来源：核能科普ABC

 

当然你可以直接去百度搜一搜答案。不过为了知其然而知其所以然，还是让我们来看看这个问题该怎么计算。

首先有两个基础的数据需要设定，一是火电厂的热力循环效率，假设采用超超临界机组，效率可以达到45%（例如华能玉环电厂，于2007年11月全部建成投产，是当今国际上参数最高、容量最大、同比效率最高的超超临界机组，经实际运行，效率为45.4%）；二是核电厂的年负荷因子保守假设为85%（例如2019年大亚湾核电基地6台机组平均负荷因子90.52%）。

好了，有这两个假设的前提数据我们就可以开始计算了。

 

1、每摩尔碳燃烧释放多少热量

 

可以从基本的碳燃烧的化学反应开始:

C+O2=CO2+4.08eV

而:

1eV=1.6*10^-19J

1摩尔=6.022*10^23

则: 1摩尔C燃烧可得393.12kJ热量。

也可以直接查C和O2的热化学方程式，结果也是差不多的，如下图中的393.51kJ/mol。下文我们近似取393kJ/mol。

 

2、火电厂发出1度电释放多少二氧化碳

 

1度电是1kWh，也就是3600kJ。若效率是45%，则需要8000kJ热量。也就是说，火电厂发出1度电会排放8000/393=20.36摩尔二氧化碳。那么20.36*44=895.84克。

 

3、一座核电厂一年的减排量

 

然后我们计算100万千瓦发电功率的核电厂一年能发多少度电。100万千瓦的核电厂，按照年负荷因子85%计算，一年可发电为:

 

1000000*24*365*0.85=74.46亿度。

 

那么一座100万千瓦的核电厂一年可以减排：

 

74.46*0.89584=66.7亿公斤=667万吨

 

有人说，火电厂也有碳捕捉技术，那么如果把100万千瓦火电厂排放的二氧化碳667万吨全部捕捉下来成为液体，即便是载重100吨的百吨王卡车，也需要66700辆，平均每天大约180辆!

真是不算不知道，一算吓一跳! 而且还有二氧化硫和氮氧化物的排放。

 

4、核电厂自身的能耗引起的碳排放

 

当然，在建造核电厂和核燃料等环节也还是有一些能耗的，有能耗就意味着在这些环节或多或少有些碳排放，但量不多。下面我们大致估算一下。

 

同样我们需要先假设几个基本数据。

 

假设能耗中的电力70%是火电提供的（将来可能会有所降低）。假设核电厂的运行寿命是60年。假设核电厂的单位造价是15000元/千瓦。假设每公斤分离功需要300度电（传统的扩散法需要2400度电，但现在已经基本不用扩散法了，而用先进的离心法，其综合能耗大约为扩散法的10%，在此保守一点取300度电/公斤分离功）。假设耗电少难以详细统计的部分占50%（因为不清楚，所以尽量按照保守的估计）。假设建设用工业用电价格为0.7元/度（有些工业用电是1元/度，但是基建和冶炼一般是0.7元/度）。假设建设成本中综合能耗占比为10%（这个是按照能耗较高的冶炼环节的能耗价格占比估计的）。好了，假设这么多，下面可以开始计算了。虽然有些数据可能估计得不是很准确，但是大致不会差太多。

 

建造核电厂环节消耗电：

 

(1000000*15000*10%/0.7)/50%=42.9亿度电，平均到60年，就是每年0.71亿度电。

 

分离功消耗电：

 

一座100万千瓦的核电厂，每年需要20吨低浓铀核燃料，大约需要135吨分离功。

 

300*135000=0.41亿度电

 

假设工业用电70%是火电（若把分离工厂尽可能靠近水电站，分离功的耗电部分的火电比例可得到下降），则得到核电厂平均每年消耗火电量为：

 

（0.71+0.41）*70% = 0.78亿度火电

 

得到的碳排放量为：

 

0.78*0.89584 = 0.7亿公斤 = 7万吨

 

只占全部减排量667万吨的1%左右。

 

结论：一座100万千瓦的核电厂，一年可以减排二氧化碳667-7=660万吨。