核电是不可避免的 但并非无处不在

大部分电力的脱碳可以通过建造更多的光伏太阳能发电场和更多的陆基风力发电场来实现，消费者价格涨幅≤ 0.020 美元/千瓦时。然而，这仍然使制造业脱碳。这包括制造化学品（例如氢气、液氨）、金属、塑料和材料（例如玻璃、水泥）。

在制造方面，冷电选择成本高昂（例如太阳能、风能和水力发电），而成本最低的热电选择是高温核电。出于这个原因，核电是不可避免的，但并非无处不在，因为反对核能的国家会在国内建造核反应堆之前进口。

总之，反对核电的国家可能会使用太阳能、风能和水力发电来使大部分电力脱碳；并使用其他人的核反应堆使他们的制造脱碳。

核电是制造许多材料的成本最低的方式

用直接加热制造东西的成本通常低于用电，并且有两种非常热的绿色能源可供选择：聚光太阳能和核能。

图 1：聚光太阳能（左）和核能（右）

由于温度较高、靠近水道、24 x 365 支持和较低的建设成本，核电制造的成本可能低于聚光太阳能。在某些情况下，人们可能会用核反应堆预热，然后通过燃烧由核能制成的氢和氧来获得更高的温度。

如果通过56% 的高效低成本工艺将 1 GWt 的热热转化为氢气，他们将获得 0.56 GW 的廉价氢气。或者，如果使用效率为 42% 的涡轮机将热量转化为电能，并通过成本高昂的~80% 效率的过程将电能转化为氢气，他们将获得 0.33 GW 的昂贵氢气（42% x 80%）。总之，在制造氢气时，热电（如硫碘）的成本低于热电（如核电），而热电的成本低于冷电（如太阳能、风能、水电）。

制取氢气后，可转化为液氨，将氨运送到任何地点，再转化回氢气；然后制热、发电，并为车辆提供动力。

中国核电经济学

图 2 中的表格显示了现有碳基能源的每单位能源批发成本 （$/GJ），以及利用中国核反应堆的直接热量制造氢气和氨的成本。用核反应堆的热量制造东西仍在开发中。因此，估计这些成本。此外，如果建造了许多核反应堆，这些成本将降低，可能降低 2 倍。如果要解决气候变化问题，请考虑将重点放在此处。

总之，中国的核反应堆可以为中国的制造业创造廉价的热量，为中国制造廉价的管道氢气，并为出口创造廉价的液氨。氨输出后，可以转化为氢气，或直接用于氨基燃料电池发电。

图 2：中国一座核反应堆的能源估计成本

中国核电抗熔、廉价、绿色、热能和增长

中国的HTR-PM第 4 代核反应堆不会在冷却剂损失时熔化，因为核燃料会在温度升高时降低功率输出（0.034 美元/千瓦时，2.30 美元/瓦特，750°C，92% CP）。这是通过添加到核燃料中的添加剂实现的，这些添加剂提供“负温度系数”，这意味着它在不冷却时不会熔化。HTR-PM 已经可以 24 x 365 全天候发电，成本低于美国天然气发电。

中国核电发电量每 5 年翻一番，如图 3 所示。如果这个速度继续下去，到 2042 年，核电将产生 80% 的电力。中国建造的核反应堆比其他任何国家都多，因此可能是第一个出口直接用核反应堆热制造的廉价绿色材料的公司。

图 3：中国的核电

中国的核反应堆成本是美国和欧洲的三倍（2000 美元对 6000 美元/千瓦）。这一点，再加上其他国家对核电的厌恶，将导致中国通过出口获得财富。

如果需要，美国和欧洲可以降低核成本

由于一次设计和建造一座反应堆，美国和欧洲的核电成本目前很高。但是，如果批量生产标准设计，则在简化流程中，这些成本会有所不同。

我们仍然需要绿色制造的成本低于非绿色制造

如上所述，制造许多东西的成本最低的绿色方法是通过核反应堆的直接加热。然而，为了在全球范围内完全接受这一点，它的成本必须低于使用碳基燃料制造产品的成本。

中国的 HTR-PM 是世界上第一个也是唯一一个商业规模的第四代反应堆。然而，它只产生电力，而不是通过热量产生材料。而这个额外的步骤仍在开发中。

总之，需要更多的研发和降低成本来用核电取代碳基制造。

开发绿色能源生产设施

拥有大量研发预算，工程师可以开发标准化的绿色能源生产设施，使用第 4 代核电来制造：电力、氢气、液氨和其他化学品。这个概念的一个例子如图 4 所示。

图 4：中国的核电

在监管机构对一个设施进行认证后，将在简化的监管流程中制作副本。

设施中的设备，包括核反应堆，都是在工厂批量生产的，以降低成本。

每个站点都安装了多个核反应堆。例如，在上述概念中，将 24 个工厂制造的反应堆插入混凝土安全壳筒仓中。

化学处理设备的平台，大约 12m x 96m，并排放置，利用核反应堆的热量和电力制造东西。这些从工厂到船舶，再到电站；通过 12m 超宽导轨。每个平台末端的标准化连接器可以轻松插入热管网络，这些热管从反应堆中传输热量（例如 100 ATM 压力下的 500°C 蒸汽）。通过捕获未使用的热量并将其重新用于发电、制造化学品和提高热存储温度，可以最大限度地提高整个站点的效率。

审核编辑：彭静

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