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1个核电站每年竟然能减少6600000吨碳排放!?

日期:2019-12-09    来源:科学新领域的探案

国际节能环保网

2019
12/09
10:27
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关键词: 碳排放 碳减排 二氧化碳

   首先,要设置两个基本数据。首先是火力发电厂的热循环效率:假设使用超临界机组,效率可以达到45%(例如,华能玉环电厂已于2007年11月建成投产。参数最高,容量最大,容量最大的超超临界机组)。实际运行后,年度效率最高,为45.4%。第二是核电站年负荷系数的保守假设为85%(例如,大亚湾核电站平均6台机组。 2019负载率90.52%)。
  好了,有了这两个假设前提数据,我们就可以开始计算了。

  1、每摩尔碳燃烧释放出多少热量
  可以从碱性碳燃烧化学反应开始:
  C + O2=CO2 + 4.08eV
  而:
  1eV=1.6 * 10 ^ -19J
  1摩尔=6.022 * 10 ^ 23
  然后得出: 1摩尔C可以获得393.12kJ热量。
  您也可以直接检查C和O2的热化学方程式,结果相似,为393.51kJ/mol。在下文中,我们采用的数值为:393kJ/mol。

  2、火力发电厂每排放1度电,会排放多少二氧化碳?
  1度电是1kWh,即3600kJ。如果效率为45%,则需要8000kJ的热量。
  换句话说,当火力发电厂生产1度的电能时,将排放8,000/393=20.36摩尔的二氧化碳
  然后二氧化碳的重量为:20.36 * 44=895.84克。

  3、核电厂一年的减排量
  我们计算一个发电能力为100万千瓦的核电站可以生产多少度电。
  按年负荷率为85%计算,每年可发电量:
  1000000 * 24 * 365 * 0.85=74.46亿度。
  然后,一百万千瓦的核电站可以在一年内减少二氧化碳排放量:
  74.46 * 0.89584=66.7亿公斤=676万吨
  或许有人说火力发电厂也有碳捕集技术,但是如果将一百万千瓦火力发电厂排放的全部667万吨二氧化碳全部捕集并转化为液体,即使是容量为100吨的大型卡车, 也需要66700辆,平均每天约180辆汽车!
  如果不计算的话根本不知道数据如此夸张,而且这仅仅是二氧化碳的,火电厂还会排放二氧化硫以及氮氧化物的。

  4、核电站自身能源消耗产生的碳排放
  当然,在建造核电站和核燃料方面仍然存在一些能耗。拥有能源消耗意味着这些环节中的碳排放量或多或少,但是数量并不大。下面我们粗略估计。
  同样,我们需要首先假设一些基本数据。
  假设能耗中70%的电力是由火力发电提供的(将来可能会减少)。
  假设核电站的使用寿命为60年。假设核电站的单位成本为15,000元/千瓦。
  假设每千克分离工作需要300千瓦时的电力(传统扩散方法需要2400千瓦时,但是现在基本上不使用扩散方法,而先进的离心方法的综合能耗约为总能耗的10%)。
  假设难以详细计算出50%的功耗(由于不清楚,请尝试遵循保守的估计)。
  假设建筑用工业电价为0.7元/度(部分工业用电为1元/度,但基础设施和冶炼成本一般为0.7元/度)。
  假设建筑成本的总能耗比率为10%(这是根据能耗较高的冶炼环节的能源价格比率估算的)。
  好吧。假设这么多,让我们开始计算。尽管某些数据可能不是很准确的估计,但也不会差很多。核电站建设中的能耗:
  (1000000 * 15000 * 10%/0.7)/50%=42.9亿千瓦时,平均60年,每年为7100万千瓦时。
  分离功耗:
  一个百万千瓦的核电站每年需要20吨低浓铀核燃料和约135吨的分离工作。
  300 * 135000=4.1亿千瓦时
  假设70%的工业电力是火力发电(如果分离工厂尽可能靠近水电站,则可以降低分离工作中电力消耗部分的火电比例),则核电站是:
  (0.71 + 0.41)* 70%=7800万度
  产生的碳排放为:
  0.78 * 0.89584=7,000万吨=70,000吨
  它仅占667万吨总减排量的约1%。
  结论:一个100万千瓦的核电站每年可以减少667-7=660万吨的二氧化碳排放量。
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