我国解决能源危机的途径

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 03:33:01
最近看到,全世界每年向大气中排放的二氧化碳已接近四百亿吨,其中我国就达一百亿吨。美国不过才七十亿吨。这样下去可不得了。

我觉得:象我们这样的国家,少油少气多煤,而烧煤又会污染环境,排放温室气体(在释放相同热量的情况下,煤排放的温室气体最多)。在当今技术状况下,最有效的解决方法就是发展核电。

一般的核电站利用的是铀235,而铀235在天然铀中只占0.7%,其余99.3%都是铀238.如果只利用铀235的话,全世界的铀资源总量,也就和石油、天然气的总能量差不多,并不多多少。但是,有一种反应堆叫增殖反应堆,可在通过反应把铀238转变成钚239,而钚239同样是一种核燃料。这样一来的话就行了,我们可以通过增殖反应堆,把铀中占绝大部分的无用的铀238,转变成核燃料。这样核燃料的来源就很丰富了,释放的总能量不仅远远大于石油和天然气,而且远远大于煤。

所以,我们不必等可控核聚变了,就裂变就行,其释放的能量就是取之不尽、用之不竭的。

关于核电站的安全问题,是一个棘手的问题。这也是各国在发展核电时顾虑最多的地方。不过我想:几十年前的反应堆,运行到现在都没问题。现在技术进步了,难道真的连反应堆不出事故都达到不了?或者出了事故,可以把它控制在可控范围以内,最多废弃掉这个反应堆而不至于造成核泄漏。

电力问题解决了以后,下面就是机动车燃料问题了,这个火车、地铁可以用电。我觉得,解决方法是:用电池,象现在的锂电池电动自行车那样。我们来计算一下:

一车电动汽车,如果质量为1吨,那么重量为一万牛,假如地面的摩擦系数0.02(优良的汽车和路面是可以达到的),那么阻力是200牛,行驶100公里,消耗能量是二千万焦耳。再假如汽车的电池为一百千克,现在能量密度可以达到0.2千瓦时/千克,这样一百千克电池的能量就是20千瓦时,合七千二百万焦耳。这样一算,汽车可以行驶360公里。

如果只是上下班,360公里的行驶里程足够了。充一次电只需20千瓦时的电,假如每千克时的价格是0.5元,只需要十元的电费。而如果使用汽油,每百公里油耗少说也得5升,360公里就是18升,按现在的价格至少一百多元吧?所以,电动车的耗费只有汽油车的十分之一。

电动车还可以在下坡的时候,反向充电,把能量储存起来,这样行驶在高低不平的山地的时候,也不会太费能量。刹车的时候,如果其能量来不及充到电池里,可以设置一个大电容器(一、两千克重),把能量充到电容器里,启动的时候用它启动。

这样的电动车,即使在复杂路况上,也不会太费能量。而汽油车则耗油大增了。

而且,它还无尾气,无污染。再也不用担心看不到蓝天了。

煤,除了炼焦生产钢铁,生产水泥、玻璃、陶瓷等以外,禁止使用,这样可以大大减少温室气体排放和污染。

以上设想都没有不可克服的技术难度,都是现在已经实现了的东西。诸位以为如何?
最近看到,全世界每年向大气中排放的二氧化碳已接近四百亿吨,其中我国就达一百亿吨。美国不过才七十亿吨。这样下去可不得了。

我觉得:象我们这样的国家,少油少气多煤,而烧煤又会污染环境,排放温室气体(在释放相同热量的情况下,煤排放的温室气体最多)。在当今技术状况下,最有效的解决方法就是发展核电。

一般的核电站利用的是铀235,而铀235在天然铀中只占0.7%,其余99.3%都是铀238.如果只利用铀235的话,全世界的铀资源总量,也就和石油、天然气的总能量差不多,并不多多少。但是,有一种反应堆叫增殖反应堆,可在通过反应把铀238转变成钚239,而钚239同样是一种核燃料。这样一来的话就行了,我们可以通过增殖反应堆,把铀中占绝大部分的无用的铀238,转变成核燃料。这样核燃料的来源就很丰富了,释放的总能量不仅远远大于石油和天然气,而且远远大于煤。

所以,我们不必等可控核聚变了,就裂变就行,其释放的能量就是取之不尽、用之不竭的。

关于核电站的安全问题,是一个棘手的问题。这也是各国在发展核电时顾虑最多的地方。不过我想:几十年前的反应堆,运行到现在都没问题。现在技术进步了,难道真的连反应堆不出事故都达到不了?或者出了事故,可以把它控制在可控范围以内,最多废弃掉这个反应堆而不至于造成核泄漏。

