Solenergi vs. kärnkraft - vilken bör vi välja?

Långsamt inser världen att användningen av icke-förnybara energikällor, såsom kol och naturgas, bidrar avsevärt till den eskalerande globala klimatkatastrofen. I ett försök att bidra till lösningen skyndar sig nu nationerna att skapa den infrastruktur som krävs för alternativa förnybara energikällor.

Ett av de mest diskuterade ämnena för förespråkare av förnybar energi är argumentet mellan solenergi och kärnkraft. Båda energikällorna anses vara rena och koldioxidfria, och deras infrastruktur kan byggas i tillräckligt stor skala för att leverera energi till ett stort område. Städer i många länder drivs med kärnkraft, och solenergi ligger inte långt efter. Men vilken energikälla är egentligen bäst? De senaste nyheterna om kärnkraft och solenergi gör det värt att undersöka hur de olika energikällorna förhåller sig till varandra. Lär dig mer om varje energiform och jämför dess egenskaper för att välja vilken som är bäst för miljön och framtida utveckling.

Innehåll:

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

Den elektricitet vi får från solen kallas solenergi. Elektricitet skapas genom omvandling av solenergi. Eftersom det finns ett överflöd av solljus från vilket solenergi produceras, anses det vara en förnybar och hållbar energikälla. I själva verket är solenergi också "grön" energi eftersom den inte bidrar till föroreningar som energi från fossila bränslen gör.

För att kunna utnyttja solenergin krävs solcellsenheter som omvandlar solenergi till elektrisk energi. Det finns flera solprodukter på marknaden med inbyggda system för att lagra solenergi och använda den för att driva produkten efter behov. Genom att bygga ett solkraftverk kan solenergi idag användas för att driva bostäder, bilar och industriella processer.

Kärnenergi är energi som har utvunnits ur det radioaktiva materialets atomkärnor. Kärnenergin från kärnan frigörs genom kärnprocesser för att producera värmeenergi. Det är ett bättre alternativ än värmeenergi från fossila bränslen eftersom värmeenergi frigörs. Kärnenergi kan också produceras genom kärnfusion, kärnklyvning och kärnsönderfall.

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

1. Bearbetningstid som behövs totalt sett
Jämfört med ett kärnkraftverk kan ett solkraftverk byggas snabbare och enklare. Tunga regler för kärnkraftsindustrin och lobbying från många intressenter, t.ex. lokalbefolkningen som oroar sig för den risk för den allmänna säkerheten som kärnkraftverket utgör, är viktiga skäl som bromsar byggandet av en kärnkraftsanläggning.

Världen skulle tjäna mer på att spendera pengar och bygga solkraftverk var 9:e månad istället för att vänta på ett enda kärnkraftverk vart 5:e år eftersom klimatproblemet är akut. Det kan ta mellan 3 och 24 månader att bygga en solcellspark och Australia Institute (TAI) har lämnat in en rapport till South Australian Nuclear Fuel Cycle Royal Commission om byggtiden för kärnkraftverk. Medelvärdet är 9,4 år. Solenergi kan också produceras mycket snabbare än kärnkraftsenergi. Solenergi överträffar kärnenergi när det gäller total tidsåtgång. Faktorn kan verka liten ur ett långsiktigt perspektiv, men industrialister tar hänsyn till den när de beslutar om hur ett lands energibehov ska tillgodoses.

2. Allmän installationskostnad
Det säger sig självt att det är billigare att bygga ett solkraftverk än ett kärnkraftverk. Detta beror på det relativt låga antalet komponenter som behövs för ett solkraftverk. Dessutom finns det inget krav på källmineraler som uran, som bara finns i ett fåtal nationer. Ett solkraftverk kommer sannolikt att kosta ungefär tio gånger mindre än ett kärnkraftverk.

Kärnkraft är betydligt dyrare än solenergi. Den nivellerade energikostnaden (LCOE) för att producera 1 megawattimme (MWh) el från en solcellspark är 40 USD, enligt en rapport från 2020. LCOE för kärnkraftverk är däremot 155 USD för att producera samma mängd.

I jämförelse med solenergi har kärnkraft häpnadsväckande initiala och löpande kostnader. Skillnaden mellan kostnaderna för att producera solenergi och kärnkraft blir allt mindre med tiden. Kostnaden för solenergi var 359 USD/MWh år 2009, enligt samma uppgifter, men har sedan dess minskat kraftigt till 40 USD/MWh år 2019. Inom samma tidsperiod steg dock priset på kärnkraft från 123 US-dollar/MWh till 155 US-dollar/MWh.

Dessutom har priset för att installera solpaneler minskat avsevärt under de senaste 10 åren. Enligt en analys är den genomsnittliga kostnaden för att installera ett solenergisystem på taket ca 883 USD år 2020, jämfört med 4 731 USD år 2010.

