تحلیل گزینه‌های مختلف تولید برق

هریک از روش‌های تولید برق نقاط قوت و ضعف خود را دارند. تقاضای جهانی برق در حال افزایش است و آینده‌ی تولید برق نیاز به طیفی از انتخاب‌های مختلف برای تولید انرژی برق دارد، و همچنین اگر قرار باشد انتشار گازهای گلخانه‌ای کاهش یابد، باید از روش‌های با تولید کم کربن استفاده بیشتر شود. برق هسته‌ای منبع قابل اطمینانی از تولید برق، با انتشار کربن بسیار کم را فراهم می کند و مقدار نسبتاً کمی از پسماند به همراه دارد که می تواند بطور ایمن ذخیره شده و سرانجام دفع شود.

استفاده از انرژی برق به سرعت در جهان در حال افزایش بوده و به عنوان یک عنصر اصلی در توسعه اقتصادی کشور شناخته می‌شود ( این وضعیت در کشورهایی مانند چین و هند به وضوح قابل مشاهده است ) .

نیازهای روزافزون به انرژی الکتریکی، عامل محرک رشد تقاضا برای نیروی برق است، که در نتیجه ‌آن هزاران نیروگاه جدید در سراسر جهان در طول دهه‌های پیش رو مورد نیاز خواهد بود.

برای دهه‌های زیادی تقریبا تمام برق مصرفی در جهان از سه شکل نیروگاه تولید برق- فسیلی، آبی و هسته‌ای – تولید ‌شده‌ است. انرژی‌های تجدید‌پذیر در حال حاضر سهم کوچکی از برق جهان را تولید می‌کنند، اگرچه این سهم در حال رشد است.

نیروگاه‌های با سوخت فسیلی، سوخت‌های کربنی مانند زغال ‌سنگ، نفت یا گاز را برای تولید بخار می‌سوزانند که این بخار توربین‌های بزرگ را برای تولید برق به حرکت در می‌آورد. این نیروگاه‌ها می‌توانند برق را به طور قابل اطمینانی در طول دوره زمانی زیادی تولید کنند.

اگرچه، با وسیله سوختن سوخت‌های کربنی مقدار زیادی دی‌اکسید‌کربن تولید می‌شود، که باعث تغییرات آب و هوایی می‌شود. سوخت‌های فسیلی همچنین آلاینده‌های زیاد دیگری نیز تولید می‌کنند، مانند اکسید سولفور که باعث باران اسیدی می‌شود.

نیروگاه‌های سوخت فسیلی نیاز به مقادیر بسیار زیادی زغال سنگ، نفت یا گاز دارند. این سوخت‌ها ممکن است نیاز به حمل و انتقال در فواصل بسیار زیاد نیز داشته باشند. قیمت این سوخت‌ها می‌تواند در زمان‌های کمبود یا شرایط دیگر به شدت افزایش یابد که منجر به ناپایداری هزینه‌های تولید و افزایش قیمت برق می‌شود.

نیروگاه‌های آبی بزرگ بوسیله ذخیره‌سازی آب در مخازن آبی عظیم در کنار سد‌های بزرگ، برق تولید می‌کنند. آب از سد‌ها بسوی توربین‌ها جریان پیدا می کند و برق تولید می‌شود، و سپس آب به سوی رود‌خانه‌های زیر سد جریان می‌یابد.

سدهای آبی می‌توانند مقادیر زیادی آب ذخیره کنند، اگرچه در زمان‌های خشکسالی ذخایر فروکش می کنند. در عین حال سرریز کردن  ذخایر آبی کنار سدها و کاهش سرعت رودخانه زیر سد می‌تواند اثرات جدی روی اکولوژی مناطق اطراف سد بگذارد.همچنین تعداد سایت های مناسب برای سد‌های جدید محدود هستند.

نیروگاه‌های هسته‌ای می توانند برق را به شکل بار پایه برای ماه‌های زیادی بدون توقف تولید کنند. برق هسته‌ای یکی از ایمن‌ترین و پاک‌ترین شکل‌های تولید برق است.

نیروگاه‌های هسته‌ای از گرمای تولید شده ناشی از شکافت هسته‌ای برای تولید بخار استفاده می‌کنند که توربین‌ها را به حرکت در می‌آورد. هیچ‌یک از گازهای گلخانه‌ای در فرایند شکافت منتشر نمی‌شوند و تنها مقادیر بسیار کمی در فرآیند ساخت سوخت هسته‌ای تولید می‌شود.

سوخت هسته‌ای می‌تواند برای سال های متوالی در یک راکتور استفاده شود. سوخت مصرف شده باقیمانده، پس از این مدت باید ذخیره شود و البته پس از آن، هم می‌تواند برای ساخت سوخت جدید بازفراوری شود و یا اینکه به طور صحیحی دفع شود. از آنجا که مقادیر سوخت مصرف شده در فرایند تولید برق هسته‌ای بسیار کمتر از آنچه در نیروگاه سوخت فسیلی استفاده می شود، است، عملیات با سوخت مصرف‌شده هسته‌ای بسیار راحت تر و عملی‌تر از پسماندها و آلاینده‌های تولید شده ناشی از سوخت های فسیلی است.

نیروگاه‌های هسته‌ای می‌توانند برای ماه‌ها بدون توقف کار کنند و منبع پایدار و قابل‌پیش‌بینی از برق را فراهم کنند.در واقع نیروگاه های هسته ای می توانند برق را به شکل بار پایه برای ماه های زیادی بدون توقف تولید کنند به همین خاطر برخی کارشناسان معتقدند که برق هسته ای ایمن ترین و پاک ترین شکل تولید برق است.

انرژی‌های تجدیدپذیر مانند بادی، خورشیدی و آبی(در مقیاس کوچک)، در هنگام تولید برق، گازهای گلخانه‌ای منتشر نمی‌کنند و در کل طول عمر این نیروگاه‌ها مقادیر بسیار کمی گاز گلخانه‌ای تولید می‌شود.

بسیاری از انرژی‌های تجدیدپذیر، برق را بصورت قابل ‌پیش‌بینی و ثابت و پایدار تولید نمی‌کنند. تولید برق از توربین‌های بادی با میزان سرعت باد تغییر می‌کند، و اگر باد خیلی ضعیف یا خیلی قوی باشد هرگز برقی تولید نمی‌شود.

خروجی پنل‌های خورشیدی متکی بر قدرت تابش خورشید است، که بستگی به زمان روز و میزان پوشش ابرها دارد. این به معنی آن است که انرژی‌های تجدیدپذیر باید توسط دیگر شکل‌های تولید برق پشتیبانی شوند که در اغلب موارد این موضوع با استفاده از سوخت‌های فسیلی همراه با انتشار گازهای گلخانه‌ای صورت می‌گیرد.

امید هسته ای