电力问题解决了以后,下面就是机动车燃料问题了,这个火车、地铁可以用电。我觉得,解决方法是:用电池,象现在的锂电池电动自行车那样。我们来计算一下:

一车电动汽车,如果质量为1吨,那么重量为一万牛,假如地面的摩擦系数0.02(优良的汽车和路面是可以达到的),那么阻力是200牛,行驶100公里,消耗能量是二千万焦耳。再假如汽车的电池为一百千克,现在能量密度可以达到0.2千瓦时/千克,这样一百千克电池的能量就是20千瓦时,合七千二百万焦耳。这样一算,汽车可以行驶360公里。

如果只是上下班,360公里的行驶里程足够了。充一次电只需20千瓦时的电,假如每千克时的价格是0.5元,只需要十元的电费。而如果使用汽油,每百公里油耗少说也得5升,360公里就是18升,按现在的价格至少一百多元吧?所以,电动车的耗费只有汽油车的十分之一。

电动车还可以在下坡的时候,反向充电,把能量储存起来,这样行驶在高低不平的山地的时候,也不会太费能量。刹车的时候,如果其能量来不及充到电池里,可以设置一个大电容器(一、两千克重),把能量充到电容器里,启动的时候用它启动。

这样的电动车,即使在复杂路况上,也不会太费能量。而汽油车则耗油大增了。

而且,它还无尾气,无污染。再也不用担心看不到蓝天了。

煤,除了炼焦生产钢铁,生产水泥、玻璃、陶瓷等以外,禁止使用,这样可以大大减少温室气体排放和污染。

以上设想都没有不可克服的技术难度,都是现在已经实现了的东西。诸位以为如何?
有一个地方你理解错了,核电的最大问题不在于铀235,也不在于安全性

而在于核废料的处理,目前这东西可是具有强烈放射性,等它半衰要几万年甚至几十万年。问题就是:埋哪儿合适?

而且储存核废料的门槛相当高,很多小国自己根本就弄不了,目前很多国家在考虑在海上建立多国公用的核废料储存装置。

日本人搞的黑科技,有希望在2050年左右把核废料的危害年限从6位数年缩减到3位数年(几百年)。
lancer2236 发表于 2015-8-31 09:57
有一个地方你理解错了,核电的最大问题不在于铀235,也不在于安全性

而在于核废料的处理,目前这东西可 ...
核废料的处理,我觉得不是大问题,这里面最多就是技术问题,没有不可克服的难度。

除了从核废料中提炼出我们需要的有用的东西(如钴60)以外,不需要的,可以在内陆地区,找一个地质条件比较稳定的地方,钻一口一千米深的井,把核废料埋在里面就是了。
想的很好,但现实是,在中国的总发电量里,核电的占比只有2%。甚至还没风电的2.78%多。

为什么,因为中国铀矿储量不丰富,论探明储量在世界范围内连前十名都排不到。中国最丰富的就是煤,世界储量第一。自己丰富的能源不用,去用自己不丰富的能源让人卡脖子。是浪催的呢还是浪催的呢还是浪催的呢?不从中东进口原油了,改从澳大利亚进口铀矿石了。你觉得这叫解决能源危机了?
增值反应堆全世界都搞了几十年了,还没投入商业运营,可见难度不是一般的大。
这个一定要算人均,不算人均中国就坐在火山口上了。
kingcedar 发表于 2015-8-31 10:03
想的很好,但现实是,在中国的总发电量里,核电的占比只有2%。甚至还没风电的2.78%多。

为什么,因为中 ...
中国的铀资源是不太丰富,但是,铀这种东西,比较不同于石油和天然气。石油和天然气体积很大,现在油价很低。按理应该剩这时候多进口一点原油。可是哪里能放得下?中国哪有这么大的储油能力?

