Skip to main content
Global

11.2: מקורות אנרגיה שאינם מתחדשים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    207554

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    דלקים מאובנים

    דלקים מאובנים מגיעים מהחומר האורגני של צמחים, אצות וציאנובקטריה שנקברו, התחממו ונדחסו בלחץ גבוה במשך מיליוני שנים. התהליך הפך את הביומסה של אותם אורגניזמים לשלושת סוגי הדלקים המאובנים: נפט, פחם וגז טבעי.

    נפט (נפט)

    שלושים ושבעה אחוזים מצריכת האנרגיה העולמית ו -43% מצריכת האנרגיה של ארצות הברית מגיעים מנפט. מדענים וקובעי מדיניות דנים לעתים קרובות בשאלה מתי העולם יגיע לשיא תפוקת הנפט, הנקודה בה תפוקת הנפט היא הגדולה ביותר ואז יורדת. מקובל לחשוב כי שיא הנפט יגיע עד אמצע המאה ה -21, אם כי קשה לבצע הערכות כאלה מכיוון שיש לקחת בחשבון הרבה משתנים. נכון לעכשיו עתודות העולם הן 1.3 טריליון חביות, או 45 שנים נותרו ברמת הייצור הנוכחית..

    השפעות סביבתיות של מיצוי וזיקוק נפט

    נפט נמצא בדרך כלל במרחק של 1.6 עד 3.2 ק"מ מתחת לפני כדור הארץ, בין אם זה ביבשה או באוקיאנוס. ברגע שנמצא ומופק נפט יש לעדן אותו, המפריד ומכין את תערובת הנפט הגולמי לסוגים השונים לגז, סולר, זפת ואספלט. זיקוק נפט הוא אחד המקורות המובילים לזיהום אוויר בארצות הברית לפחמימנים אורגניים נדיפים ופליטות רעילות, והמקור הגדול ביותר לבנזן מסרטן. כאשר נפט נשרף כבנזין או סולר, או לייצור חשמל או לדודי חשמל לחום, הוא מייצר מספר פליטות המשפיעות לרעה על הסביבה ובריאות האדם:

    • פחמן דו חמצני (CO 2) הוא גז חממה ומקור לשינויי אקלים.
    • דו תחמוצת הגופרית (SO 2) גורמת לגשם חומצי, הפוגע בצמחים ובעלי חיים החיים במים, והוא מגביר או גורם למחלות נשימה ומחלות לב, במיוחד באוכלוסיות פגיעות כמו ילדים וקשישים.
    • תחמוצות חנקן (NO x) ופחמנים אורגניים נדיפים (VOCs) תורמים לאוזון בגובה הקרקע, שהוא מגרה וגורם נזק לריאות.
    • חומר חלקיקי (PM) מייצר תנאים מעורפלים בערים ובאזורים נופיים, ומשתלב עם אוזון כדי לתרום לאסטמה ולברונכיטיס כרונית, במיוחד אצל ילדים וקשישים. קטן מאוד, או "PM עדין", נחשב גם לחדור למערכת הנשימה עמוק יותר ולגרום אמפיזמה וסרטן ריאות.
    • לעופרת יכולות להיות השפעות בריאותיות קשות, במיוחד לילדים.

    ישנם מקורות נפט מקומיים אחרים הנחשבים כמשאבים קונבנציונליים ומתרוקנים. אלה כוללים חולות זפת - משקעים של חול לח וחימר עם ביטומן של 1-2 אחוז (נפט סמיך וכבד עשיר בפחמן ועני במימן). אלה מוסרים על ידי כריית רצועות (ראה סעיף להלן בנושא פחם). מקור נוסף הוא פצלי שמן, שהוא סלע משקע מלא בחומר אורגני הניתן לעיבוד לייצור נפט נוזלי. מופק על ידי כריית רצועות או יצירת מוקשים תת קרקעיים, ניתן לשרוף פצלי שמן ישירות כמו פחם או לאפות בנוכחות מימן להפקת נפט נוזלי. עם זאת, ערכי האנרגיה נטו נמוכים והם יקרים לחילוץ ועיבוד. לשני המשאבים הללו יש השפעות סביבתיות קשות עקב כריית רצועות, פחמן דו חמצני, מתאן ומזהמי אוויר אחרים הדומים לדלקים מאובנים אחרים.

