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粉碎原子:铀和核能的历史

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以下内容赞助了斯普罗特物理铀信托

铀与核能信息图

铀和核电的历史

铀已经存在了几千年,但我们直到最近才开始了解它的独特性质。

如今,放射性金属燃料数百核反应堆,在全球方面能够产生无碳能量。但铀和核电如何成为如何?

以上信息图来自斯普罗特物理铀信托概述了核能的历史,突出了铀在生产清洁能源方面的作用。

从发现到裂变:揭开铀

就像所有物质一样,铀和核能的历史可以追溯到原子。

1789年,德国化学家马丁·克拉普洛斯(Martin Klaproth)通过从一种名为“沥青铀矿”的矿物中提取铀,首次发现了铀。他以当时新发现的行星天王星为铀命名。但是,核能的历史真正开始于1895年,当时德国工程师Wilhelm Röntgen发现了x射线和辐射,开启了一系列实验和发现——包括放射性的发现。

1905年,阿尔伯特·爱因斯坦为核能奠定了基础,他提出了关于质量和能量的著名理论,E = MC.2.大约35年后,奥托·哈恩(Otto Hahn)和弗里茨·施特拉斯曼(Fritz Strassman)证实了他的理论,他们向铀原子发射中子,产生了比铀轻的元素。根据爱因斯坦的理论,在反应过程中失去的质量变成了能量。这证明了裂变——一个原子分裂成较轻的元素——已经发生。

“核能比我们今天使用的分子能量要大得多。”

温斯顿·丘吉尔,1955。

在发现裂变之后,科学家们致力于发展一种自我维持的核链式反应。1939年,以Frédéric约里奥-居里为首的法国科学家团队证明了裂变可以引起连锁反应,并申请了第一项核反应堆专利。

1942年后,一群由Enrico Fermi和Leo Szilard带领的科学家们通过了第一个核链式反应芝加哥桩-1.有趣的是,他们在芝加哥大学废弃的壁球场上用石墨砖建造了这个临时反应堆。

这些实验证明,铀可以通过裂变产生能量。然而,第一次和平使用核裂变直到1951年,何时没有到来实验增殖反应堆I (EBR-1)在爱达荷州,在核电站产生了第一家。

原子的力量:核电和清洁能量

反应堆利用铀的特性来发电而不排放任何温室气体。虽然铀的放射性使其独一无二,但它还有其他三个突出的特性:

  • 材料密度:铀的密度为19.1克/厘米3.,使其成为地球上最密集的金属之一。供参考,它几乎与金一样重(和密集)。
  • 丰富:铀的含量为百万分之2.8,大约是金的700倍,银的37倍。
  • 能量密度:铀是极度的能量密集。一英寸的高铀颗粒含有与120加仑的电量相同的能量。

由于它的高能量密度,使用铀燃料使核能比其他能源更有效率。这包括风能和太阳能等可再生能源,它们通常需要更多的土地(和更多的单元)来发电相同数量电力作为单一核反应堆。

但是核能带来的不仅仅是更小的陆地足迹。这也是最干净的以及当今可获得的最可靠的能源来源,有望在能源转型中发挥重要作用。

铀和核电的未来

尽管核能经常被排除在外清洁能源在对话中,持续的能源危机再次引起了人们的关注。

一些国家正在发展核能,以减少对化石燃料的依赖,同时建设可靠的能源网络。例如,在英国到2050年实现净零碳排放的计划中,核电预计将发挥重要作用。此外,日本最近批准重启三个核反应堆。在福岛核事故后,日本最初逐步停止使用核能。

