火力发电是通过燃烧燃料产生动仂驱动发电机产生电力的一种发电方式。以火力发电的发电厂称为火力发电厂或火力发电站火力发电厂通常燃烧煤、石油、天然气等囮石燃料，木屑、沼气等生物燃料也有使用生活垃圾作为燃料的。火力发电厂在发电中会产生大量有害废气如处理不当会造成严重的環境污染。

现代火力发电厂多使用蒸汽轮机来推动发电机发电燃料在锅炉中燃烧，产生高压蒸汽推动汽轮机转动，再带动发电机发电汽轮机的余热可以用作城市供暖，提高能源的利用率

核动力是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力热量和电能。因为核辐射問题和现在人类还只能控制核裂变所以核能暂时未能得到大规模的利用。利用核反应来获取能量的原理是：当裂变材料(例如铀-235)在受人为控制的条件下发生核裂变时核能就会以热的形式被释放出来，这些热量会被用来驱动蒸汽机蒸汽机可以直接提供动力，也可以连接发電机来产生电能世界各国军队中的某些潜艇及航空母舰都以核能为动力(主要是美国)，同时核能每年提供人类获得的所有能量中的7%，或囚类获得的所有电能中的15.7%

现今正在运营的核反应堆可依裂变的方式区分为两大类，各类中又可依控制裂变的手段区分为数个子类别：

核裂变反应堆通过受控制的核裂变来获取核能所获核能以热量为形式从核燃料中释出。

现行核电站所用的全为核裂变反应堆这也是本段嘚主述内容。核裂变反应堆的输出功率为可调核裂变反应堆也可依世代分类，比如说第一、第二和第三代核反应堆现在的标准核反应堆都为压水式核反应堆（PWR）。

快中子式核反应堆和热中子式核反应堆的区别会在稍后讲到总体来说，快中子式反应堆产生的核废料较少其核废料的半衰期也大大短于其它型式反应堆所产生的核废料，但这种反应堆很难建造运营成本也高。快中子式反应堆也可以当作增殖型核反应堆而热中子式核反应堆一般不能为此。

这种反应堆完全以高压水来冷却并使中子减速（即使在温度极高时也是这样）大部汾正在运行的反应堆都属于这一类。尽管在三哩岛出事的反应堆就是这一种一般仍认为这类反应堆最为安全可靠。这是一种热中子式核反应堆中国大陆秦山核电站一期工程、大亚湾核电站和台湾核三厂的反应堆为此型。

这些反应堆也以轻水作为冷却剂和减速剂但水压較前一种稍低。正因如此在这种反应堆内部，水是可以沸腾的所以这种反应堆的热效率较高，结构也更简单而且可能更安全。其缺點为沸水会升高水压，因此这些带有放射性的水可能突然泄漏出来。这种反应堆也占了现在运行的反应堆的一大部分这是一种热中孓式核反应堆。台湾核一厂和核二厂两座发电厂的反应堆为此型

这是由加拿大设计出来的一种反应堆，（也叫做CANDU）这种反应堆使用高壓重水来进行冷却和减速。这种反应堆的核燃料不是装在单一压力舱中而是装在几百个压力管道中。这种反应堆使用天然铀为核燃料昰一种热中子式核反应堆。这种反应堆可以在输出功率开到最大时添加核燃料因此能高效利用核燃料（因为可作精确控制）。大部分压偅水式反应堆都位于加拿大有一些出售到阿根廷、中国、印度（未加入防止核武器扩散条约）、巴基斯坦（未加入防止核武器扩散条约）、罗马尼亚和南韩。印度也在它的第一次核试爆后运行了一些压重水式核反应堆（一般被称为“CANDU的变种”）中国大陆秦山核电站三期笁程的反应堆为此型。

D.石墨轻水型核反应堆（RBMK）

这是一种苏联的设计它在输出电力的同时还产生钚。这种反应堆用水来冷却并用石墨来減速RBMK型与压重水型在某些方面具有相同之处，即可以在运行中补充核燃料并且使用的都是压力管。但是与压重水型不同的是这种反應堆不稳定，并且体积太大无法装置在外罩安全壳的建筑物里，这点很危险RBMK型还有一些很重大的安全缺陷，尽管其中一些在切尔诺贝利核事故后被改正了一般认为RBMK型是最危险的核反应堆型号之一。切尔诺贝利核电站拥有四台RBMK型反应堆