    ככל שארצות הברית מנסה להפיק יותר נפט מהמשאבים ההולכים ומתמעטים שלה, הם קודחים עמוק עוד יותר לתוך כדור הארץ ומגדילים את הסיכונים הסביבתיים. דליפת הנפט הגדולה ביותר בארצות הברית עד כה החלה באפריל 2010 כאשר אירע פיצוץ במתקן הנפט Deepwater Horizon והרג 11 עובדים ושפך כמעט 200 מיליון ליטרים של נפט לפני שניתן היה לעצור את הדליפה שנוצרה. חיות בר, מערכות אקולוגיות ופרנסתם של אנשים הושפעו לרעה. הרבה כסף וכמויות אדירות של אנרגיה הוצאו על מאמצי ניקוי מיידיים. ההשפעות ארוכות הטווח עדיין אינן ידועות. הוועדה הלאומית לשפיכת הנפט של Deepwater Horizon וקידוחי Offshore הוקמה כדי ללמוד מה השתבש.

    התלות הגלובלית של התחבורה בנפט

    שני שלישים מצריכת הנפט מוקדשת לתחבורה, המספקת דלק למכוניות, משאיות, רכבות ומטוסים. עבור ארצות הברית והחברות המפותחות ביותר, התחבורה שזורה במרקם חיינו, הכרח מרכזי בפעילות היומיומית כמו מזון או מחסה. ריכוז מאגרי הנפט בכמה אזורים או בעולם הופך את רוב העולם לתלוי באנרגיה מיובאת לתחבורה. עליית מחיר הנפט בעשור האחרון הופכת את התלות באנרגיה מיובאת לתחבורה לסוגיה כלכלית וגם אנרגטית. ארצות הברית, למשל, מוציאה כעת למעלה מ -350 מיליארד דולר בשנה על נפט מיובא, ניקוז משאבים כלכליים שניתן להשתמש בהם כדי לעורר צמיחה, ליצור מקומות עבודה, לבנות תשתיות ולקדם התקדמות חברתית בבית.

    פחם

    F-D_F31CD9486869B9C7117DC0FCAD79F0E5A2C2C64690686188E94+תמונה_אגודל גדול_קטני+תמונה_אגודל גדול_אגודל גדול_קטן. PNG
    איור\(\PageIndex{1}\). גרף ייצור הפחם ההיסטורי של ארה"ב מציג את ייצור הפחם האמריקאי בשנים 1950-2010. מקור: מינהל המידע לאנרגיה בארה"ב

    בניגוד לנפט, פחם הוא מוצק. בשל עלותו ושפעו הנמוכים יחסית, פחם משמש לייצור כמחצית מהחשמל הנצרך בארצות הברית. פחם הוא מקור האנרגיה הגדול ביותר המיוצר מבית. ייצור הפחם הוכפל בארצות הברית במהלך שישים השנה האחרונות (איור\(\PageIndex{1}\)). עתודות העולם הנוכחיות מוערכות בכ- 826,000 מיליון טון, כאשר כמעט 30% מזה בארצות הברית. זהו משאב דלק מרכזי שארצות הברית שולטת בו באופן מקומי.

