核電是不可避免的 但并非無處不在

大部分電力的脫碳可以通過建造更多的光伏太陽能發(fā)電場和更多的陸基風力發(fā)電場來實現(xiàn)，消費者價格漲幅≤ 0.020 美元/千瓦時。然而，這仍然使制造業(yè)脫碳。這包括制造化學品（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（例如太陽能、風能和水力發(fā)電），而成本最低的熱電選擇是高溫核電。出于這個原因，核電是不可避免的，但并非無處不在，因為反對核能的國家會在國內建造核反應堆之前進口。

總之，反對核電的國家可能會使用太陽能、風能和水力發(fā)電來使大部分電力脫碳；并使用其他人的核反應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：聚光太陽能和核能。

圖 1：聚光太陽能（左）和核能（右）

由于溫度較高、靠近水道、24 x 365 支持和較低的建設成本，核電制造的成本可能低于聚光太陽能。在某些情況下，人們可能會用核反應堆預熱，然后通過燃燒由核能制成的氫和氧來獲得更高的溫度。

如果通過56% 的高效低成本工藝將 1 GWt 的熱熱轉化為氫氣，他們將獲得 0.56 GW 的廉價氫氣?；蛘撸绻褂眯蕿?42% 的渦輪機將熱量轉化為電能，并通過成本高昂的~80% 效率的過程將電能轉化為氫氣，他們將獲得 0.33 GW 的昂貴氫氣（42% x 80%）。總之，在制造氫氣時，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（如太陽能、風能、水電）。

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

中國核電經濟學

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），以及利用中國核反應堆的直接熱量制造氫氣和氨的成本。用核反應堆的熱量制造東西仍在開發(fā)中。因此，估計這些成本。此外，如果建造了許多核反應堆，這些成本將降低，可能降低 2 倍。如果要解決氣候變化問題，請考慮將重點放在此處。

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

圖 2：中國一座核反應堆的能源估計成本

中國核電抗熔、廉價、綠色、熱能和增長

中國的HTR-PM第 4 代核反應堆不會在冷卻劑損失時熔化，因為核燃料會在溫度升高時降低功率輸出（0.034 美元/千瓦時，2.30 美元/瓦特，750°C，92% CP）。這是通過添加到核燃料中的添加劑實現(xiàn)的，這些添加劑提供“負溫度系數(shù)”，這意味著它在不冷卻時不會熔化。HTR-PM 已經可以 24 x 365 全天候發(fā)電，成本低于美國天然氣發(fā)電。

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

圖 3：中國的核電

中國的核反應堆成本是美國和歐洲的三倍（2000 美元對 6000 美元/千瓦）。這一點，再加上其他國家對核電的厭惡，將導致中國通過出口獲得財富。

如果需要，美國和歐洲可以降低核成本

由于一次設計和建造一座反應堆，美國和歐洲的核電成本目前很高。但是，如果批量生產標準設計，則在簡化流程中，這些成本會有所不同。

我們仍然需要綠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核反應堆的直接加熱。然而，為了在全球范圍內完全接受這一點，它的成本必須低于使用碳基燃料制造產品的成本。

中國的 HTR-PM 是世界上第一個也是唯一一個商業(yè)規(guī)模的第四代反應堆。然而，它只產生電力，而不是通過熱量產生材料。而這個額外的步驟仍在開發(fā)中。

總之，需要更多的研發(fā)和降低成本來用核電取代碳基制造。

開發(fā)綠色能源生產設施

擁有大量研發(fā)預算，工程師可以開發(fā)標準化的綠色能源生產設施，使用第 4 代核電來制造：電力、氫氣、液氨和其他化學品。這個概念的一個例子如圖 4 所示。

圖 4：中國的核電

在監(jiān)管機構對一個設施進行認證后，將在簡化的監(jiān)管流程中制作副本。

設施中的設備，包括核反應堆，都是在工廠批量生產的，以降低成本。

每個站點都安裝了多個核反應堆。例如，在上述概念中，將 24 個工廠制造的反應堆插入混凝土安全殼筒倉中。

化學處理設備的平臺，大約 12m x 96m，并排放置，利用核反應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 12m 超寬導軌。每個平臺末端的標準化連接器可以輕松插入熱管網絡，這些熱管從反應堆中傳輸熱量（例如 100 ATM 壓力下的 500°C 蒸汽）。通過捕獲未使用的熱量并將其重新用于發(fā)電、制造化學品和提高熱存儲溫度，可以最大限度地提高整個站點的效率。