Vilken är en bättre energikälla? Solenergi eller kärnenergi?

Långsamt upptäcker världen att användningen av icke-förnybara energikällor, som kol och naturgas, i hög grad bidrar till den ökande globala klimatkatastrofen. Nationerna skyndar sig nu att bygga den infrastruktur som krävs för alternativa förnybara energikällor för att bidra till lösningen.

Debatten mellan solenergi och kärnkraft är en av de hetaste bland förespråkarna för förnybar energi. Båda energikällorna anses vara rena och koldioxidfria, och deras infrastruktur kan byggas i tillräckligt stor skala för att förse ett stort område med el. Många städer i världen drivs av kärnkraft, och solenergi ligger inte långt efter. Men vilken energikälla är överlägsen? Den senaste utvecklingen inom kärnkraft och solenergi gör det värt att jämföra de två energikällorna. Lär dig mer om varje kraftslag och jämför dess egenskaper för att välja vilket som är bäst för miljön och den framtida utvecklingen.

Innehåll:

1.Solenergi
2.Kärnkraft
3.Solenergi vs. kärnenergi
4.Utsikter för sol- och kärnenergi

Solenergi är den elektricitet som vi får från solen. Solenergi omvandlas till elektricitet. Solenergi anses vara en förnybar och hållbar typ av energi på grund av tillgången på solsken från vilket den skapas. I själva verket är solenergi också "grön" energi eftersom den inte bidrar till föroreningar som fossila bränslen gör.

För att utnyttja solenergi krävs solcellsenheter som omvandlar solenergi till elektrisk energi. Det finns flera solenergianordningar på marknaden som har inbyggda system för att lagra solenergi och använda den för att driva produkten efter behov. Solenergi används för närvarande för att driva bostäder, bilar och industriella verksamheter genom att etablera ett solkraftverk.

Kärnenergi är energi som utvinns ur kärnan i radioaktiva material. Kärnenergi från kärnan frigörs för att producera värmeenergi via kärnprocesser. Eftersom värmeenergi frigörs är det ett bättre alternativ än värmeenergi från fossila bränslen. Kärnenergi kan också genereras genom kärnfusion, fission och sönderfall.

Många människor är oroade över den potentiella dödlighet som kärnkraften medför. Bevisen visar dock att värmeenergi från fossila bränslen var mer dödlig. Istället minskar den luftföroreningarna genom att minska utsläppen av farliga gaser.

1. Bearbetningstid som krävs totalt sett

Ett solkraftverk kan byggas snabbare och enklare än ett kärnkraftverk. Tunga regler för kärnkraftssektorn och lobbying från olika intressenter, t.ex. invånare som oroar sig för den risk för den allmänna säkerheten som kärnkraftverket innebär, är viktiga faktorer som bromsar byggandet av kärnkraftverk.

Eftersom klimatproblemet är akut skulle världen tjäna mer på att spendera pengar och utveckla storskalig solenergi var 9:e månad istället för att vänta på ett enda kärnkraftverk vart 5:e år. En solcellspark kan ta mellan 3 och 24 månader att utveckla, enligt uppgifter från Australia Institute (TAI) till South Australian Nuclear Fuel Cycle Royal Commission. Genomsnittsåldern är 9,4 år. Solenergi kan också genereras mycket snabbare än kärnkraftsenergi. När det gäller den totala tidsåtgången övertrumfar solenergin kärnkraften. Aspekten kan verka obetydlig på lång sikt, men industrialister tar hänsyn till den när de överväger hur de ska tillgodose ett lands energibehov.

2. Kostnad för allmän installation
Det säger sig självt att det är billigare att bygga ett solkraftverk än ett kärnkraftverk. Detta beror på att ett solkraftverk kräver ett litet antal komponenter. Dessutom finns det inget behov av källmaterial som uran, vilket endast finns tillgängligt i ett fåtal länder. Ett solkraftverk kommer med största sannolikhet att vara tio gånger billigare än ett kärnkraftverk.

