從水泥和航運(yùn)到石油、天然氣和鋼鐵生產(chǎn)，各行各業(yè)都在研究和改變減少排放和實(shí)現(xiàn)作業(yè)凈零排放轉(zhuǎn)型的做法。新的核能解決方案正在成為一個(gè)關(guān)鍵選擇。

上游作業(yè)，例如通過鉆探、泵送和壓裂開采天然氣和石油，需要大量能源，這些能源目前主要來自化石燃料。下游作業(yè)，例如提煉和加工這些材料用作燃料，或用于藥品或化肥等產(chǎn)品，也需要熱能和電力，而這些熱能和電力也主要來自化石燃料。

“大多數(shù)石油和天然氣作業(yè)都燃燒化石燃料來生產(chǎn)上游和下游作業(yè)所需的能源?！痹幽軝C(jī)構(gòu)核能司司長 Aline des Cloizeaux說，“為了減少這些過程的碳排放，理想情況下，鉆井、天然氣液化和精煉將采用低碳能源，如核能?！?/p>

許多石油和天然氣、鉆井和開采作業(yè)都在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行，在許多情況下，這些過程不可能由電網(wǎng)供電。在這種情況下，微型反應(yīng)堆或小型模塊堆可以提供低碳替代方案。

“從事煉油工藝和鉆井作業(yè)的公司需要核能。這些都是碳密集型工藝，在30%的情況下，電網(wǎng)無法到達(dá)開采或煉油地區(qū)。”Terra Praxis公司首席技術(shù)官Chirayu Batra說。Terra Praxis是一家非營利組織，致力于為煤炭、工業(yè)用熱和重型運(yùn)輸?shù)入y以減排部門提供脫碳解決方案。“燃燒柴油和天然氣來生產(chǎn)這些作業(yè)所需的能源對(duì)該行業(yè)來說是一種商業(yè)損失，意味著更多的碳排放。有一種方法可以通過遠(yuǎn)程、可靠和無碳的能源實(shí)現(xiàn)這些過程的電氣化。微型反應(yīng)堆如果放置在船舶或浮動(dòng)平臺(tái)上，可以在大多數(shù)地方使用，甚至可以在海上使用?！?Chirayu Batra說。

高效清潔運(yùn)行

雖然小型模塊堆和微型反應(yīng)堆有可能部署在偏遠(yuǎn)地區(qū)，但小型模塊堆在塑料制造或其他形式的工業(yè)用熱加工等行業(yè)中也有重要用途。目前的核反應(yīng)堆能夠產(chǎn)生大量熱量，但由于蒸汽轉(zhuǎn)化為電力的效率問題，約有60%至70% 的熱量被釋放到環(huán)境中。

在減少碳排放的同時(shí)，更有效地利用核能的一種方法是將核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量用于工業(yè)或化學(xué)過程。美國能源部的“先進(jìn)反應(yīng)堆示范項(xiàng)目”正在支持開發(fā)一種高溫氣冷小型模塊堆，用于消費(fèi)品制造廠。

陶氏化學(xué)公司計(jì)劃用小型模塊堆取代燃?xì)馊紵驼羝l(fā)動(dòng)機(jī)，作為陶氏承諾到2030年將碳排放量減少30%的一部分。陶氏的目標(biāo)是到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和。

高溫核反應(yīng)堆能夠產(chǎn)生 750攝氏度的熱量，特別適合作為生產(chǎn)烯烴的低碳方法，烯烴是一種可用作塑料、清潔劑和粘合劑起始材料的化合物。陶氏擬建的小型模塊堆將位于得克薩斯州Seadrift的現(xiàn)有生產(chǎn)基地，預(yù)計(jì)每年可減少約440 000噸二氧化碳的排放。小型模塊堆將用于提供工藝用熱，以生產(chǎn)包裝、油漆和泡沫中使用的聚乙烯等產(chǎn)品。

這個(gè)包括四座反應(yīng)堆的項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于2026年開始建設(shè)，并于本世紀(jì)末完工。陶氏董事長兼首席執(zhí)行官 Jim Fitterling表示，該項(xiàng)目“將使陶氏在減少碳排放方面邁出重要一步，同時(shí)為我們的客戶和社會(huì)提供碳足跡更低的產(chǎn)品”。他還表示，該項(xiàng)目“將成為工業(yè)部門如何安全、有效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)脫碳的領(lǐng)先范例”。

原子能機(jī)構(gòu)通過召集專家、政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)加強(qiáng)這一新技術(shù)的安全可靠部署，幫助協(xié)調(diào)世界各國開發(fā)小型模塊堆和微型反應(yīng)堆工作。原子能機(jī)構(gòu)于 2022年6月啟動(dòng)了“核協(xié)調(diào)和標(biāo)準(zhǔn)化”倡議，并于 2021 年啟動(dòng)了小型模塊堆及其應(yīng)用平臺(tái)。“核協(xié)調(diào)和標(biāo)準(zhǔn)化倡議”旨在推進(jìn)小型模塊堆設(shè)計(jì)、建造、監(jiān)管和工業(yè)方法的協(xié)調(diào)和標(biāo)準(zhǔn)化，而小型模塊堆平臺(tái)則支持小型模塊堆開發(fā)、部署、許可和監(jiān)督的各方面。

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