    פחם הוא בשפע וזול, כאשר מסתכלים רק על עלות השוק ביחס לעלות מקורות חשמל אחרים, אך מיצויו, הובלתו ושימושו מייצרים שפע של השפעות סביבתיות שעלות השוק אינה מייצגת באמת. פחם פולט דו תחמוצת הגופרית, תחמוצת החנקן וכספית, אשר נקשרו לגשם חומצי, ערפיח ובעיות בריאותיות. שריפת פחם פולטת כמויות גבוהות יותר של פחמן דו חמצני ליחידת אנרגיה מאשר שימוש בנפט או בגז טבעי. פחם היווה 35% מכלל פליטת הפחמן הדו-חמצני בארצות הברית ששוחררה לאטמוספירה של כדור הארץ בשנת 2010. אפר שנוצר משריפה תורם לזיהום מים. לכריית פחם מסוימת יש השפעה שלילית על המערכות האקולוגיות ואיכות המים, ומשנה נופים ונופים נופיים (כגון כריית פסגת הר).

    ישנן גם השפעות וסיכונים בריאותיים משמעותיים לכורי הפחם ולאלה המתגוררים בסביבת מכרות פחם. כרייה תת קרקעית מסורתית מסוכנת לעובדי המכרות בגלל הסיכון ללכידה או מוות. במהלך 15 השנים האחרונות פרסם מינהל הבטיחות והבריאות במכרות האמריקני את מספר ההרוגים בעובדי מכרות והוא נע בין 18-48 לשנה. עשרים ותשעה כורים מתו ב- 6 באפריל 2010 בפיצוץ במכרה הפחם העליון של הסניף הגדול במערב וירג'יניה, ותרם לעלייה במקרי המוות בין 2009 ל -2010. במדינות אחרות, עם פחות תקנות בטיחות, תאונות מתרחשות בתדירות גבוהה יותר. במאי 2011, למשל, מתו שלושה בני אדם ו -11 נלכדו במכרה פחם במקסיקו במשך מספר ימים. קיים גם סיכון לחלות במחלת ריאה שחורה (פנאומוקוניוזיס). זוהי מחלה של הריאות הנגרמת על ידי שאיפת אבק פחם על פני תקופה ארוכה של זמן. זה גורם לשיעול וקוצר נשימה. אם החשיפה נעצרת התוצאה טובה. עם זאת, הצורה המסובכת עלולה לגרום לקוצר נשימה שהולך ומחמיר.

    F-D_1F884E9FBC8B70271044דאק6ג7F8BD0ד314099B34בא3069D81177א+תמונה_טיני+תמונה_זעיל.png
    איור\(\PageIndex{2}\). כריית פחם להסרת פסגת הר במחוז מרטין, קנטקי, תצלום מראה כריית פינוי פחם על פסגת ההר במחוז מרטין, קנטקי. מקור: פלאשדרק.

    כריית פסגת ההר (MTM), למרות שהיא פחות מסוכנת לעובדים, משפיעה במיוחד על משאבי הקרקע. MTM היא שיטת כריית שטח הכוללת הסרת פסגות הרים לחשיפת תפרי פחם, וסילוק פסולת הכרייה הנלווית בעמקים סמוכים. צורה זו של כרייה מזיקה מאוד לסביבה כי זה ממש מסיר את צמרות ההרים, להרוס את בית הגידול הקיים. בנוסף, הפסולת מ- MTM מושלכת לעמקים הקוברים נחלים ובית גידול חשוב אחר.

    גז טבעי

    גז טבעי עונה על 20% מצרכי האנרגיה העולמיים ו -25% מצרכי ארצות הברית. גז טבעי מורכב בעיקר מתאן (CH 4) והוא גז חממה חזק מאוד. ישנם שני סוגים של גז טבעי. גז ביוגני נמצא בעומקים רדודים ונובע מריקבון אנאירובי של חומר אורגני על ידי חיידקים, כמו גז הטמנה. גז תרמוגני מגיע מדחיסת חומר אורגני וחום עמוק מתחת לאדמה. הם נמצאים עם נפט בסלעי מאגר ועם מרבצי פחם, ודלקים מאובנים אלה מופקים יחד.

