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淺談核能在解決霧霾問題中的作用

瀏覽:3626 時間:2014-02-17

      2013年,突如其來的霧霾天氣席卷了大半個中國。據報道,去年12月,全國25?。▍^、市),100多座大中型城市出現不同程度的霧霾天氣。12月4日,中央電視臺新聞聯播破天荒地用了長達2份30秒的時間播報了全國的霧霾天氣。解決霧霾問題,已成為了中國各級政府的當務之急。在去年年底召開的地方“兩會”中,有26個省份涉及空氣污染治理內容,其中有15個明確提到治理霧霾天氣和監測PM2.5。國家環保部也開始采取實際行動,與全國31個省份簽署了《大氣污染防治目標責任書》,明確了各省市PM2.5年均濃度下降目標。

  污染源頭在哪里?

  解決霧霾問題,最根本的方法是從污染源頭抓起。根據中國社會科學院、中國氣象局聯合發布的《氣候變化綠皮書:應對氣候變化報告(2013)》,我國霧霾天氣增多的主要原因是由于我國化石能源消費逐年增多而造成的大氣污染排放物逐年增加。這里的化石能源,指的是煤炭、石油和天然氣??梢哉f,燃燒這些化石能源的源頭便是造成霧霾天氣的主要源頭,這些源頭包括火力發電站、居民供暖鍋爐和燃油汽車等。

  那么,我國每年燃燒多少化石能源呢?據BP公司發布的世界能源觀察報告,我國2012年一次能源消費總量為2735.2百萬噸油當量/Mtoe,居世界首位。其中,化石能源占90.9%,非化石能源只占9.1%。而在所消耗的化石能源中,煤炭占了68.5%。由此可見,我國現在消費的能源中絕大部分來自化石能源,而化石能源中絕大部分來自煤炭。而煤炭,恰恰是排放污染物最多的化石能源。

  表一 2012年世界各國一次能源消費結構

  *資料來源:《BP StatisticalReview of World Energy 2013》。

  燃燒煤炭會排放多少污染物呢?以燃煤電站為例,一座標準的百萬千瓦火電站,一年需要消耗煤炭約3百萬噸,向大氣中排放二氧化硫2.5萬噸,氮氧化物1.5萬噸,灰塵32萬噸,二氧化碳600萬噸。2013年,我國火電裝機容量8.6億千瓦,相當于860座百萬千瓦火電站,這些火電站每年向大氣中排放二氧化硫2150萬噸,氮氧化物1290萬噸,灰塵2.75億噸。這些污染物排放到大氣中,經過一系列的物理和化學變化過程,就成為了PM2.5的主要成分。

  表二 燃煤電站污染物排放量

  *以上數據均為粗略計算,具有一定的誤差。

  *以上數據為無采用脫硫脫硝技術燃煤電站的數據,采用脫硫脫硝技術后污染物排放量會明顯下限,但同時電站投資成本和生產成本也會相應增加。

  核能的環保優勢

  從這個角度看,核能的環保優勢就體現出來了。核能是一種清潔能源,核能發電過程中不產生二氧化硫、氮氧化物和煙塵,也不產生二氧化碳。即使考慮從采礦到燃料生產、發電的整個能源生產過程,核能產生的有害氣體也比化石燃料少得多。同樣是一座百萬千瓦級的發電站,核電站一年只產生核廢料30噸(一輛大卡車的運輸量),不排放二氧化硫、氮氧化物、灰塵和二氧化碳。

  表三 核電站與火電站污染物排放量對比表

  *以上數據均為粗略計算,具有一定誤差。

  假設如果我們使用的一次能源中,將核能比例提高至10%左右(這個比例仍小于歐盟平均水平11.9%),而將煤炭比例降至60%左右(這個比例仍是世界平均水平的2倍),這相當于用100座核電站代替100座火電站的規模。按照這樣的規模計算,我們每年可以減少燃煤3億噸,這個規模相當于北京周邊地區的燃煤總量。每年可以減少的污染物排放量為二氧化硫約300萬噸,氮氧化物約180萬噸,灰塵約4000萬噸。

  表四 100座核電站替代100座火電站可減少的污染物排放量

  *以上數據均為粗略計算,具有一定誤差。

  根據上述的對比分析,我們可以清晰地看到核能的環保優勢。在各級政府制定的霧霾問題解決方案中,核能應該成為一個重要的選項。當然,大規模發展核能會面臨巨大的輿論壓力和公眾接受性的問題。但是,世界上并沒有一種能源形式是十全十美的。相對于已經威脅到生存環境的空氣污染問題來說,核能對生存環境造成的影響可以說是微乎其微。畢竟,核能已經在西方發達國家成功應用了幾十年。在安全高效的發展方針指導下,核能應為我國環保事業做出更多的貢獻。(文/陳釗)

  作者簡介:

陳釗(1987-),男,廣東潮州人,中國科學技術大學核科學技術學院博士生,德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)核能技術研究所國家公派聯合培養博士生,從事先進核能系統的設計與安全分析研究。

 

信息來源:中國核電信息網

http://www.heneng.net.cn/index.php?mod=news&action=show&article_id=28666

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