核电的复苏,除了已经建造的反应器之外,还可能导致对铀的需求更高 - 特别是因为世界拥抱清洁能源。

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可视化全球电动车辆市场

2020年,全球电动汽车市场首次越过销售额300万台。这是最大的EV市场的快照。

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电动汽车市场

可视化全球电动车辆市场

电动汽车(ev)是未来净零碳难题的关键部分,电动汽车市场正在呈指数级增长。

世界各国和政府都认识到这些零排放汽车的重要性,并因此将它们纳入其脱碳计划。但一些国家在电动汽车的竞争中遥遥领先,而另一些国家还没有完全接受电动汽车的采用。

从我们的赞助商那意信息图表苏格兰溪资企业提供全球EV市场的概述以及美国增长的潜力。

世界上最大的EV市场

2020年,全球电动汽车和插电式混合动力汽车销量首次突破300万辆大关,2021年上半年的数据表明,我们可能又将迎来创纪录的一年。

欧洲和中国一直是领导两年来的EV市场,有了80%插电式混合动力和纯电动汽车(BEV)在这两个地区的销售。

国家/地区 2020年销售 2020 H1销售额
欧洲 1,390,000 1,060,000
中国 1330000年 1,149,000
美国 328000年 297,000.
世界其他地方 180000年 147,000.
全部的 3228000年 2,653,000.

虽然国家群体是绝对销售潜力的驱动因素,但政府激励措施在扩大临时的EV采用方面发挥了关键作用。例如,几个欧洲国家提供税收优惠为了购买和拥有EVS,除了道路收费豁免等激励之外。同样,中国的EV补贴根据购买的车辆的范围报销买家不同的金额。

欧洲国家还在电动汽车普及率排行榜上占据主导地位,这代表电动汽车在新乘用车销售中的份额。2020年电动汽车普及率排名前10位的国家都是欧洲国家,其中挪威位居榜首。

虽然美国是全球第三大电动汽车市场,但其销量仅为欧洲和中国的一小部分,其电动汽车普及率仅为2%。然而,美国电动汽车市场增长迅速,有很大的扩张潜力。

电气化潜力:美国电动汽车市场

汽车制造商和政府都支持美国向电动汽车的转变。

该国是世界上最大的电池巨大的电池巨型内华达州的房屋之家,拥有每年生产37个千兆瓦(GWH)的电池的能力。其他电池制造商宣布计划在未来几年内建立更大的工厂。

因此,美国的电池生产能力预计将达到224 GWH.从2020年的59gwh增加到2025年。以下是该国正在运营和计划中的一些电池厂:

工厂/公司 能力 位置
LG化学和GM* 70 GWH. 春天山上,田纳西
Tesla Gigafactory 1. 37 GWH. 火花,内华达州
LG化学和GM* 30 GWH. 俄亥俄州罗斯敦
特斯拉Gigafactory 5 * 25、妇女 奥斯汀,德克萨斯州
SK创新* 12 GWH. 商业、格鲁吉亚
SK创新* 10、妇女 商业、格鲁吉亚
特斯拉的飞行员 10、妇女 加州弗里蒙特
LG Chem. 8、妇女 荷兰,密歇根
Envision Aesc. 3、妇女 田纳西州士麦那的

*代表计划中的、宣布的或在建的工厂。

政府还在实施以支持EV通过。最近通过的万亿美元基础设施条例草案支持白宫的电气化计划75亿美元分配给建立EV充电站的网络,另一个50亿美元对于低和零发射总线。今年早些时候,拜登总统签署了一项行政命令,旨在将所有新车销售电力的5030人达到2030年,为EVS提供另一种催化剂。

因此,电动汽车的销量将在美国增长。然而,更多的电动汽车需要更多的电池,而更多的电池需要更多的电池原材料特别是锂。

对锂需求的影响

电池占81%2020年锂消耗,它们在越来越多的需求。

据彭博社报道,世界可能需要2,000 gwh每年锂离子电池到2030年,从2020年的223 GWH,鉴于锂是这些电池中的关键成分,影响锂的需求将是巨大的。

事实上,全球锂电需求预计将在2025年出来。此外,在管道到2030年的200个电池巨大的兆瓦,世界可能需要300万吨大约是目前产量的37倍。

随着全球电动汽车市场的扩大,满足日益增长的锂需求将需要新的生产来源。这对美国来说尤其如此。美国正努力建立国内电池供应链,但却只有一座锂矿。

苏格兰溪资企业正在内华达州克莱顿谷开发两个锂矿项目,为绿色未来供应锂。

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美国的回收利用:投资者如何帮助修复破损的系统?

近4000万美国家庭几乎没有进入回收。为什么现在修复美国回收的适当时间?