    גז טבעי משתחרר לאטמוספירה ממכרות פחם, בארות נפט וגז, ומכלי אחסון גז טבעי, צינורות ומפעלי עיבוד. דליפות אלה הן המקור לכ -25% מסך פליטת המתאן בארה"ב, מה שמתורגם לשלושה אחוזים מסך פליטת גזי החממה בארה"ב. כאשר גז טבעי מיוצר אך לא ניתן ללכוד ולהעביר אותו כלכלית, הוא "מתלקח" או נשרף באתרי באר, מה שממיר אותו ל- CO 2. זה נחשב לבטוח וטוב יותר משחרור מתאן לאטמוספירה מכיוון ש- CO 2 הוא גז חממה פחות חזק מאשר מתאן.

    בשנים האחרונות זוהתה עתודה חדשה של גז טבעי: משאבי פצלים. בארצות הברית יש 2,552 טריליון רגל מעוקב (Tcf) (72.27 טריליון מ"ק) של משאבי גז טבעי פוטנציאליים, כאשר משאבי פצלים מהווים 827 Tcf (23.42 tcm). ככל שמחירי הגז הטבעי עלו, נעשה חסכוני יותר להפיק את הגז מפצלי. האיור \(\PageIndex{3}\) מציג את ייצור הגז הטבעי האמריקאי בעבר והחזוי ואת המקורות השונים. הרזרבות הנוכחיות מספיקות כדי להחזיק מעמד כ -110 שנים בשיעור הצריכה האמריקאי 2009 (כ -22.8 Tcf לשנה -645.7 bcm לשנה).

    F-D_2262FA62C233A0642375CCF488BFCC154353454AF278BBD6FD8+תמונה_טיני+תמונה_קטני+תמונה_קטני.png
    איור\(\PageIndex{3}\). גרף אספקת גז טבעי בארה"ב, 1990-2035 מציג את ייצור הגז הטבעי ההיסטורי והצפוי בארה"ב ממקורות שונים. מקור: מינהל המידע לאנרגיה בארה"ב

    גז טבעי הוא דלק מאובנים מועדף כאשר בוחנים את השפעותיו הסביבתיות. באופן ספציפי, כאשר נשרפים, מושמטים הרבה פחות פחמן דו חמצני (CO 2), תחמוצות חנקן וגופרית דו חמצנית מאשר משריפת פחם או נפט. זה גם לא מייצר אפר או פליטות רעילות.

    ייצור גז טבעי יכול לגרום לייצור כמויות גדולות של מים מזוהמים. מים אלה צריכים להיות מטופלים כראוי, מאוחסנים ומטופלים כך שהם לא מזהמים את אספקת הקרקע והמים. הפקת גז פצלים בעייתית יותר ממקורות מסורתיים עקב תהליך המכונה fracking, או שבר בארות, מכיוון שהוא דורש כמויות גדולות של מים (איור). \(\PageIndex{4}\) הטכניקה משתמשת בנוזלים בלחץ גבוה כדי לשבור את מרבצי הפצלים הקשים בדרך כלל ולשחרר גז ושמן הכלואים בתוך הסלע. כדי לקדם את זרימת הגז אל מחוץ לסלע, חלקיקים קטנים של מוצקים כלולים בנוזלי השבר כדי להיכנס לסדקי הפצלים ולהשאיר אותם פתוחים לאחר ירידת הלחץ של הנוזלים. השימוש הניכר במים עשוי להשפיע על זמינות המים לשימושים אחרים באזורים מסוימים וזה יכול להשפיע על בתי גידול מימיים. אם מנוהל בצורה לא נכונה, נוזל שבר הידראולי יכול להשתחרר על ידי דליפות, דליפות או מסלולי חשיפה שונים אחרים. הנוזל מכיל כימיקלים שעלולים להיות מסוכנים כמו חומצה הידרוכלורית, גלוטאראלדהיד, תזקיק נפט ואתילן גליקול. הסיכונים של fracking הודגשו בתרבות הפופולרית בסרט התיעודי, Gasland (2010).

