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17.3: 核能消耗

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    核电很快就进入了能源领域。 继第二次世界大战结束时为军事目的开发核技术之后,核能很快开辟了和平时期廉价发电的新途径。 第二次世界大战结束十一年后,在能源方面很短的时间,第一座商用核反应堆在英格兰塞拉菲尔德的考尔德霍尔发电。 到1990年,核反应堆的数量稳步增长到400多个(图\(\PageIndex{a}\)),1986年切尔诺贝利灾难发生四年后,1979年三英里岛之后的11年(见《核能的后果》)。 二十年来,运行中的反应堆的数量大致保持不变,自1996年以来,美国没有建造过新的核设施。 2011年,福岛第一核电站的崩溃导致日本关闭了所有核电站,运行中的核电站数量有所减少。 此后,日本已恢复使用其部分核反应堆。

    浓蒸汽从核电站的圆柱形冷却塔中冒出。
    \(\PageIndex{a}\):阿肯色州核一号,位于阿肯色州拉塞尔维尔的一座发电厂。 图片由 Edibobb (CC-BY) 提供。

    2019年,世界核电发电量约为2795.96太瓦时(TWh),占全球发电量的10.4%和总能耗的4.3%(图\(\PageIndex{b}\))。 (作为参考,美国在2019年总发电量约为4100 TWh。) 2019年,美国生产和消耗了全球约30.5%的核电,其中核电提供了约19.6%的电力和总能耗的8.0%(图\(\PageIndex{c}\))。

    一段时间内核电发电的折线图
    \(\PageIndex{b}\):一段时间内的全球核能发电量(以太瓦时为单位)。 核电产量最初有所增加,但在2000年代初保持相对平稳。 2011年的下降是由于福岛第一核电站崩溃后日本的核反应堆暂时关闭。 图片来自汉娜·里奇/《我们的数据世界》CC-BY)。
    按行业划分的美国能源消耗饼图。 可再生能源进一步分为类型。
    \(\PageIndex{c}\):2019 年按能源分列的美国一次能源消耗。 核电占美国总能耗的8%。总能耗为100.2万亿英热单位(Btu)。 其他能源是石油(37%)、天然气(32%)、煤炭(11%)和可再生能源(11%)。可再生能源总消耗为11.4万亿英热单位。 这包括生物质(43%)、风能(24%)、水力发电(22%)、太阳能(9%)和地热(2%)。 生物质包括木材(20%)、木材和废物以外的生物燃料(20%)和生物质废物(4%)。 注意:由于独立舍入,分量总和可能不等于 100%。 图片由 EIA(公共领域)提供。

    归因

    由 Melissa Ha 修改自 Matthew R. Fisher 的《环境生物学》中的不可再生能源(获得 CC-BY 许可