引力了。在此之前,一个垄断性质的供电商可以保证供电直到几十年以后的将来。私人供电公司面临的是短期的合同和潜在的竞争,所以它们喜欢低建造成本的发电厂,这样就可以在短期内收回成本。
在许多国家中,建造核电站所需的执照,监管和认证经常会拖延核电站的竣工时间并增加建造成本。三哩岛核泄漏事故后,美国政府颁布了一系列关于核电站的新标准。以煤和天然气作燃料的发电厂不受这些标准限制,因为它们在建造时没有利润。但是,选址,获得执照和建造这三步适用于所有将要建造的发电厂,这些步骤使得更新而更安全的设计对能源公司来说更有吸引力。
在日本和法国,建造核电站所需的获得执照和认证的程序很简洁,这也就使建造费用和时间大大地缩短了。在法国,政府使用一种与认证新型飞机相似的程序来认证一种核反应堆。这就是说,法国政府不去认证单个的反应堆,而是直接认可一大类反应堆,这就减少了新核电站的认证时间。美国法律也允许这种一次认证一类的做法,并且这种做法很快就要被应用。
为了鼓励核能的发展,美国能源部(DOE)开展了核能2010年计划,在这个计划中,能源部会鼓励一些感兴趣的团体去采用法国式的认证程序,并且还会给予因认证拖延了时间而增加了建造成本的六家新核电站25%至50%的建造成本作为补贴。 核能的批评者说,在核能的支持者计算核能的费用时,他们经常忽略了政府给予核能工业的大量补助,这些补助被用于帮助核能工业的研究。但是,其它能源工业也收到了补助。化石燃料工业交的税更少,并且不用为它们排放的温室气体支付赔偿金。在许多国家中,可再生能源也在生产的过程中收到了补贴,并且在税务方面还受到了特殊照顾。
核能的研究与发展(R&D)收到的补助要远远大于可再生能源和化石燃料R&D收到的补助多。但是,大部分这种现象都发生在日本和法国,在其它国家,可再生能源收到的补助最多。在美国,每年用于核裂变研究的资金已从1980年的21.79亿美元减少到了2000年的3500万美元。但是,为了重组整个核能工业,接下来建造的六个美国核反应堆将会收到与可再生能源同样多的补助,并且它们还会收到由于等待认证而损失的钱的一部分作为补偿。
根据美国能源部的说法,美国境内的核事故保险收到了普莱斯-安德森核工业补偿法的补助。2005年7月,美国国会又将这台法律进行了扩展。在英国,1965年颁布的核设施建造法规定,核反应堆的事故由此反应堆的执照拥有者负责任。关于核损害民事责任的维也纳公约确定了国际间关于核事故责任的处理方法。 核电站在无其它能源可用的地区最有竞争力,最为显着的例子就是法国,它几乎没有化石燃料储量。加拿大安大略省已经将它的水利资源运用到了极限,并且也几乎没有化石燃料储藏,所以在那里也有一些核电站。印度也在建造新的核电站。相反地,英国贸易与工业部不允许在英国建造新的核电站,因为与化石燃料相比,核能的单位成本太高。但是,英国政府的首席科学顾问戴维·金说英国有必要再建造一个核电站。中国计划建的核电站是最多的,因为它的经济在飞速发展,并且国内也有许多能源计划。
大多数新型的的天然气发电厂都被用作用电高峰时期的备用发电厂。比天然气发电厂规模大的核电厂和煤电厂无法快速改变输出功率,这些电厂的角色只是在平常时期供电。因为平常时期的用电涨幅不像高峰时期那么大。一些新型反应堆,尤其是球床反应堆,是专为高峰时期用电而设计的。
在世界上任何一个地方建造核电站,无论这个核电站是旧式还是新式,都会遇到被当地居民反对的问题。经过三哩岛和切尔诺贝利这两个事故后,只有很少数的城市会欢迎一个新的核反应堆,核处理工厂,核燃料运输路线或试验性核设施。许多城市都颁布了法规,禁止建造任何核设施。但是,美国境内一些已有核设施的地方却在争抢着要更多核设施。核能的反对者总是以切尔诺贝利的事故为借口反对美国政府建造新的核反应堆。而事实是,美国60年前的核反应堆都比切尔诺贝利的反应堆安全。当被问到是否能在自己家后院建造一个切尔诺贝利式的反应堆时,大多数的人都会像预料中一样反应。如果在清洁而可靠的球床式反应堆和冒着黑烟破坏环境的以煤或天然气作燃料的热电厂之间做出选择的话,大多数的人都会做出聪明的决定。
当使用了核燃料循环分析时,核反应堆输出的能量会为输入能量的40-60倍。这比煤,天然气和除水力之外的可再生能源都要好。
生物燃料可以代替一大部分化石燃料。效率,隔绝,太阳热能和太阳电能方面的技术可以在天然气产量达到顶峰后满足大部分的天然气需求。大部分运输专家都正确地将生物燃料比作“天上的馅饼”,意为可望而不可及,因为即使按现需要量来算,世界上大部分的田地都会被用来“种”燃料。
核能的支持者说可再生能源还没有能解决间歇性用电,高运行成本和大面积输电这几个问题。举例来说,一项英国的研究显示当风能提供了人类所需能源的20%,并且在无风时由水或电/燃料驱动风车的成本也很低时,也仅能减轻煤电厂或核电厂6.7%的负担(从59GW到55GW),因为它们要在电力短缺时作备用电厂。核能的支持者说技术还无法保证能让间歇性能源被大量应用。一些可再生能源,比如说太阳能,在用电高峰时正好很充足,这就减少了负担。未来电能的用途(比如加压水,海水淡化和制氢)也会减少核能和可再生能源在用电高峰时的负担.