    F-D_DDF6CF1AE8F7C647626575B837733E49ב75111227ACC983358B99DD+תמונה_זעיל+תמונה_זעיל.png
    איור\(\PageIndex{4}\). גרפיקה ממחישה את תהליך השבר ההידראולי. מקור: אל גרנברג, פרופובליקה.

    הגז הגולמי מבאר עשוי להכיל תרכובות רבות אחרות מלבד המתאן המבוקש, כולל מימן גופרתי, גז רעיל מאוד. גז טבעי עם ריכוזים גבוהים של מימן גופרתי מתלקח בדרך כלל המייצר CO 2, פחמן חד חמצני, דו תחמוצת הגופרית, תחמוצות חנקן ותרכובות רבות אחרות. לבארות וצינורות גז טבעי יש לרוב מנועים להפעלת ציוד ומדחסים, המייצרים מזהמי אוויר ורעש נוספים.

    תרומות הפחם והגז הטבעי לייצור חשמל

    נכון לעכשיו הדלקים המאובנים המשמשים לייצור חשמל בארה"ב הם בעיקר פחם (44%) וגז טבעי (23%); נפט מהווה כ -1%. חשמל פחם מתחקה אחר מקורותיו לתחילת המאה ה -20, אז היה הדלק הטבעי למנועי קיטור בהתחשב בשפע, בצפיפות האנרגיה הגבוהה ובעלות הנמוכה. גז גטורלי הוא תוספת מאוחרת יותר לתערובת החשמל המאובנים, המגיעה בכמויות משמעותיות לאחר מלחמת העולם השנייה ועם הצמיחה הגדולה ביותר שלה מאז 1990. מבין שני הדלקים, פחם פולט כמעט פי שניים מפחמן דו חמצני כגז טבעי לאותה תפוקת חום, מה שהופך אותו לתורם גדול משמעותית להתחממות כדור הארץ ולשינויי אקלים.

    עתיד הגז והפחם

    ההתפתחות העתידית של פחם וגז טבעי תלויה במידת הדאגה הציבורית והרגולטורית לפליטת פחמן, ובמחיר והיצע היחסי של שני הדלקים. אספקת פחם נמצאת בשפע בארצות הברית, ושרשרת התחבורה ממכרות לתחנות כוח מבוססת היטב. הגורם הלא ידוע העיקרי הוא מידת הלחץ הציבורי והרגולטורי שיופעל על פליטת פחמן. לחץ רגולטורי חזק על פליטת פחמן יעדיף פרישה של פחם ותוספת של תחנות כוח גז טבעי. מגמה זו מתחזקת על ידי ההתרחבות הדרמטית האחרונה של עתודות גז הפצלים בארצות הברית עקב ההתקדמות בטכנולוגיית הקידוח. ייצור הגז הטבעי של פצלי הגז גדל ב -48% בשנה בשנים 2006-2010, עם עלייה נוספת הצפויה. ייצור גז פצלי פצלים בארצות הברית יפחית בהדרגה את היבוא ובסופו של דבר יהפוך את ארצות הברית ליצואנית נטו של גז טבעי.

    F-D_1A508328426692CB8FB90EE000AFB52EC0074F230CC973CDDA9876+תמונה_טיני+תמונה_זעיל.png
    איור\(\PageIndex{5}\). מחזור הפחמן העולמי, שנות התשעים מחזור הפחמן העולמי בשנות התשעים, המציג את השטפים השנתיים העיקריים ב- GTc yr-1: שטפים 'טבעיים' טרום-תעשייתיים בשחור ושטפים 'אנתרופוגניים' באדום. מקור: שינויי אקלים 2007: הבסיס למדעי הפיזיקה: תרומת קבוצת העבודה I לדוח ההערכה הרביעי של הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים, הוצאת אוניברסיטת קיימברידג ', איור 7.3

