新研究揭示核電碳排放及資源使用均較低

在這個不斷變化的世界，迅速增長的人口、城市化、工業化等因素導致能源需求日益增加。當前的挑戰在于，化石燃料無法在滿足人們能源需求的同時控制全球變暖。為了減輕使用化石燃料造成的環境退化和自然資源耗竭，一些科學家正在提倡將核能作為一種替代能源。不過也有觀點認為，由于對環境的潛在影響，核能并非最理想的替代能源。

 

對不同種類的能源進行生命周期評估（LCA）對了解其環境影響至關重要。許多研究評估了與核能發電有關的生命周期累積能源消耗和溫室氣體排放。然而，這些研究大多著眼于溫室氣體排放和能源消耗，可能導致對核能發電環境影響和可持續性的評估不足。例如，人們尚不了解在這個過程中使用的總資源。

 

為了提供更全面的視角，日本立命館大學的一個科學家團隊通過一種不太常用的方法——計算在生命周期中從巖石圈提取的資源量，分析了核能發電對環境的影響。

 

他們的研究集中在采礦方法、核反應堆類型和核能發電核能發電中使用的鈾燃料循環系統類型，及其如何改變核能發電對環境的影響。他們還評估了不同等級的鈾礦—— 一個高度可變的實體，及其對總物質需求（TMR）的影響。這項研究近日在線發表于《清潔生產期刊》。

 

“通過分析TMR，我們對1千瓦時的鈾核發電的資源使用進行了LCA分析。”該研究通訊作者、立命館大學副教授Shoki Kosai說，“除了核能發電中的其他變量，為了實現徹底的LCA，我們研究了開放式和封閉式燃料循環，以及3種類型的鈾礦開采方法——露天開采、地下開采和原地浸出（ISL）。”

 

研究人員隨后對這些變量進行了溫室氣體排放和自然資源使用的評估。他們發現，濃縮鈾燃料的TMR系數（指示開采強度）最高，其次是核燃料、再加工鈾燃料、混合氧化物（MOX）燃料，最后是黃餅（以重鈾酸鹽或鈾酸鹽形式存在的鈾濃縮物的俗稱）。鈾礦品位對TMR系數也有較大影響，不同開采方式的TMR差異較大。原地浸出的TMR最低。然而，采礦方法對資源利用的影響大于對溫室氣體排放的影響。

 

談到燃料循環的影響，該校教授Eiji Yamasue說：“我們發現，一個對鈾燃料進行再加工的封閉循環比一個不重復利用其副產品的開放循環少使用26%的資源。”

 

此外，研究發現，核能發電的自然資源利用與可再生能源相似，要顯著低于火力發電。此外，核能發電的全球變暖趨勢和TMR表現出迥然不同的趨勢。除了溫室氣體排放量較低，核能發電使用的自然資源也較少，使其成為一種對環境有利的發電來源。

 

“除了保持循環經濟，即使在資源使用方面，核能也是很重要的。我們的發現可以幫助決策者制定長期能源政策，考慮使用核能發電。”Kosai說。

 

那么，核能有未來嗎？他們認為：“當然有！”