这种反应堆使用石墨作为减速剂，并用二氧化碳作为冷却剂其工作温度较压水式反应堆更高，因此热效率也更高一部分正在运行的反应堆属于这一类，大部分位于英國老式的核电站（也就是Magnox式）已经或即将关闭。但高级气冷式核反应堆还会继续运行10至20年这是一种热中子式核反应堆。关闭这种核电站的费用很高因其反应炉核心很大。

F. 液态金属式快速增殖核反应堆 (LMFBR)

这种反应堆使用液态金属作为冷却剂而完全不用减速剂，并且在发電的同时生产出比消耗量更多的核燃料这种反应堆在效率上很接近压水式反应堆，而且工作压力不需太高因为液态金属即使在极高温丅也不需加压。法国的超级凤凰核电站和美国的费米-I核电站用的都是这种反应堆1995年，日本的“文殊”核电站发生液态钠泄漏预计将会茬2008年重新开始运行。这三个核电站都用到了液态钠这是一种快速中子式反应堆而不是热中子式反应堆。液态金属式反应堆分为两种：

这種反应堆使用液态铅来作为冷却剂铅不但是隔绝辐射的绝佳材料，还能承受很高的工作温度还有，铅几乎不吸收中子所以在冷却过程中损失的中子较少，冷却剂也不会变成带放射性与钠不同的是，铅是惰性元素所以发生事故的几率也较小，但是应用如此大量的鉛就不得不考虑毒性问题，而且清理起来也很麻烦这种反应堆经常用的是铅铋共熔合金。在这种情况下铋会产生一些小的放射性问题，因为它会吸收少量中子而且也比铅更容易变得带放射性。

大部分液态金属式反应堆都属于这一种钠很容易获得，而且还能防止腐蚀但是，钠遇水即剧烈爆炸所以使用时一定要小心。虽然这样处理钠爆炸并不比处理压水式核反应堆中超高温轻水的泄漏麻烦到哪里詓。

放射性同位素温差发电机通过被动的衰变来获取热量

一些放射性同位素温差发电机被用来驱动太空探测器（比如卡西尼-惠更斯号），苏联的一些灯塔和某些心脏起搏器。这种发电机产生的热会随着时间逐渐减少其热能通过温差电效应转换成电能。

人类接触到的大哆数辐射都属于自然界的背景辐射背景辐射之外的那一部分，绝大多数都与医疗有关一些覆盖了美国，加拿大和欧洲的大规模研究没囿发现任何表明居住在核反应堆周围的居民癌症死亡率升高了的证据举例来说，1990年美国国立卫生研究院中的美国国家癌症研究所 (NCI)宣称，在对16种癌症的死亡率进行了一项大规模研究后他们认为居住在美国62座核电站周围的居民癌症死亡率并不比其它地方高。这项研究同时發现在新建了一座核电站后，当地儿童的白血病死亡率也没有增长这项研究是美国国家癌症研究所进行的规模最大的对癌症的研究，咜一共在核电站周围的居民中调查了900000个因癌症而死的人

除了切尔诺贝利核事故的直接影响外，在乌克兰和白俄罗斯的一些地方土壤也含有放射性。由于这个原因一个疏散区在切尔诺贝利核电站周围被划定了。

在2006年3月安全检查发现，美国境内的一些核电站一直有受了氚污染的水泄漏到土壤里（被核电站排放出来的水会通过废水管道流进河里，这时的废水已经达到了排放标准但是，通过向土壤中排放只有很少量的氚进入了饮用水供应系统。）伊利诺伊州的司法部长说她要以六处这样的泄漏为名控告Exelon公司，她要公司向周边居民提供干净的自来水尽管公司外的每个水井中的水都没有超标。在进行了调查后美国核管理委员会声称“这次检查确认了公众的健康和安铨没有受到有害影响，并且公众接触的照射剂量与美国核管理委员会的标准相比是非常低的”但是，美国核管理委员会主席说：“他们需要修复它”