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在美国回收:投资者可以帮助修复破碎的系统吗?

减少、再利用、再循环。很多人都熟悉这个咒语,但要实践我们所宣扬的并不总是那么容易。

尽管大多数美国人都想回收利用垃圾,但真正能做到的却很少。事实上,几乎4000万美国的家庭几乎没有进入回收。

这张信息图来自回收伙伴关系突出显示为什么这个差距仍然存在,并提供帮助桥接它的解决方案。它还解释了为什么现在对回收的大胆投资可能会在这条线上有潜在的回报。

美国回收问题的现实

4700万吨一年中产生的可回收物的总数三分之一实际上恢复了。这种差异归因于因素的组合:缺乏回收访问,教育和基础设施。

因此,路边回收率在美国是唯一32%.如果进展以这种缓慢的速度继续下去,该国只会实现让所有家庭平等地获得回收利用150年

在美国回收是破坏的 - 为什么现在修复它的适当时机?

消费者需求正在推动全球目标

首先,消费者要求更改:84%消费者希望包装是可回收的。企业部门正在对这些需求进行积极响应。超过450世界上最大的公司聚集在一起签署承诺到:

  • 消除一次性,不必要的塑料包装
  • 使所有的塑料包装100%可重复使用,可回收,或可堆肥

这一举措不仅可以提高可回收性率,而且还会提高可回收的内容5倍到2025年。

由于这些转变风,投资者想要融入更多的环境,社会和治理(ESG)因素在他们的财务决策中。其结果是,标准普尔500指数成份股公司发布可持续发展报告的数量从2011年的仅20%跃升高达90%在2019年。

最后,在最高行动层面,美国还致力于大胆的气候相关目标,即:

  • 减少温室气体(GHG)排放50-52%
  • 提高国家回收率50%

政策制定者也强调了一个循环经济用于包装(旨在消除浪费和可治区资源),这将意味着重新思考美国目前的回收系统。

公共和私营部门如何共同努力实现这些目标?回收伙伴关系有一个集体解决方案:a170亿美元投资更美好的未来。

一个福利的细分

蔓延五年,这笔氧化率为170亿美元的投资可以改善回收基础设施,并加强对该过程中与循环相关教育的需求。

下面是计算的内容:

  • 40亿美元
    每家家庭的公平回收
  • 40亿美元
    为薄膜/柔性塑料创造一个住宅回收解决方案
  • 30亿美元
    新/升级的材料恢复设施,以支持国内制造业
  • 60亿美元
    教育和公众订婚(每年折断仅为20亿美元)

最后一个因素值得深入了解,因为它构成了所需投资的最大部分是有原因的。

教育在帮助美国回收的作用

消费者对他们所可以而且不能回收的消费者表达了高度的混乱,导致更多的循环利用以垃圾填埋场最终结束。例如,您是否知道大多数塑料容器盖不能回收?几乎没有估计塑料废物的¼实际上是回收的,而其余的被焚烧或最终在垃圾填埋场中。

除非这种混乱被清除,否则数百万吨的可回收物将继续浪费。改善教育和公众参与是解决方案。

此表显示了公共教育对各类材料的回收率和回收率所产生的重大连锁反应:

回收了
现在的速度 32%
只有公平的回收途径 48%
伴随着公平的回收访问教育 68%

这就是为什么需要持续的年度投资,以保持教育和推广战略的势头,建立对回收系统的长期信任。

回收投资如何获得回报

从长远来看,美国回收的潜在投资回报(ROI)可能几乎将初始金额的数量分为两倍,但是超过10年,308亿美元可以制作或保存,形式如下:

  • 110亿美元的工资
  • 94亿美元的垃圾填埋场储蓄
  • 88亿美元来自可回收物的价值
  • 16亿美元来自其他渠道(包括税收收入)

其他更具无形的益处包括避免达到12900万辆汽车的排放,创造200,000乔布斯和捕获16900万新的额外收入。

很明显,消费者和企业对回收的态度正在看到地震转变。因此,公私伙伴关系对于这些努力来说至关重要。

回收伙伴关系将不同的利益相关者聚在一起,重建美国的回收系统,并实现这一目标。

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