而铀资源就不一样了,它体积小,现在世界每年铀产量在6到8万吨左右。但是现在的核电站不是只利用了其中只占0.7%的铀235吗?我刚才说:如果能用增殖反应堆,把铀238也利用上,那么资源总量一下子就翻了一百倍啊!所以,进口少量,就足够很长时间用。

现在铀很便宜,多进口一点就是了,这东西虽有放射性,但放射性不大,储存起来也不困难。

美国甚至把铀238拿来制造贫铀弹,真是大大的浪费啊!这些都是珍贵的核燃料啊!如果增殖反应堆在技术上成熟,可以立即大量购买这些“贫铀”,用于发电。
理想很丰满,现实很骨感。
kingcedar 发表于 2015-8-31 10:03
想的很好,但现实是,在中国的总发电量里,核电的占比只有2%。甚至还没风电的2.78%多。

为什么,因为中 ...
还有一点,你说中国铀资源不丰富,是的,但是这也只是在只利用铀235的前提下,如果能把铀238也全部利用了,资源一下子翻了一百倍,我国“不丰富”的铀资源,估计也够用的了。
可控聚变堆才是希望。这几年美帝吹得最厉害的两个科技是啥知道么?一个是可控聚变堆,另一个就是量子计算机。这两个是人类未来真正革命性的东西。

xyctb 发表于 2015-8-31 10:19
还有一点,你说中国铀资源不丰富,是的,但是这也只是在只利用铀235的前提下,如果能把铀238也全部利用了 ...


第一,先等增殖反应堆商用化了你再说这个好吧。三代堆到现在都没有正式商用,就不要说增殖反应堆这样的四代堆了,

第二,我觉得你根本对中国现在的能源需求量没有概念。我前面说了,核电在中国的总发电量里面只占2%的份额。而火电的份额是75%左右。如果你不搞火电了全搞核电,那么你的核电的发电量要增长38倍。退一万步讲,就算不考虑天知道多少年才能让核电发电量差不多翻五番。单只考虑发这么多核电需要的燃料。那请问你从哪里解决40倍的核燃料的供给问题?纵然假设增殖反应堆能够把现在探明的全部钍232和铀238都转变为可用的核燃料,也不过就是让核燃料的量增长了800倍。更何况,实际远远达不到这个水平。2011年宣传的是提升六十倍。就算按你的100倍算,燃料这边增长100倍,消耗那边增长40倍。你自己算算这叫什么够用?

第三、火电发一度电的成本远远低于核电发一度电的成本。任何不谈成本的所谓革新都是耍流氓。三代堆现在发一度电的成本都要远贵于火电。你准备啥时候把成本降下来?
xyctb 发表于 2015-8-31 10:19
还有一点,你说中国铀资源不丰富,是的,但是这也只是在只利用铀235的前提下,如果能把铀238也全部利用了 ...


第一,先等增殖反应堆商用化了你再说这个好吧。三代堆到现在都没有正式商用,就不要说增殖反应堆这样的四代堆了,

第二,我觉得你根本对中国现在的能源需求量没有概念。我前面说了,核电在中国的总发电量里面只占2%的份额。而火电的份额是75%左右。如果你不搞火电了全搞核电,那么你的核电的发电量要增长38倍。退一万步讲,就算不考虑天知道多少年才能让核电发电量差不多翻五番。单只考虑发这么多核电需要的燃料。那请问你从哪里解决40倍的核燃料的供给问题?纵然假设增殖反应堆能够把现在探明的全部钍232和铀238都转变为可用的核燃料,也不过就是让核燃料的量增长了800倍。更何况,实际远远达不到这个水平。2011年宣传的是提升六十倍。就算按你的100倍算,燃料这边增长100倍,消耗那边增长40倍。你自己算算这叫什么够用?

第三、火电发一度电的成本远远低于核电发一度电的成本。任何不谈成本的所谓革新都是耍流氓。三代堆现在发一度电的成本都要远贵于火电。你准备啥时候把成本降下来?
中国显然不能把宝压在一种技术上。
目前的多种技术并行推广的措施还是很不错的:传统热电、水电、风电、太阳能发电、核能、燃料电池发电等等百花齐放。
在推广探索中找到各个地区最合适的方案,才是最合理的。
离北京最近的河北迁西要建核电站了,当地驻军都迁走了。
南网核电比例高
kingcedar 发表于 2015-8-31 10:38
第一,先等增殖反应堆商用化了你再说这个好吧。三代堆到现在都没有正式商用,就不要说增殖反应堆这样的 ...
如果增殖反应堆在技术上成熟了,核燃料不是问题。我上面说了,全世界现在的铀资源,只算铀235这部分,就和石油或天然气差不多了(释放的总能量)。如果能把铀238也用上,资源量一下子就翻了一百倍!

