العلوممصادر الطاقة

الطاقة النووية مقابل الوقود الاحفوري

اقرأ في هذا المقال
  • ما المقصود بالوقود الأحفوري والطاقة النووية؟
  • الطاقة النووية مقابل الوقود الاحفوري.

في المجتمع الحديث اليوم يحتاج البشر إلى الوقود، حيث يأتي الوقود عادةً بأشكال عديدة، وكان معظمه تقريباً من الوقود الأحفوري في القرن الماضي، ولكن مع العيوب الكثيرة للوقود الأحفوري على البيئة وعلى صحة الناس ككل حاول العديد من العلماء استخراج مصدر مستدام وأكثر نظافة من الوقود الأحفوري، وفي الآونة الأخيرة ظهرت الطاقة النووية في الصورة، ومع ذلك كلاهما لهما إيجابيات وسلبيات، حيث قد يشكل كلاهما خطراً كبيراً على البيئة، ولكن الطاقة النووية لديها مجال أكبر للتحسين.

 

ما المقصود بالوقود الأحفوري والطاقة النووية؟

 

الطاقة النووية: هي عبارة عن الطاقة المخزنة في لب الذرة، ويتم إطلاق هذه الطاقة من خلال الانشطار (انقسام الذرات) أو الاندماج (دمج الذرات لتشكيل ذرة أكبر)، ويمكن استخدام الطاقة المنبعثة لتوليد الكهرباء.

 

الوقود الأحفوري: هو عبارة عن بقايا بعض النباتات والحيوانات الميتة منذ ملايين السنين، والذي يشمل بشكل أساسي الفحم والنفط الخام والغاز الطبيعي، وهو يملأ غالبية احتياجات الطاقة حول العالم، ويعد توليد الكهرباء أحد الاستخدامات السائدة للوقود الأحفوري، ولكن أن هذا المورد محدود.

 

الطاقة النووية مقابل الوقود الاحفوري:

 

إن الطاقة بشكل عام ضرورية لدعم حياة الإنسان على كوكب الأرض، حيث سكن البشر الكوكب بأسره وهم يعتمدون على حرق الفحم لأداء الأنشطة اليومية مثل: تشغيل الأضواء والاستحمام بالتدفئة واستخدام الميكروويف، وأدى اعتمادنا الكبير على الطاقة إلى تعريض كوكبنا للخطر بسبب ارتفاع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي يتم إطلاقها من خلال حرق الوقود الأحفوري.

 

ونظراً لأن البشر أصبحوا أكثر وعياً بعواقب حرق الوقود الأحفوري للحصول على كمية كبيرة من الطاقة كان هناك ضغط من أجل مصدر طاقة أكثر استدامة، ويبدو أن الطاقة النووية كانت هي الحل، ومع ذلك كان هناك العديد من العيوب للطاقة النووية، وفيما يلي مقارنة بين الطاقة النووية والوقود الأحفوري:

 

توليد الكهرباء:

 

عادةً يتم إطلاق الطاقة النووية عن طريق شطر ذرة اليورانيوم، حيث تتكون نواة الذرة من البروتونات والنيوترونات، وعندما تنقسم هذه النواة فإنها تطلق طاقة على شكل حرارة، ومن ثم يتم إطلاق بعض النيوترونات أيضاً في عملية الانقسام، وقد تقوم هذه النيوترونات بتقسيم نوى أخرى وتطلق المزيد من الحرارة والنيوترونات، وهذا التفاعل المتسلسل يسمى الانشطار النووي.

 

ويتشكل الوقود الأحفوري من خلال البقايا العضوية لنباتات وحيوانات ما قبل التاريخ (منذ ملايين السنين)، حيث تم تحويل هذه البقايا التي عمرها ملايين السنين عن طريق الحرارة والضغط في قشرة الأرض إلى وقود يحتوي على الكربون.

 

وتنتج كل من محطات الطاقة النووية والوقود الأحفوري الكهرباء بنفس الطريقة، حيث أنه يتم استخدام الحرارة المتولدة في هذه المحطات لتوليد البخار، ويعمل هذا البخار على تشغيل التوربينات والتي بدورها تعمل على تشغيل المولد الذي يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.

 

الانبعاثات:

 

إن الطاقة النووية أنظف أثناء عملية توليد الكهرباء ،حيث يوفر الانشطار النووي الطاقة دون إطلاق أي غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون، ومع ذلك تولد بعض محطات الطاقة النووية نفايات مشعة، وهو يعتبر عامل حاسم عند إجراء مقارنة بين تلوث الوقود الأحفوري وتلوث الطاقة النووية.

 

ولكن في مقارنة بين الطاقة النووية وطاقة الوقود الأحفوري يجب أن نضع في اعتبارنا أن احتراق الوقود الأحفوري قد يطلق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، فعلى سبيل المثال إن حوالي 90 في المائة من انبعاثات الكربون من عملية توليد الكهرباء في الولايات المتحدة تأتي من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، حيث تنبعث منها ملوثات مثل: ثاني أكسيد الكبريت والمعادن السامة والزرنيخ والكادميوم والزئبق.

 

الكفاءة والموثوقية:

 

تزن حبة الوقود النووي حوالي 6 جرامات، ومع ذلك فإن هذه الحبيبة المنفردة تنتج كمية من الطاقة تعادل تلك الناتجة عن طن من الفحم أو 120 جالوناً من النفط أو 17000 قدم مكعب من الغاز الطبيعي، مما قد يجعل الوقود النووي أكثر كفاءة من الوقود الأحفوري.

 

بالإضافة إلى ذلك أيضاً تعمل محطات الطاقة النووية بشكل أكثر موثوقية من منشآت توليد الطاقة الأخرى، فعلى سبيل المثال في عام 2017 قد عملت المحطات النووية بكامل طاقتها أي بحوالي 92٪ من الوقت، وللمقارنة يجب أن نضع في اعتبارنا أوقات التشغيل لمصادر توليد الطاقة الأخرى والتي كانت: محطات الفحم (54٪) ومحطات الغاز الطبيعي (55٪) ومولدات الرياح (37٪) ومحطات الطاقة الشمسية (27٪).

 

توافر الموارد:

 

يعتبر اليورانيوم المستخدم في توليد الطاقة النووية هو أحد أكثر مصادر الطاقة وفرة على وجه الأرض، حيث يمكن إعادة معالجته واستخدامه مرة أخرى، وهي إحدى مزايا الطاقة النووية على الوقود الأحفوري، ومن ناحية أخرى فإن الوقود الأحفوري غير متجدد، حيث أنه كان هناك انخفاض حاد في احتياطيات الطاقة بسبب اعتماد الناس على الوقود الأحفوري في السنوات الماضية.

المصدر
كتاب الطاقة المتجددة للدكتور علي محمد عبد اللهكتاب الطاقة البديلة للدكتور سمير سعدون مصطفىكتاب الطاقة للدكتور عبد الباسط الجملكتاب ترشيد الطاقة للدكتور محمود سرى طه

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى