能源轉型與工業脫碳

為高能耗地球提供豐富的清潔能源是我們希望的未來。要使全球能源系統完全脫碳，并使全球每個公民都能獲得與經合組織國家平均水平相當的現代能源服務，需要超過30太瓦（電）的清潔穩定能源。

工業和經濟如何在脫碳的同時保持增長？

2022年，工業部門的能源消耗占全球用量總額的37%，直接排放了90億噸二氧化碳，占全球能源系統二氧化碳排放量的25%（不包括工業流程用電產生的間接排放）。盡管做出了脫碳承諾，但主要工業國家的工業過程排放量一直在穩步增加。

應對能源轉型中的工業用熱和用電需求

能源轉型的一個主要趨勢是推動全面電氣化，甚至在工業活動中也是如此。然而，這種“全面電氣化”戰略帶來了巨大挑戰，尤其是在滿足工業用熱和用電需求方面。這些需求與并網發電的純電力資源的需求不同，因為它們與表后熱電聯產系統的負荷曲線一致。首先面臨的挑戰是同時使用熱能和電力，其次是在此過程中需要有強大的可靠性、可用性和安全性。其他一些問題，如新輸電線路的可用性以及新電氣化過程的效率和可靠性，也是進一步的障礙。

根據美國能源部最近的一份報告分析，工業部門的大部分排放來自熱能：近60%的排放是熱能需求和現場發電的結果。如果考慮到電網的碳強度，工業排放很容易超過總排放量的70%。

《聯合國氣候變化框架公約》締約方大會第28屆會議（COP28）將核能作為需要加速發展的清潔能源列入議程，這是前所未有的。超過22個國家承諾致力于到2050年將全球核電容量增加兩倍。然而，這將新增約9000太瓦時的能源，相當于2022年鋼鐵行業的總能耗。化學品、石化、水泥和造紙/紙漿等能源密集型行業要實現完全脫碳，需要增加更多的清潔熱能和電力。

使用間歇性能源需要大規模擴大電網，這會影響電網的穩定性，并導致系統和固定成本增加。這些因素與工業的能源需求不符，并可能嚴重限制工業增長。然而，分散式核能來源，例如在工業基地或工業集群建設小型模塊堆或微型反應堆，可以提供足夠的熱能和電力來滿足要求。陶氏化學等公司已經在尋求測試這種模式，計劃在其美國的一個生產基地建設小型高溫氣冷堆，以便用清潔的熱能和電力取代天然氣，實現生產脫碳。

可持續能源未來

化工行業為塑料、化肥和藥品等大量產品提供了重要材料來源。其排放主要來自熱源（約占40%）、電力消耗（約占29%）和直接過程排放（約占24%）。此外，80% 的運行排放來自現場點源。采用現場核電可為這些重要的化工流程提供清潔的熱能和電力。

另一個不斷增長的行業是數據中心，它正在增加全球電力需求。亞馬遜、微軟、谷歌和 Meta 的總用電量在2017年至2021年間翻了一番多。預計到2026年，數據中心的用電量將超過1000太瓦時，而且隨著人工智能的興起，用電量還將進一步增加。因此，幾家大型科技公司正在將小型模塊堆等先進核能資源作為未來清潔能源選擇。

小型模塊堆可以通過一種部署模式來滿足工業需求，這種模式不是基于大型定制項目，而是基于使用預先確定的設計、供應鏈和交付流程的工廠制造產品。這種方法將降低成本、提高效率，并確保施工進度可預測。它將提供一種商業風險低、成本效益高、可復制和規模建設的解決方案，符合行業目標，并有助于實現全球脫碳目標。

僅靠傳統核電廠無法實現工業脫碳。我們需要新的交付模式，以適應企業目前所采用的快速、可預測的資產部署流程。

設計、許可和交付清潔能源技術的全新方法，加上新數字工具的充分利用，能夠使先進核能技術為可持續、公平和有韌性的能源未來提供解決方案。