评估核能发电对环境的影响

对气候变化和自然资源可持续利用的日益关注导致了替代能源的采用。核能被认为是解决化石燃料造成的环境恶化的灵丹妙药。但是，需要对其环境影响和自然资源利用进行评估。现在，日本立命馆大学的研究人员已经解决了这个问题，他们在评估核能发电的资源使用时揭示了有趣的发现。

　　

   

   

图:评估核能发电对环境的影响

在一个不断变化的世界上，迅速增长的人口加上城市化和工业化导致对能源的需求日益增加。今天的挑战在于在满足这些能源需求的同时控制全球变暖——这是化石燃料无法满足的条件。为了减轻由于使用化石燃料而造成的环境退化和自然资源耗竭，正在提倡核能作为一种替代能源。

对任何能源进行生命周期评估(LCA)对于了解其对环境的影响是很重要的。因此，许多研究评估了与核能发电有关的生命周期累积能源消耗和温室气体排放。然而，这些研究大多着眼于温室气体排放和能源消耗，这可能导致对通过核能发电的环境影响和可持续性的评估不那么全面。例如，我们还没有了解在这个过程中使用的总资源。

为了提供一个更全面的视角，日本立命馆大学的一组科学家通过一种不太被考虑的方法分析了核能发电对环境的影响——在这一过程的生命周期中从岩石圈中提取的资源量。他们的研究集中在采矿方法、核反应堆类型和核能发电过程中使用的铀燃料循环系统类型，以及这些如何改变过程对环境的影响。他们还评估了不同等级的铀矿——一个高度可变的实体——以及它对总物质需求(TMR)的影响。这篇论文于2022年6月8日在线发布，并于2022年8月20日发表在《清洁生产杂志》第363卷上。

该研究的通讯作者、副教授Shoki Kosai说:“通过分析TMR，我们对1千瓦时的铀核发电的资源使用进行了LCA分析。”“我们研究了开放式和封闭式燃料循环，以及三种类型的铀矿开采方法:露天开采、地下开采和原地浸出(ISL)，除了核能发电中的其他变量，为了实现彻底的LCA。”随后对这些变量进行了温室气体排放和自然资源使用的评估。

研究人员发现，浓缩铀燃料的TMR系数(指示开采强度)最高，其次是核燃料、再加工铀燃料、混合氧化物(MOX)燃料，最后是黄饼。铀矿品位对TMR系数也有较大影响，不同开采方式的TMR差异较大。原地浸出的TMR最低。然而，采矿方法对资源利用的影响大于对温室气体排放的影响。

谈到燃料循环的影响，Eiji Yamasue教授说:“我们发现，一个对铀燃料进行再加工的封闭循环比一个不重复利用其副产品的开放循环少使用26%的资源。”

此外，研究发现，核能发电的自然资源利用与可再生能源相似，显著低于火力发电。此外，核能发电的全球变暖势和TMR表现出很大的不同趋势。除了温室气体排放量较低，核能发电使用的自然资源也较少，使其成为一种对环境有利的发电来源。

“保持循环经济，即使在资源使用方面，也是很重要的。我们的发现可以帮助决策者制定长期能源政策，考虑使用核能发电和发电，”Kosai博士总结道。

未来是核能吗?这当然是有可能的!