核電是不可避免的 但并非無(wú)處不在

大部分電力的脫碳可以通過(guò)建造更多的光伏太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)和更多的陸基風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，消費(fèi)者價(jià)格漲幅≤ 0.020 美元/千瓦時(shí)。然而，這仍然使制造業(yè)脫碳。這包括制造化學(xué)品（例如氫氣、液氨）、金屬、塑料和材料（例如玻璃、水泥）。

在制造方面，冷電選擇成本高昂（例如太陽(yáng)能、風(fēng)能和水力發(fā)電），而成本最低的熱電選擇是高溫核電。出于這個(gè)原因，核電是不可避免的，但并非無(wú)處不在，因?yàn)榉磳?duì)核能的國(guó)家會(huì)在國(guó)內(nèi)建造核反應(yīng)堆之前進(jìn)口。

總之，反對(duì)核電的國(guó)家可能會(huì)使用太陽(yáng)能、風(fēng)能和水力發(fā)電來(lái)使大部分電力脫碳；并使用其他人的核反應(yīng)堆使他們的制造脫碳。

核電是制造許多材料的成本最低的方式

用直接加熱制造東西的成本通常低于用電，并且有兩種非常熱的綠色能源可供選擇：聚光太陽(yáng)能和核能。

圖 1：聚光太陽(yáng)能（左）和核能（右）

由于溫度較高、靠近水道、24 x 365 支持和較低的建設(shè)成本，核電制造的成本可能低于聚光太陽(yáng)能。在某些情況下，人們可能會(huì)用核反應(yīng)堆預(yù)熱，然后通過(guò)燃燒由核能制成的氫和氧來(lái)獲得更高的溫度。

如果通過(guò)56% 的高效低成本工藝將 1 GWt 的熱熱轉(zhuǎn)化為氫氣，他們將獲得 0.56 GW 的廉價(jià)氫氣。或者，如果使用效率為 42% 的渦輪機(jī)將熱量轉(zhuǎn)化為電能，并通過(guò)成本高昂的~80% 效率的過(guò)程將電能轉(zhuǎn)化為氫氣，他們將獲得 0.33 GW 的昂貴氫氣（42% x 80%）?？傊谥圃鞖錃鈺r(shí)，熱電（如硫碘）的成本低于熱電（如核電），而熱電的成本低于冷電（如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水電）。

制取氫氣后，可轉(zhuǎn)化為液氨，將氨運(yùn)送到任何地點(diǎn)，再轉(zhuǎn)化回氫氣；然后制熱、發(fā)電，并為車輛提供動(dòng)力。

中國(guó)核電經(jīng)濟(jì)學(xué)

圖 2 中的表格顯示了現(xiàn)有碳基能源的每單位能源批發(fā)成本 （$/GJ），以及利用中國(guó)核反應(yīng)堆的直接熱量制造氫氣和氨的成本。用核反應(yīng)堆的熱量制造東西仍在開發(fā)中。因此，估計(jì)這些成本。此外，如果建造了許多核反應(yīng)堆，這些成本將降低，可能降低 2 倍。如果要解決氣候變化問(wèn)題，請(qǐng)考慮將重點(diǎn)放在此處。

總之，中國(guó)的核反應(yīng)堆可以為中國(guó)的制造業(yè)創(chuàng)造廉價(jià)的熱量，為中國(guó)制造廉價(jià)的管道氫氣，并為出口創(chuàng)造廉價(jià)的液氨。氨輸出后，可以轉(zhuǎn)化為氫氣，或直接用于氨基燃料電池發(fā)電。

圖 2：中國(guó)一座核反應(yīng)堆的能源估計(jì)成本

中國(guó)核電抗熔、廉價(jià)、綠色、熱能和增長(zhǎng)