3. Årlig energiproduktion totalt sett
Oftast är det ett kraftverks kapacitet att producera energi som hjälper till att uppfylla efterfrågan. Ett kärnkraftverk kan köras kontinuerligt och producera mer årlig energi totalt sett. Ett solkraftverk kan däremot bara generera energi när solen skiner, vilket innebär att det bara är användbart och i drift under 30% av dagen. Solenergi är en naturlig bristvara, vilket är anledningen till att nationer väljer kärnkraft även om solkraftverk är vanliga.

Den mängd el som ett kraftverk kan producera när det är igång kallas för dess produktionskapacitet. En studie visade att kärnkraftverk har en kapacitetsfaktor på 93,5%, vilket innebär att de kan köras kontinuerligt under 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 hur bra solpaneler fångar upp energi. Dessutom har batteritekniken utvecklats avsevärt för att mer effektivt lagra solenergi.

"Kapacitetsfaktorn", eller hur nära en källa kommer att producera den maximala mängden el under hela året, är det mått som skiljer solenergi från kärnkraft. När ett kärnkraftverk har byggts kan det arbeta med full kapacitet tills det behöver nytt bränsle, vilket kan vara sex till tolv månader senare. Under denna tid producerar anläggningen också farligt kärnavfall som inte återvinns (mer om det senare). Eftersom kärnkraft normalt producerar så mycket el som möjligt varje dag året runt, 24 timmar om dygnet, är kapacitetsfaktorn extremt nära 100%. Eftersom solkraft bara kan generera el när solen skiner är dess kapacitetsfaktor långt ifrån lika hög. Detta begränsar dess användning till dagsljus och gör att den varierar kraftigt beroende på hur mycket sol sol solparkens plats får under året.

4. Säkerhet
Kärnreaktoravfall är skadligt och kan läcka strålning om det inte omhändertas på rätt sätt. Alla föroreningar släpper ut strålning under årtionden till århundraden. Insamlingen av giftigt avfall har blivit ett allvarligt hinder för kärnkraftens tillväxt. För människor som bor nära kärnkraftsanläggningar utgör härdsmältor en ständig oro, oavsett om de orsakas av mänskliga misstag som olyckan i Tjernobyl eller av en naturkatastrof som Fukushima-incidenten. Radioaktivt avfall från dessa katastrofer kan också spridas långt från deras epicentrum.

Det avfall som produceras av kärnreaktorer under normal drift, bortsett från enstaka katastrofer, är radioaktivt i tusentals år. Dessutom är läckage från kärnkraftsanläggningen en möjlighet och kan ha en negativ inverkan på hälsan hos de personer som exponeras. Även en liten mängd strålning kan få förödande effekter. Det finns olika symptom som orsakar trötthet, illamående, kräkningar och diarré. Invånare på dessa platser som arbetar eller bor i närheten av kärnkraftverk löper risk att få i sig giftig strålning.

Solenergi är däremot säker eftersom den inte producerar några skadliga ämnen. Solenergi skapar inte radioaktivt avfall och släpper inte ut skadliga ångor, vilket innebär att den inte äventyrar hälsan för dem som befinner sig i närheten av anläggningarna.

5. Hållbarhet
En av de mest miljövänliga energiformerna är solenergi, som kan produceras så länge det finns solljus. Panelerna håller vanligtvis i 25 till 30 år, vilket är en lång livslängd. Det bästa är att källan som de får sin energi från är gratis och att de inte släpper ut några farliga gifter i miljön.

En solcellsinstallation på taket kan hjälpa dig att minska ditt hushålls beroende av fossila bränslen och tillgodose dina energibehov även om elnätet går ner om det inte finns tillgång till solcellsenergi i ditt område.

Trots att kärnkraft är koldioxidfri är den en icke-förnybar resurs. Vart tredje år måste uran, det ämne som driver kärnreaktorer, bytas ut, och efter det måste det slutförvaras på ett säkert sätt. Uran är en begränsad resurs eftersom det måste utvinnas från jorden.

6. Återvinningsbar status
Återvinning av solpaneler är möjligt. Men det är 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 börjar nå slutet av sin 25-30-åriga livslängd. Därför har vi inget effektivt system för att återvinna dem, och än mindre ett som kan hantera den storskaliga återvinning som vi kommer att behöva om några år när antalet solpaneler som behöver återvinnas kommer att uppgå till tiotals miljoner.