Kärnkraft är mycket dyrare än solkraft. Enligt en uppskattning från 2020 är den nivellerade energikostnaden (LCOE) för att producera 1 megawattimme (MWh) el från en solcellspark 40 US-dollar. LCOE för kärnkraftverk är å andra sidan 155 USD för att producera samma mängd.

Kärnkraft har mycket högre initiala och kontinuerliga kostnader än solenergi. Kostnadsskillnaden mellan att producera solenergi och kärnkraft minskar med tiden. Enligt samma uppgifter var kostnaden för solenergi 359 USD/MWh år 2009, men den har därefter sjunkit dramatiskt till 40 USD/MWh år 2019. Under samma tidsperiod ökade dock priset på kärnkraft från 123 US-dollar/MWh till 155 US-dollar/MWh.

Dessutom har kostnaden för att installera solpaneler minskat dramatiskt under det senaste decenniet. Enligt en studie kommer den genomsnittliga kostnaden för att bygga ett solenergisystem på taket år 2020 att vara cirka 883 USD, jämfört med 4 731 USD år 2010.

3. Total årlig energiproduktion
Ett kraftverks kapacitet att producera el bidrar ofta till att möta efterfrågan. Ett kärnkraftverk kan drivas kontinuerligt och generera mer energi per år. Ett solkraftverk kan däremot bara producera el när solen skiner, vilket innebär att det bara är användbart och i drift under 30 % av dagen. Solenergi är till sin natur en bristvara, vilket är anledningen till att regeringar väljer kärnkraft även om solkraftverk finns i överflöd.

Den mängd el som ett kraftverk kan generera när det är i drift kallas för dess produktionskapacitet. Enligt en studie har kärnkraftverk en kapacitetsfaktor på 93,5 %, vilket innebär att de kan köras konstant 341 dagar om året. Solkraftsparker har däremot en kapacitetsfaktor på 24,5% (89 dagar av 365).

Denna skillnad beror på att solpaneler endast kan generera elektricitet när solen skiner. Dessutom pågår det just nu mycket forskning och utveckling för att förbättra effektiviteten med vilken solpaneler samlar in energi. Dessutom har batteritekniken utvecklats enormt för att kunna lagra solenergi mer effektivt.

"Kapacitetsfaktorn", eller hur nära en källa är att producera den maximala mängden el under hela året, skiljer solenergi från kärnkraft. När ett kärnkraftverk väl har byggts kan det fungera med full kapacitet tills det behöver nytt bränsle, vilket kan ske sex till tolv månader senare.

Samtidigt genererar anläggningen farligt kärnavfall som inte återvinns (mer om det senare). Kapacitetsfaktorn är ganska nära 100% eftersom kärnkraften normalt producerar så mycket el som den kan varje dag året runt, 24 timmar om dygnet. Solkraftens kapacitetsfaktor är långt ifrån så hög eftersom den bara kan producera el när solen skiner. Detta begränsar användningen till dagsljus och gör att den varierar kraftigt beroende på hur mycket sol som når solparkens läge under året.

solenergi VS kärnenergi

4.Säkerhet
Kärnreaktoravfall är farligt och kan läcka strålning om det inte tas om hand på rätt sätt. Under årtionden till årtusenden avger varje förorening strålning. Insamlingen av giftigt avfall har blivit ett betydande hinder för kärnkraftens expansion. Härdsmältor är ett ständigt orosmoment för dem som bor nära kärnkraftverk, oavsett om de orsakas av mänskliga misstag, som i Tjernobylkatastrofen, eller av naturkatastrofer, som i Fukushimakatastrofen. Radioaktivt avfall från dessa katastrofer kan också spridas långt från platsen.

Bortsett från sällsynta tragedier är det avfall som produceras av kärnreaktorer under normal drift radioaktivt i tusentals år. Dessutom är läckage från kärnkraftsanläggningen en möjlighet och kan skada hälsan hos dem som exponeras. Även en blygsam mängd strålning kan få katastrofala följder. Det finns flera symptom som bidrar till trötthet, illamående, kräkningar och diarré. Invånare som arbetar eller bor i närheten av kärnkraftverk riskerar att få i sig dödlig strålning.

