能源
- 一、核能（主来源）
- 1. 设备：地下核电站
- 2. 原因：
- ①核电具有安全、清洁、能量密度高的特点
- ②地下核电安全性更高：将核岛建于地下，在反应堆四道实体屏障的基础上，利用洞室围岩又增加一道实体屏障，较大幅度提高了核电安全性。主要体现在: 严重事故工况下，利用地下洞室的包容性，更利于放射性物质扩散的防控，从设计上实现实际消除大量放射性物质释放的可能性;有效抵御极端外部人为事件( 恐怖袭击、飞射物等) ，核安保相对简单有效;提高抵御极端自然灾害的能力，显著提高抗震性能( 超基准地震、洪水、冰灾、泥石流等灾害);可简化场外应急计划，具备取消场外应急响应区的技术可能性; 有利于提升核燃料利用效率。[1]
- ③地下核电站将反应堆等涉核设施布置于地下岩体或稳定的山体内，有利于防止严重事故下放射性物质的大规模扩散。地下核电站安全性高，特别是极端事故下更能保护公众安全，增加公众接受度。
- 3. 预想图
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直径×高：40m×40m
体积：约5万立方米
功率：500MW
4.厂房密闭性问题：地下安全壳及相伴的辅属厂房与地面设施之间将设有各种连通通道（交通洞、压力管道、电缆管道、信息仪表通道、通风竖/斜井等），为确保发生核泄漏等事故时地下厂房的密闭性，可在上述通道口设计密闭闸门，紧急情况下予以关闭。核反应堆的乏燃料和低放射性排放物都可在地下设计专门的储存室予以保存。[2]
5.废料处理：将放射性废物和熔融状态的玻璃混合后高温加热、缩小体积而制造出稳定的玻璃固体，被玻璃化的放射性物质在极度恶劣的环境中也不会出现泄漏，可降低放射性泄漏危险。
6.监测与维护：对核电设施进行严格的监测和维护，及时发现并更换老化、故障设备，并对废弃核装置进行去污和拆卸等处理，以保证核电站正常、安全地运行。这些作业需要在放射性环境下进行，工作人员如果直接进入核设施内部对设备进行维修、检查等操作，无疑会受到大量的辐射，严重的可能造成人员伤亡事故；另外，需要监测和维护的设备繁多、作业环境复杂、场地狭窄，有些地方还是人不可到达的区域；而且，人工操作任务繁重，人为失误可能引起更为严重的事故，如美国三哩岛、前苏联切尔诺贝利核事故，就与操作员的判断和操作失误有关。[4]所以采用机器人代替人进入核电站开展日常监测和维护工作，主要功能有：①关键核设施的维护、退役及放射性废物处理，如对蒸汽发生器、反应堆容器等的检查、安装、维修，以及退役反应堆的封存、掩埋或拆卸，放射性废物处理等作业。②核事故处理与救援，即利用轮式、履带式移动机器人，携带操作设备，进入事故现场，开展事故处理与救援相关工作。③核电站安全性的全面监测，即利用小型、智能、爬壁式机器人，携带多种先进传感器，对核电站内的核辐射强度、氢气浓度、烟雾浓度、关键设备及管道的破损情况等进行监测，以及时发现问题。[5]
- 一、太阳能（辅助能源）
- 1. 在建筑表面以及外围空地上布置可随时间调整角度的光伏板，进行太阳能发电。
- 建筑整体大致呈圆锥形，底面半径60m，高度约40m，可布置的光伏板面积占整体表面积的1/3，约为4521m2。广州地区的特定光伏功率输出平均值为3.13千瓦时（数据来源：https://www.globalsolaratlas.info/detail?c=26.74561,110.742188,2&r=CHN:CHN.6_1）按照相关太阳能电池板效率，年发电量估计为129.2千瓦时（感谢铮Fans小组提供的信息）
- 2. 在发酵池中进行光合微生物制氢（利用太阳能的同时处理有机废料）[3]
氢能最主要的用途是是用于点燃徐罗米修雕像手中的火炬，从形式上呼应我们组名中的“火种”。富余部分用镧镍合金吸附存储。
- 三、化石能源（石油）
进行一定量的石油开采，主要用作化工原料，基本不用于直接供能。
四、海洋能
- 化工原料、核燃料开采
- 五、能量核算
- 工业部分：打印机：大型机低于2kw,小型机低于300w。计平均10和50台运转，为35kw。机械臂：大型3kw左右，小型低于1kw，计平均约500kw。其他计为20kw。总计560kw,换算为人均4905.6千瓦时每年。
农业部分：主要是植物工厂的照明和整个农业区的气体交换，人均能耗1200千瓦时每年（上次参观植物工厂的数据）。另外智慧农业需要计算机控制，这部分能耗可以并入世界计算中心的能耗（少量）。还有农业污水处理能耗，可以参照生活区污水处理能耗计算（少量）。还有几种农业机械（收割机、播种机等，一年只用几次）的耗电量（少量）。换算为人均2500千瓦时每年。
生活部分：参考国家数据（https://data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=C01），生活消费电力总量约为10057.6/14=718.4（千瓦时每人每年）
其他部分：参考国家数据，包括输配电损失量、交通运输、仓储和邮政业电力消费总量、建筑业电力消费总量等，总计7260.6千瓦时每人每年。
总计：15384.6千瓦时每人每年，参考徐老师的指导，预留30%的能源消耗弹性空间，接近我们世界20000千瓦时每人每年的预算。
- [1] 钮新强,罗琦,赵鑫,张文其.建设大型地下核电站 开创核电安全发展新途径[J].人民长江,2015,46(18):1-5.
- [2] 陆佑楣.将核电站反应堆置于地下的设想[J].中国工程科学,2013,15(04):41-45.
- [3] 申翔伟,周雪花,杜金宇,荆艳艳.生物制氢技术发展历程及其特征[J].太阳能,2010(01):22-25.
- [4]施仲齐，曲静原，崔永利.核电厂对环境的放射性污染及其防治[J].辐射防护，1998, 18(4): 241-260.
[5] 徐文福,毛志刚.核电站机器人研究现状与发展趋势[J].机器人,2011,33(06):758-767.
备注：1.压缩空气储能
压缩空气储能系统是一种电能与空气介质内能之间能量转换存储的能源利用系统，用压缩空气储存低谷电、弃风电和弃光电，按需将高压空气释放经透平做功发电，是一种用于能源平衡、新能源消纳等领域的大规模储能技术。
图片来源：张新敬,陈海生,刘金超,李文,谭春青.压缩空气储能技术研究进展[J].储能科学与技术,2012,1(01):26-40.
右侧核电站机器人：徐文福,毛志刚.核电站机器人研究现状与发展趋势[J].机器人,2011,33(06):758-767.
2. 预计人均能耗：每年20000千瓦时