中國(guó)的HTR-PM第 4 代核反應(yīng)堆不會(huì)在冷卻劑損失時(shí)熔化，因?yàn)楹巳剂蠒?huì)在溫度升高時(shí)降低功率輸出（0.034 美元/千瓦時(shí)，2.30 美元/瓦特，750°C，92% CP）。這是通過(guò)添加到核燃料中的添加劑實(shí)現(xiàn)的，這些添加劑提供“負(fù)溫度系數(shù)”，這意味著它在不冷卻時(shí)不會(huì)熔化。HTR-PM 已經(jīng)可以 24 x 365 全天候發(fā)電，成本低于美國(guó)天然氣發(fā)電。

中國(guó)核電發(fā)電量每 5 年翻一番，如圖 3 所示。如果這個(gè)速度繼續(xù)下去，到 2042 年，核電將產(chǎn)生 80% 的電力。中國(guó)建造的核反應(yīng)堆比其他任何國(guó)家都多，因此可能是第一個(gè)出口直接用核反應(yīng)堆熱制造的廉價(jià)綠色材料的公司。

圖 3：中國(guó)的核電

中國(guó)的核反應(yīng)堆成本是美國(guó)和歐洲的三倍（2000 美元對(duì) 6000 美元/千瓦）。這一點(diǎn)，再加上其他國(guó)家對(duì)核電的厭惡，將導(dǎo)致中國(guó)通過(guò)出口獲得財(cái)富。

如果需要，美國(guó)和歐洲可以降低核成本

由于一次設(shè)計(jì)和建造一座反應(yīng)堆，美國(guó)和歐洲的核電成本目前很高。但是，如果批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，則在簡(jiǎn)化流程中，這些成本會(huì)有所不同。

我們?nèi)匀恍枰G色制造的成本低于非綠色制造

如上所述，制造許多東西的成本最低的綠色方法是通過(guò)核反應(yīng)堆的直接加熱。然而，為了在全球范圍內(nèi)完全接受這一點(diǎn)，它的成本必須低于使用碳基燃料制造產(chǎn)品的成本。

中國(guó)的 HTR-PM 是世界上第一個(gè)也是唯一一個(gè)商業(yè)規(guī)模的第四代反應(yīng)堆。然而，它只產(chǎn)生電力，而不是通過(guò)熱量產(chǎn)生材料。而這個(gè)額外的步驟仍在開發(fā)中。

總之，需要更多的研發(fā)和降低成本來(lái)用核電取代碳基制造。

開發(fā)綠色能源生產(chǎn)設(shè)施

擁有大量研發(fā)預(yù)算，工程師可以開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的綠色能源生產(chǎn)設(shè)施，使用第 4 代核電來(lái)制造：電力、氫氣、液氨和其他化學(xué)品。這個(gè)概念的一個(gè)例子如圖 4 所示。

圖 4：中國(guó)的核電

在監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)一個(gè)設(shè)施進(jìn)行認(rèn)證后，將在簡(jiǎn)化的監(jiān)管流程中制作副本。

設(shè)施中的設(shè)備，包括核反應(yīng)堆，都是在工廠批量生產(chǎn)的，以降低成本。

每個(gè)站點(diǎn)都安裝了多個(gè)核反應(yīng)堆。例如，在上述概念中，將 24 個(gè)工廠制造的反應(yīng)堆插入混凝土安全殼筒倉(cāng)中。

化學(xué)處理設(shè)備的平臺(tái)，大約 12m x 96m，并排放置，利用核反應(yīng)堆的熱量和電力制造東西。這些從工廠到船舶，再到電站；通過(guò) 12m 超寬導(dǎo)軌。每個(gè)平臺(tái)末端的標(biāo)準(zhǔn)化連接器可以輕松插入熱管網(wǎng)絡(luò)，這些熱管從反應(yīng)堆中傳輸熱量（例如 100 ATM 壓力下的 500°C 蒸汽）。通過(guò)捕獲未使用的熱量并將其重新用于發(fā)電、制造化學(xué)品和提高熱存儲(chǔ)溫度，可以最大限度地提高整個(gè)站點(diǎn)的效率。