Solenergi är däremot säker eftersom den inte avger några giftiga ämnen. Solenergi genererar inte radioaktivt avfall eller farliga ångor och skadar därför inte hälsan hos dem som bor i närheten av anläggningarna.

5.Hållbarhet
Solenergi, som kan produceras så länge det finns solljus, är ett av de mest miljövänliga energislagen. Panelerna har normalt en förväntad livslängd på 25 till 30 år. Det bästa är att energikällan är gratis och att de inte släpper ut några skadliga gifter i miljön.

Om det inte finns någon storskalig solenergianläggning på din ort kan en solcellsanläggning på taket hjälpa dig att minska ditt hushålls beroende av fossila bränslen och tillgodose dina energibehov även om elnätet går ner.

Kärnkraft är, trots att den är koldioxidfri, en icke-förnybar resurs. Uran, den kemikalie som driver kärnreaktorer, måste förnyas vart tredje år och sedan kasseras på ett omsorgsfullt sätt. Eftersom det måste utvinnas från jorden är uran en begränsad resurs.

6.Återvinningsbar status

Det är möjligt att återvinna solpaneler. Det är dock viktigt att inse att problemet med återvinning av solpaneler fortfarande befinner sig i ett tidigt skede, eftersom de första solpanelerna som installerades i början av solboomen först nu närmar sig slutet av sin 25-30-åriga livslängd. Därför har vi inget effektivt återvinningssystem på plats, än mindre ett som kan hantera den storskaliga återvinning som vi kommer att behöva om några år när antalet solpaneler som behöver återvinnas uppgår till tiotals miljoner.

Att återvinna solpaneler är en utmanande uppgift på grund av deras konstruktion och de lim och tätningsmedel som används, vilket gör det svårt att demontera dem. Det är dock fullt tänkbart och har redan gjorts. Vi gör fantastiska framsteg, men inte särskilt effektivt. Det faktum att glas står för ungefär 75 procent av det material som sorteras ut och är relativt lätt att återvinna till nya saker är ett stort plus!

Förfarandet vid avveckling av en solcellspark är enkelt: ta bort panelerna och vi är klara! Området är inte förorenat, och eftersom ingen infrastruktur eller betongkonstruktioner har skapats kan det användas för olika ändamål, inklusive jordbruk, omedelbart.

Kärnbränsle är däremot svårt att återvinna. Eftersom gammalt kärnbränsle, även känt som radioaktivt avfall, behåller cirka 90 % av sin potentiella energi även efter fem års drift i en reaktor, KAN det återvinnas för att tillverka nytt bränsle och biprodukter. Problemet är att många länder, särskilt USA, som genererar över 2 000 ton radioaktivt avfall varje år, inte ens försöker återvinna sitt radioaktiva avfall. Frankrike är världsledande inom återvinning av kärnbränsle och producerar 1 150 ton radioaktivt avfall per år samtidigt som man kommersiellt bearbetar 1 700 ton gammalt bränsle (4 kilogram radioaktivt avfall per medborgare varje år!). Så allt är bra nu? Inte alls. Radioaktivt avfall samlas fortfarande på hög över hela planeten och håller på att bli ett problem. Bara omkring 30 procent av de 400 000 ton utbränt kärnbränsle som spritts i atmosfären över hela världen har återvunnits. Efter återvinning och upparbetning finns det fortfarande en liten andel radioaktivt avfall som inte kan återvinnas (och som kommer att förbli radioaktivt och farligt i hundratals eller tusentals år).

Framtidsutsikter för solenergi:

För närvarande är de främsta problemen med solenergiproduktion den stora miljöpåverkan och den låga effektiviteten i kraftproduktionen. I framtiden kommer tekniken för produktion av solenergi att förbättras för att åtgärda dessa brister, med fokus på att öka den fotoelektriska omvandlingseffektiviteten, sänka tillverkningskostnaderna, öka tillförlitligheten och hållbarheten samt införa intelligent förvaltning.