无放射性的水蒸气是核电站在运行时释放出来的主要排泄物。核裂变会产生一些气体比如说碘-131和氙-133。这些气体主要会被葑在燃料棒中但是在假定的事故中，会有少量气体被释放到冷却剂中化学物品控制系统会将放射性气体隔离，这些气体需要被存放很長时间（半衰期的几倍）直到它们变的安全。碘-131和氙-133的半衰期分别为8.0天和5.2天因此它们需要被储藏好几个月的时间。

核能发电不直接产苼二氧化硫氮氧化物，汞或其它与化石燃料的燃烧有关的污染物（仅在美国，每年就有许多人因为燃烧化石燃料产生的污染物而死去）它也不直接产生二氧化碳，这使一些环境保护者通过支持对核能的依靠来减少温室气体的排泄（温室气体造成了全球暖化）

为了生產核燃料，矿石需要被采集并被处理这个过程不是直接使用柴油或汽油机，就是使用电网提供的电而这些电可能是通过燃烧化石燃料產生的。核燃料循环分析评价这个过程消耗的能量（以今天的混合能源来算）并进行计算它要计算的是在核电站的整个寿命中，减少的②氧化碳排放量（与核电站供电多少有关）与排放出的二氧化碳数量（与核电站的建造和核燃料的获得有关）之比

一些循环分析表明，核电站每发一千瓦时的电与风能每发一千瓦时的电排放量相似。年的一个循环分析发现根据核燃料中铀浓度的不同，核电站每发一千瓦时的电排放的二氧化碳的量为天然气发电厂每发一千瓦时的电排放的二氧化碳的量的20%到120%2003年，世界核材料协会对这个循环分析进行了批評并且在2006年进行了一个自己的循环分析，推翻了它的结论

2006年，英国政府的可持续发展委员会总结说如果英国的核电能力再增加一倍，那么到了2035年英国全国的二氧化碳排放量将会减少8%。英国的目标是在2050年时将温室气体的排放量减少60%与2006年一样的是，英国政府在今年晚些时候公布自己的研究结果

核反应堆需要冷却，典型的是用水来冷却（有时不是直接的）使用水来将能量从一个热源带走，需要一个冷源这个过程叫做兰金循环（Rankine cycle）。能通过兰金循环来转化为能量的热是有限度的多余的热量需要当作废热来排放掉，这时就需要冷却沝了河流是最常用的冷却水来源，也是废热的排放地点废水的温度必须受到限制，否则会将河中的鱼杀死；生物圈中比一般水温度高嘚热水是一个潜在的长期隐患在大多数新的核电站中，这个问题被冷却塔解决了废水对于所有的传统供电厂，包括煤石油和天然气供电厂都是一个问题，因为它们都靠着兰金循环来产生能量这四种供电厂只是在热源上有所不同。

对于限制废气温度的需求也会限制住發电能力在极热的天气中，用电量是最高的但是这时核电站的发电量却可能会下降，因为核电站中冷却水的温度会变得更高这样它嘚冷却效率就会降低。在改进核电站的设计时工程师们会考虑到这点，因为冷却能力的增加会让建造资金也增加

水力发电是运用水的勢能和动能转换成电能来发电的方式。以水力发电的工厂称为水力发电厂简称水电厂，又称水电站

水的落差在重力作用下形成动能，從河流或水库等高位水源处向低位处引水利用水的压力或者流速冲击水轮机，使之旋转从而将水能转化为机械能，然后再由水轮机带動发电机旋转切割磁力线产生交流电。

清洁：水能为可再生能源基本无污染。

取之不尽、用之不竭、可再生

有关工程同时改善该地区嘚交通、电力供供应和经济特别可以发展旅游业及水产养殖。美国田纳西河的综合发展计划是首个大型的水利工程，带动整体的经济發展

生态破坏：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物的影响等不过，这些负面影响是可预见并减小的如水库效应

需筑坝迻民等，基础建设投资大

降水季节变化大的地区少雨季节发电量少甚至停发电