Contenu
- Générer de l'électricité
- Émissions: énergie nucléaire vs énergie au charbon
- Efficacité et Fiabilité
- Disponibilité des ressources
- Coûts: énergie nucléaire vs combustibles fossiles
- L'avenir de la production d'énergie
L'énergie nucléaire provient de l'énergie stockée dans le noyau (noyau) d'un atome. Cette énergie est libérée par fission (division d'atomes) ou par fusion (fusion d'atomes pour former un atome plus grand). L'énergie libérée peut être utilisée pour générer de l'électricité.
Les combustibles fossiles - comprenant principalement le charbon, le pétrole et le gaz naturel - répondent à la majorité des besoins en énergie dans le monde. La production d'électricité est l'une des utilisations prédominantes des combustibles fossiles. Mais cette ressource est limitée.
Générer de l'électricité
L'énergie nucléaire peut être libérée en scindant un atome d'uranium. Le noyau d'un atome est constitué de protons et de neutrons. Lorsque le noyau se sépare, il libère de l'énergie sous forme de chaleur. Certains neutrons sont également libérés dans la scission. Ces neutrons pourraient scinder d'autres noyaux, libérant plus de chaleur et de neutrons. Cette réaction en chaîne s'appelle la fission nucléaire.
Les combustibles fossiles ont été formés à partir des restes organiques de plantes et d'animaux préhistoriques. Ces restes, vieux de plusieurs millions d'années, ont été convertis par la chaleur et la pression dans la croûte terrestre en combustibles contenant du carbone.
Les centrales nucléaires et les centrales à combustibles fossiles produisent de l’électricité de la même manière. La chaleur générée dans ces installations est utilisée pour générer de la vapeur. Cette vapeur entraîne une turbine qui alimente un générateur qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique.
Émissions: énergie nucléaire vs énergie au charbon
L'énergie nucléaire est plus propre tout en générant de l'électricité. La fission nucléaire fournit de l'énergie sans dégager de gaz à effet de serre tel que le dioxyde de carbone.Cependant, les centrales nucléaires génèrent des déchets radioactifs, un facteur essentiel lors de la comparaison de la pollution entre combustibles fossiles et énergie nucléaire.
Dans une comparaison entre l'énergie nucléaire et l'énergie au charbon, cependant, considérons que la combustion de combustibles fossiles libère du dioxyde de carbone dans l'atmosphère. En fait, aux États-Unis, 90% des émissions de carbone provenant de la production d'électricité proviennent de centrales au charbon. Ils émettent des polluants tels que le dioxyde de soufre, les métaux toxiques, l'arsenic, le cadmium et le mercure.
Efficacité et Fiabilité
Une pastille de combustible nucléaire pèse environ 6 grammes. Cependant, cette pastille unique produit la quantité d’énergie équivalente à celle générée par une tonne de charbon, 120 gallons de pétrole ou 17 000 pieds cubes de gaz naturel, ce qui rend le combustible nucléaire beaucoup plus efficace que les combustibles fossiles.
En outre, les centrales nucléaires fonctionnent de manière plus fiable que les autres installations de production d’énergie. En 2017, les centrales nucléaires ont fonctionné à pleine capacité dans 92% des cas. À titre de comparaison, considérons les durées de fonctionnement des autres sources d’énergie: centrales au charbon (54%), centrales au gaz naturel (55%), éoliennes (37%) et centrales solaires (27%).
Disponibilité des ressources
L'uranium est l'une des sources d'énergie les plus abondantes sur Terre. L’uranium peut être retraité et réutilisé, l’un des avantages de l’énergie nucléaire par rapport aux combustibles fossiles. Les combustibles fossiles, en revanche, ne sont pas renouvelables. Les réserves d’énergie ont fortement diminué en raison de la dépendance de la population à l’égard des combustibles fossiles.
Coûts: énergie nucléaire vs combustibles fossiles
Le coût est important si l'on considère les avantages et les inconvénients de l'énergie nucléaire par rapport aux combustibles fossiles. Alors que les coûts d’exploitation des centrales nucléaires dépassent ceux d’autres sources d’énergie génératrices d’électricité, le coût total est inférieur à la plupart des coûts. Le coût total moyen de la production d'électricité comprend les opérations, la maintenance et les combustibles. Les coûts sont exprimés en usines par kilowatt-heure, où une usine équivaut à 0,001 USD ou à un dixième de cent américain.
Les coûts totaux moyens exprimés en usines par kilowatt-heure en 2017 sont, par ordre de coût croissant, de 10,29 pour l'énergie hydroélectrique (y compris les centrales hydroélectriques classiques et les centrales hydroélectriques à accumulation par pompage), de 24,38 pour l'énergie nucléaire, de 31,76 pour les turbines à gaz et les petites turbines à gaz, à combustion interne, photovoltaïques ou solaires et éoliennes) et 35.41 pour les centrales à vapeur fossile.
L'avenir de la production d'énergie
Les sources d'énergie fossile diminuent progressivement, ce qui pourrait entraîner une pénurie mondiale d'énergie. Les centrales nucléaires fournissent déjà de l'énergie dans trente États. Avec deux nouvelles centrales approuvées et environ 18 demandes de construction de nouvelles centrales examinées par la US Nuclear Regulatory Commission en 2018, les centrales nucléaires pourraient répondre à ce besoin énergétique aux États-Unis.