‘贰’ 一座大型核电站每年耗用多少核燃料

核电站,每年只消耗1.5吨裂变铀或纯钚,一次换料可以满功率连续运行一年。可以大大减少电站燃料。

自然界中能直接用于核燃料的只是铀235,能进行链式核裂变反应,并放出大量能量。所以核能的开发、利用,只能是以铀开始。铀矿中绝大多数的铀238并不能直接用于核裂变。

拓展资料:

核电站(nuclear power plant)是利用核裂变(Nuclear Fission)反应所释放的的能量产生电能的发电厂。目前商业运转中的核能发电厂都是利用核裂变反应而发电。

核电站一般分为两部分:利用原子核裂变生产蒸汽的核岛(包括反应堆装置和一回路系统)和利用蒸汽发电的常规岛(包括汽轮发电机系统),使用的燃料一般是放射性重金属:铀、钚。

核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉,以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量,使核能转变成热能来加热水产生蒸汽。利用蒸汽通过管路进入汽轮机,推动汽轮发电机发电,使机械能转变成电能。一般说来,核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异,其奥妙主要在于核反应堆。

‘叁’ 一座核电厂每年要消耗多少核燃料

2008年初袭击中国南方的一场大面积冰冻雨雪,导致一些地方公路铁路停运,煤炭运输中断,火电厂因缺煤而被迫停止发电,很多城市突然陷入黑暗与寒冷之中……

这正是能源短缺带给人们生活影响的真实写照。当今世界原油和煤炭储备日益减少,造成能源供应紧张,油价和煤价一路上涨。按照现在的消耗速度,煤、油等资源用不了多少时间就耗尽了,而可再生能源又远无法满足目前的能源需求。能源短缺越来越成为中国乃至世界经济发展的最大障碍,而发展核电是目前解决能源需求的一种好方法。

虽然建设核电站一次性基建投资较大,但因所需燃料数量少,而且不必长途运输和占地储存,所以发电的总成本要比火力发电便宜10%以上。如果再考虑长期大量燃烧煤和石油引起的严重环境污染和生态问题,核能更具有得天独厚的优越性。

以一座可供应数百万人口的城市一年用电的100万kW火力发电厂为例,一年要消耗200多万吨煤,差不多每天都需一整列的火车来运煤;此外,每年发电厂要排放上万吨二氧化碳、数十万吨二氧化硫和氮氧化物,以及上百万吨煤灰粉渣。而同等发电量的核电站每年只消耗1.5吨浓缩铀或30吨天然铀燃料,几乎不排放任何污染物。

有人担心核燃料具有放射性,其实只要措施得当,设计科学,就能有效控放射性对环境的污染。目前,全世界有441座核电站,仅发生过一次较严重的切尔诺贝利核事故,它是运行人员违章关闭了安全系统和反应堆本身设计缺陷所造成的。其他如美国、日本等核电站发生的轻微泄漏事故,附近居民受到的放射剂量尚不及佩带一年夜光手表受到的辐射剂量。况且,新一代核电站已经改进了设计,反应堆有几道安全屏障,即使发生轻微故障也会立即自动停机并封闭,不会有任何放射性物质泄漏出来。

核电站的关键设备是核反应堆,相当于火力发电厂的锅炉,产生的热量通过一次回路中的冷却剂(水或二氧化碳气体等)传递给蒸汽发生器,使水变成蒸汽,通过二次回路送至蒸汽轮机,发出电能后输送出去。

核电站的安全设备包括稳压装置、危急冷却系统和安全壳等。当反应堆出现故障时,稳压装置立即提供超压保护。危急冷却系统是为了应付一次回路管道破裂造成的失水事故,立即向反应堆内喷洒化学药剂,防止泄漏蔓延。安全壳由很厚的钢板和混凝土墙构成,既用来防止放射性物质从反应堆扩散出去,也能够抵御恐怖分子的高爆炸弹袭击。

‘肆’ 核能发电的经济性

经济性以发电成本衡量。构成核能发电成本的因素很多,包括基建投资费用、安全防护费用、核燃料费用,以及核电站退役处理费用。核电发展初期,不仅基建投资费用昂贵,核燃料生产过程复杂,需要庞大的设备,加上特殊的安全措施需要,核能发电成本高于火电成本1倍以上。到60年代,核能发电成本已接近火电成本。到80年代,核电的成本已低于火电。据美国1984年统计,核电成本为2.7美分/千瓦时,而燃煤的发电成本为3.2美分/千瓦时,燃油发电成本为6.9美分/千瓦时。
核电成本随各国经济发展水平、科学技术水平而异,以上所列均为核电发展水平较高的国家的数据。核能发电的成本虽然有了很大降低,但发现核电站退役处理的费用远比早先预计的为高。因此,核电的总成本还应有所增加。
全球核电站
英国
CalderHall核电站
CalderHall核电站是英国建成的第一座核电站,建于坎布里亚郡,它是镁诺克斯气冷堆的原型,于1953年兴建,1956年开始向国家电网送电,是世界上第一座商用核电站。
欣克利角核电站
欣克利角核电站,有欣克利A核电站、欣克利B核电站、欣克利C核电站。欣克利A核电站,属于压水堆核电站,始建于1957年,2000年被关闭。欣克利B核电站,属于高温气冷堆核电站,始建于1976年,目前正在使用。欣克利C核电站,正在筹建。
哈特尔普尔核电站
哈特尔普尔核电站是一个核电站位于口的北部央行河T恤,2.5英里(4.0公里)的南哈特尔普尔在达勒姆郡,英格兰东北部。该站有一个输出1,190净电气兆瓦,这是需求相当于150万的电力需求的家庭或能源3%的英国。电力是二产,通过使用先进气冷反应堆(地带)。
美国
三里岛核电站
三里岛核电站位于美国宾夕法尼亚州哈里斯堡,萨斯奎哈纳河三里岛。三里岛核电站采用压水反应堆结构。三里岛沸水式反应炉的功率为95万千瓦,每小时可产生每平方吋985磅压力的饱和蒸汽7,620,000磅。