Enligt International Energy Agency kommer solkraft att stå för merparten av den nya installerade kraftkapaciteten i världen i framtiden. Den globala installerade solkraftskapaciteten förväntas öka med mer än 700 GW till 1,5 terawatt fram till 2030, vilket visar att fotovoltaisk kraftproduktion har en lovande teknisk framtid.

Utsikter för kärnenergi:

Kärnenergi är en ren, effektiv och hållbar energikälla som har blivit en av flera länders primära energikällor. De mest angelägna frågorna inom kärnkraftsproduktionen idag är potentiella säkerhetshot och slutförvaring av kärnavfall. Dessa frågor är intimt förknippade med människors säkerhet, och de är också aktuella frågor som har fått mycket uppmärksamhet. Många forskare har börjat undersöka olika sätt att öka säkerheten vid kärnkraftsproduktion. Utvecklingen av kärnenergiteknik kommer i framtiden främst att inriktas på kärnreaktorteknik för generation IV, teknik för hantering av kärnavfall, kärnfusionsteknik och säkerhetsteknik. Inom den närmaste framtiden förväntas kärnkraftsproduktionen bli säkrare, kärnavfallet hanteras på ett säkert sätt och kärnkraften kommer att spela en större roll bland olika rena energikällor.

Enligt IAEA:s prognoser kommer kärnkraften att vara en av världens snabbast växande elkällor under de kommande 20 åren, med mer än en fördubbling av den installerade kärnkraftskapaciteten. Kärnkraften kommer att vara den viktigaste källan till koldioxidsnål energi i Europa och stå för mer än en tredjedel av den totala efterfrågan på el. Därför har kärnkraftstekniken en ljus framtid.

Det finns ingen tydlig vinnare i debatten mellan solenergi och kärnkraft, eftersom alla gör sina egna bedömningar. Men en sak är säker: I jämförelse med sol- och kärnkraft är fossila bränslen överlägset sämst för miljön. Om vi vill sanera och skydda vår vackra värld måste vi göra mer för att avvänja oss från detta beroende. Att övergå till renare energi kommer säkert att vara lönsamt!

Maysun Solar har tillverkat högkvalitativa solcellsmoduler sedan 2008. Välj bland ett brett utbud av halvskurna, MBB, IBC och Shingled solpaneler i helt svart, svart ram, silver och glas-glas finish. Panelerna har hög prestanda och en elegant design som enkelt kan integreras i alla typer av byggnader. Maysun Solar har etablerade kontor, lager och långsiktiga avtal med ledande installatörer i många länder. Kontakta oss gärna om du har några frågor om solceller eller vill ha de senaste modulofferterna. Vi är ivriga att hjälpa dig.

Reference:

Ecoideaz. (2021, July 17). Solar vs Nuclear Power: Which Is the Better Energy Source? EcoIdeaz. https://www.ecoideaz.com/expert-corner/pros-cons-of-solar-vs-nuclear-power-which-is-the-better-energy-source

Shayan, M. E., & Ghasemzadeh, F. (2021). Nuclear power plant or solar power plant. In IntechOpen eBooks. https://doi.org/10.5772/intechopen.92547

SolarNRG Marketing Team. (2023, July 6). Solar vs. Nuclear: Which Is the Best Clean Energy Source? SolarNRG. https://solarnrg.ph/blog/solar-vs-nuclear-best-carbon-free-energy-source/

Teja, R. (2023). Solar Power Vs Nuclear Power – Which is the Better Energy Source? ElectronicsHub. https://www.electronicshub.org/solar-power-vs-nuclear-power/

NetEase. (2023, March 9). Photovoltaic power generation VS nuclear power generation, who has more advantages? https://www.163.com/dy/article/HVCRPIQH0552XG7S.html

Perez, A. (2023). Solar Power VS Nuclear Power -Which is better? GI Energy. https://gienergy.com.au/solar-power-vs-nuclear-power-which-is-better/