    כוח גרעיני

    כוח גרעיני הוא אנרגיה המשתחררת מהתפרקות רדיואקטיבית של יסודות, כמו אורניום, המשחרר כמויות גדולות של אנרגיה. תחנות כוח גרעיניות אינן מייצרות פחמן דו חמצני ולכן הן נחשבות לרוב לדלק חלופי (דלקים שאינם דלקים מאובנים). נכון לעכשיו, הייצור העולמי של חשמל מכוח גרעיני הוא כ -19.1 טריליון קוט"ש, כאשר ארצות הברית מייצרת וצורכת כ -22% מזה. כוח גרעיני מספק כ -9% מהחשמל בארצות הברית (איור\(\PageIndex{7}\)).

    ישנם אתגרים סביבתיים עם כוח גרעיני. כרייה וזיקוק עפרות אורניום וייצור דלק כור דורשים אנרגיה רבה. כמו כן, תחנות כוח גרעיניות יקרות מאוד ודורשות כמויות גדולות של מתכת, בטון ואנרגיה לבנייה. האתגר הסביבתי העיקרי לכוח גרעיני הוא הפסולת הכוללת זנב טחנת אורניום, דלק כור מושקע (משומש) ופסולת רדיואקטיבית אחרת. לחומרים אלה יש מחצית חיים רדיואקטיבית ארוכה ולכן הם נותרים איום על בריאות האדם במשך אלפי שנים. מחצית החיים של יסוד רדיואקטיבי היא הזמן שלוקח ל -50% מהחומר להתפורר רדיואקטיבית. הוועדה הרגולטורית הגרעינית האמריקאית מסדירה את הפעלת תחנות הכוח הגרעיניות ואת הטיפול, ההובלה, האחסון והסילוק של חומרים רדיואקטיביים להגנה על בריאות האדם והסביבה.

    לפי נפח, הפסולת המופקת מכריית אורניום, הנקראת זנב טחנת אורניום, היא הפסולת הגדולה ביותר ומכילה את היסוד הרדיואקטיבי רדיום, שמתפרק לייצור ראדון, גז רדיואקטיבי. פסולת רדיואקטיבית ברמה גבוהה מורכבת מדלק כור גרעיני משומש. דלק זה הוא בצורה מוצקה המורכבת מכדורי דלק קטנים בצינורות מתכת ארוכים ויש לאחסן ולטפל בו בבלימה מרובה, מקורר תחילה על ידי מים ובהמשך במכלי בטון או פלדה חיצוניים מיוחדים שמקוררים באוויר. אין מתקן אחסון לטווח ארוך לדלק זה בארצות הברית.

    F-D_6BF2DF23D086F7C2305EA00B807F9531D88D75F08E4041559D3D80C+תמונה_אגוד_גלוית_קטני+תמונה_אגוד_גלוית_טיני+תמונה_כרטיד_טיני.png
    איור\(\PageIndex{7}\). צריכת אנרגיה בארה"ב לפי מקור אנרגיה, 2009 אנרגיה מתחדשת מהווה 8% מצריכת האנרגיה האמריקאית. מקור: מינהל המידע לאנרגיה בארה"ב

    ישנם אמצעי זהירות רגולטוריים רבים אחרים המסדירים היתר, בנייה, הפעלה ופירוק של תחנות כוח גרעיניות עקב סיכונים מתגובה גרעינית בלתי מבוקרת. פוטנציאל הזיהום של אוויר, מים ומזון הוא גבוה אם תתרחש תגובה בלתי מבוקרת. גם כאשר מתכננים תרחישים במקרה הגרוע ביותר, תמיד יש סיכונים לאירועים בלתי צפויים. לדוגמה, רעידת האדמה במרץ 2011 והצונאמי שלאחר מכן שפגע ביפן הביאו להתמוטטות כורים בתחנת הכוח הגרעינית פוקושימה דאיצ'י, וגרמו נזק עצום לאזור שמסביב.