我国铀资源虽不丰富。但也是有的。资源量翻一百倍以后,就算不丰富的铀资源,恐怕国内用用也够了。就算不够,国际上便宜的铀多得是。这东西很小的体积就能发出巨大的能量,储存起来是很方便的。核燃料不是问题。

发电成本,核电站建设成本高于火电站,但是发电成本低于火电站。核电站最大的风险在于发生事故以后的核泄漏。如果在技术上解决了,核电真的是一种很有前途的能源,对于解决温室气体排放的问题很有帮助。

其实火电也没什么不好,便宜又方便,最最关键的两方面,一是污染太大,二是排放温室气体。为子孙后代考虑,不能再发展了。

增殖反应堆目前技术上不成熟,但总比可控核聚变要成熟得多,技术上突破的难度也要小得多,我觉得,三四十年以后,也许核聚变依然遥遥无期,但增殖反应堆说不定能普及。

teawine 发表于 2015-8-31 10:45
中国显然不能把宝压在一种技术上。
目前的多种技术并行推广的措施还是很不错的:传统热电、水电、风电、太 ...
是的,我们目前不知道将来的发展方向会是哪一个,不知道在哪一个方面会首先出现大的技术突破。百花齐放是应该的。

其实,太阳能也是一种很有前途的能量,现在太阳能电池把光能转换为电能的效率已达20%,如果能把成本降下来,大规律的铺设太阳能电池板来发电,也是一个不错的主意,又清洁,又安全。我国西部地区阳光充足,十分适合太阳能发电。

燃料电池也是一个很好的发展方向,发电效率远大于热机。

还有生物质能,将来会不会通过基因技术,培育出一种能高产的生物质燃料作物?如果能,它的碳来自于大气,再回到大气,不至于增加温室气体含量。而且可再生,永不枯竭。

未来的突破方向在哪里?不知道。
楼主的想法是堆的,但考虑到经济学原理,实际上应当优先发展电动车。电动车大幅取代内燃机后,电力的需求就会促使电力企业大力投资电厂建设,这时候铀紧缺就会促使增值反应堆发展。

考虑到对化石能源的替代性和技术上的实施难度,增值堆是我们这代人可能看到的最有可能部分取代煤炭和石油的新能源技术。聚变堆估计今天在这里发帖的都不会有机会看到它商业化。增值堆,也就是快中子堆还有一个很大的好处是大大减少核废料的体积和毒性,甚至今天轻水堆的核废料都可以被加工成快堆的核燃料。楼上有人说增值堆技术难度很大,不完全错,但这不是阻碍增值堆商业化的最大障碍。增值堆最大的问题还是建造成本,在铀235价格低迷的时代,增值堆的发电成本要比轻水堆高1/3,这才是阻碍它推广的最大问题。
钠冷快堆不是说差不多了,新闻里说要开建了


其实汽车电动化技术突破越来越多,但是牵扯的利益使用……一个电机少掉多少麻烦

其实汽车电动化技术突破越来越多,但是牵扯的利益使用……一个电机少掉多少麻烦
xyctb 发表于 2015-8-31 11:06
是的,我们目前不知道将来的发展方向会是哪一个,不知道在哪一个方面会首先出现大的技术突破。百花齐放是 ...
是啊
科技发展就是要百花齐放,只能在多方面尝试,然后只有屈指可数的探索最后会取得商业成功并获得推广

像现在网络上那些穿越小说写的那样到古代后就知道科技发展方向的事儿,都是YY
xyctb 发表于 2015-8-31 10:59
如果增殖反应堆在技术上成熟了,核燃料不是问题。我上面说了,全世界现在的铀资源,只算铀235这部分,就 ...
。。。我刚打那一大堆都白打了。

即使假设未来发电量就不增长了,仅仅是把火电替换为核电也需要核电发电量增加40倍,差不多核燃料的消费就要增加40倍。更何况,发电量不可能不增长。中国从94年到2014年这20年间,发电量的年平均增长率是9.4%,2014年出口都困难成那个样子了发电量尚且增长了3.9%。你明白这是什么概念吗?年增长9.4%意味着8年就要翻番了。也就是说8年以后,核燃料的消耗就要增加80倍,你真觉得你那100倍很多吗?你光强调总量增加100倍有什么用?

核电发电成本低于火电站。。。你可能不是这个次元的,我这么跟你普及一下这个次元的常识。论建成后的发电成本,第一低是水电,第二低是火电。然后才轮得到核电。你自己去查查水电火电核电的上网电价再说。
火电污染大?那是传统火电,七个字:上海外高桥电厂,剩下的自己去查,人家一燃煤发电厂做到了比天然气发电都低的排放指标。清洁燃煤电厂才是最适合中国国情的能源问题解决思路。