Att återvinna solcellspaneler är en svår uppgift på grund av hur de är tillverkade och de lim och tätningsmedel som används, vilket gör det svårt att ta isär dem. Men det är absolut genomförbart och har redan genomförts. Vi gör stora framsteg, det är bara inte särskilt effektivt ännu. Att glas utgör cirka 75 procent av det material som sorteras ut och är relativt enkelt att återvinna till nya föremål är ett stort plus!

Processen för avveckling av en solcellspark är enkel och okomplicerad: ta bort panelerna och vi är klara! Marken är inte förorenad, och eftersom ingen infrastruktur eller betongkonstruktioner har uppförts kan den användas direkt för andra aktiviteter, inklusive jordbruk.

Kärnbränsle är dock svårt att återvinna. Eftersom ungefär 90% av bränslets potentiella energi fortfarande finns kvar i det även efter fem års drift i en reaktor, KAN använt kärnbränsle, även känt som radioaktivt avfall, återvinnas för att skapa nytt bränsle och biprodukter. Problemet är att många länder, däribland 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 bearbetar 1 700 ton gammalt bränsle kommersiellt (4 kilogram radioaktivt avfall per medborgare och år!).

och då är allt bra? Verkligen inte. Radioaktivt avfall ackumuleras fortfarande över hela världen och blir ett problem. Av de 400 000 ton använt kärnbränsle som hittills har släppts ut i atmosfären i hela världen har bara cirka 30 procent återvunnits. Det finns fortfarande en liten mängd radioaktivt avfall som inte kan återvinnas efter återvinning och upparbetning (och som kommer att förbli radioaktivt och skadligt i hundratals eller tusentals år).

Framtidsutsikter för solenergi:

För närvarande är de största problemen med solenergiproduktion stort inflytande av miljöfaktorer och låg kraftproduktionseffektivitet. I framtiden kommer tekniken för solenergiproduktion att uppgraderas för dessa brister, och det kommer att ske en större utveckling för att förbättra den fotoelektriska omvandlingseffektiviteten, minska tillverkningskostnaderna, förbättra tillförlitligheten och hållbarheten samt intelligent hantering.

Enligt Internationella energiorganets prognoser kommer solenergi att stå för merparten av världens nya installerade kraftkapacitet i framtiden. År 2030 förväntas den globala installerade solkraftskapaciteten öka med mer än 700 GW till 1,5 terawatt, vilket tyder på att fotovoltaisk kraftproduktion har ett brett tekniskt utvecklingsutsikter.

Utsikter för kärnenergi:

Kärnenergi är en ren, effektiv och hållbar energikälla, och den har blivit en av de viktigaste energikällorna för många länder. För närvarande är de största problemen inom kärnkraftsproduktionen potentiella säkerhetsrisker och bortskaffande av kärnavfall. Dessa problem är nära förknippade med säkerheten för människors liv, och de är också heta ämnen som har väckt stor uppmärksamhet. Många forskare har börjat studera hur man kan förbättra säkerheten vid kärnkraftsproduktion. I framtiden kommer utvecklingen av kärnenergiteknik främst att inriktas på kärnreaktorteknik för generation IV, teknik för hantering av kärnavfall, kärnfusionsteknik och säkerhetsteknik. Man tror att säkerheten vid kärnkraftsproduktion kommer att förbättras inom en snar framtid och att kärnavfall kommer att behandlas på ett ofarligt sätt, och det kommer att inta en viktigare plats bland många rena energikällor.

Enligt Internationella atomenergiorganets prognoser kommer kärnkraften att vara en av de snabbast växande energikällorna i världen under de kommande 20 åren, med en mer än fördubblad installerad kärnkraftskapacitet. I Europa kommer kärnenergin att vara den största källan till koldioxidsnål energi och förväntas tillgodose mer än en tredjedel av Europas elbehov. Kärnkraftstekniken har därför en lovande framtid.

Eftersom alla kommer fram till sina egna slutsatser finns det ingen tydlig vinnare i striden mellan sol- och kärnkraft. En sak är dock säker: fossila bränslen är överlägset sämst för miljön jämfört med sol- och kärnkraft. Vi måste göra mer för att frigöra oss från detta beroende om vi ska kunna städa upp och bevara vår vackra planet. Att införa renare energi kommer utan tvekan att vara fördelaktigt!

Sedan 2008 har Maysun Solar fokuserat på att skapa solcellsmoduler av högsta kvalitet. Välj från vårt omfattande urval av solpaneler som använder halvskuren, MBB, IBC och Shingled-teknik i helt svart, svart ram, silver och glasglasfinish. Dessa paneler ger exceptionell prestanda och modern design som enkelt passar in i alla byggnader. I flera länder har Maysun Solar utvecklat kontor, lager och varaktiga partnerskap med de bästa installatörerna. Om du har några frågor om solceller eller vill ha de senaste modulofferterna är du välkommen att kontakta oss. 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/