    דיון באנרגיה גרעינית

    מנקודת מבט של קיימות, חשמל גרעיני מציג דילמה מעניינת. מצד אחד, חשמל גרעיני אינו מייצר פליטת פחמן, יתרון בר-קיימא גדול בעולם העומד בפני שינויי אקלים אנתרופוגניים. מצד שני, חשמל גרעיני מייצר פסולת מסוכנת ש- i) חייבת להיות מאוחסנת מחוץ לסביבה במשך אלפי שנים, ii) יכולה לייצר פלוטוניום ואורניום בדרגת פצצה שעלולים להסיט על ידי טרוריסטים או אחרים כדי להרוס ערים ולהרעיל את הסביבה, ו- iii) מאיים על הסביבה הטבעית והבנויה באמצעות דליפות מקריות של קרינה ארוכת טווח. מדענים, קובעי מדיניות ואזרחים מתחשבים חייבים לשקול את התועלת של מקור זה של חשמל נטול פחמן מול הסיכון הסביבתי של אחסון דלק מושקע, הסיכון החברתי להתפשטות גרעינית וההשפעה של שחרור קרינה בשוגג או מכוון. יש מעט מאוד דוגמאות לכך שלבני אדם יש את הכוח לשנות לצמיתות את הדינמיקה של כדור הארץ. שינוי האקלים העולמי מפליטת פחמן הוא דוגמה אחת, וקרינה מפיצוץ של מספר מספיק של נשק גרעיני היא אחרת. חשמל גרעיני נוגע בשתי ההזדמנויות הללו, בצד החיובי להפחתת פליטת הפחמן ובצד השלילי לסיכון להתפשטות גרעינית.

    חשמל גרעיני הגיע לזירת האנרגיה במהירות מדהימה. בעקבות התפתחות הטכנולוגיה הגרעינית בסוף מלחמת העולם השנייה למטרות צבאיות, אנרגיה גרעינית רכשה במהירות מסלול חדש של ימי שלום לייצור חשמל זול. אחת עשרה שנים לאחר תום מלחמת העולם השנייה, זמן קצר מאוד במונחי אנרגיה, הכור הגרעיני המסחרי הראשון ייצר חשמל באולם קלדר בסלפילד, אנגליה. מספר הכורים הגרעיניים גדל בהתמדה ליותר מ -400 עד 1990, ארבע שנים לאחר אסון צ'רנוביל בשנת 1986 ואחת עשרה שנים לאחר האי שלוש מייל בשנת 1979. מאז 1990, מספר הכורים התפעוליים נותר שטוח בערך, עם פירוק איזון בנייה חדש עקב חוסר רצון ציבורי וממשלתי להמשיך בתוכניות להרחבת חשמל גרעיני.

    התוצאה של דיון זה תקבע אם העולם חווה רנסנס גרעיני שנמצא בעיצומו כבר כמה שנים. הדיון העולמי הושפע מאוד מהתאונה הגרעינית הבלתי סבירה בפוקושימה, יפן במרץ 2011. האסון הגרעיני בפוקושימה נגרם על ידי רעידת אדמה וצונאמי שהשבית את מערכת הקירור של מתחם אנרגיה גרעינית המורכב מהפעלת כורים גרעיניים ובריכות אחסון לאחסון תת-ימי של דלק גרעיני מושקע ובסופו של דבר גרם להתמוטטות חלקית של חלק מליבות הכור ושחרור קרינה משמעותית. אירוע זה, 25 שנה אחרי צ'רנוביל, מזכיר לנו כי בטיחות ואמון הציבור חשובים במיוחד באנרגיה גרעינית; בלעדיהם הרחבת האנרגיה הגרעינית לא תתרחש.

    תורמים וייחוסים