在“解決氣候變化問題你需要知道的 10 件事”中，我們解釋說，解決這個問題需要工廠大規(guī)模生產設備，制造一種非資源有限形式的綠色能源。我的組織制作了一個 50 頁的計劃和一個視頻，詳細說明了如何做到這一點，本文是該計劃的摘要。完整版在manhattan2.org，歡迎任何人免費復制、修改和重命名。

全球脫碳倡議

我們建議基金會或政府設立全球脫碳倡議（GDI），并使其負責解決全球氣候變化問題。

這個新實體將需要制定一個計劃，以數字方式描述如何在全球范圍內實現零 CO 2排放并對所需設備進行粗略設計。它可以從每年 1 億美元的適度資金開始。然而，在 10 年內建造工廠和原型發(fā)電站可能需要更多的 10b 美元/年。

它將使用自動化和工廠生產將綠色能源的成本降低到低于碳基燃料的水平。然后資本市場會借錢建設工廠和發(fā)電站。GDI將為每種類型建造一個工廠，并免費提供設計以促進全球脫碳。更具體地說，GDI 會花錢：

? 開發(fā)新一代的光伏太陽能發(fā)電場，其材料消耗顯著減少、可批量生產且自動化。
? 開發(fā)具有蓄熱和自動化功能的新一代集中式太陽能發(fā)電場。
? 在建筑物屋頂和墻壁表面自動放置太陽能。
? 發(fā)展大規(guī)模生產綠色氫氣（H2）和綠色液氨（NH3）設備的工廠。
? 開發(fā)超大型運輸系統(tǒng)，通過超寬鐵路將大型和重型貨物從工廠運送到發(fā)電站。
? 發(fā)展標準化、商品化、量產、自動化的新一代輸電鐵塔和高壓直流變流設備。
? 制定集成建筑電器、暖通空調、蓄熱、地源和太陽能的標準。
? 開發(fā)大規(guī)模生產第 4 代核反應堆的工廠。它們比當今使用的反應堆更新，并且不會在冷卻劑流失時熔化。這是通過添加到核燃料中的添加劑來實現的，這些添加劑使其在更高的溫度下產生的能量更少。

發(fā)展綠色能源生產設施

工程師開發(fā)了一種標準化的綠色能源生產設施，該設施使用第 4 代核電來發(fā)電、供熱、氫氣、液氨和其他化學品，而不會排放 CO 2。

這個概念的一個例子如圖 1 所示。

圖 1：開發(fā)綠色能源生產設施

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，在工廠大量生產以降低成本。

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，大小可能為 12 × 96 米，并排放置，利用核反應堆的熱量和電力制造化學品。它們通過 12 米的超寬軌道從工廠運到發(fā)電站。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、制造化學品和提高蓄熱器的溫度，可以最大限度地提高現場效率。

在全球范圍內用綠色能源替代石油、天然氣和煤炭

上述設施使用今天的技術生產大約 2.5 GWe 的電力，從現在起 10 到 20 年，使用更新的技術可能會增加 2 到 4 倍。要在全球范圍內取代化石燃料，我們需要大約 8,400 GWe 的核電，或其中的 3,360 個（8,400 ÷ 2.5）。如果它們的成本為 1.50 美元/瓦，并且建造時間超過 30 年，那么全球范圍內的成本為 420 億美元/年，這是負擔得起的（8,400 × 1.50 美元 ÷ 30 年）。這些數字是一階近似值，并未考慮能源消耗增長等因素。

發(fā)展超大型交通系統(tǒng)

圖 2 顯示了在類似工廠的造船廠中建造并放置在浮動平臺上的低成本化學處理設備。

圖 2：浮動平臺

我們需要類似的東西，但在陸地上。更具體地說，我們需要在工廠中通過機器人組裝大型設備平臺，然后將它們運送到陸地上的發(fā)電站。

這需要一個新的、超大型的交通系統(tǒng)，圖 3 展示了一個例子。

圖3：超大型交通系統(tǒng)

在這個概念中，軌道車的尺寸為 12 × 24 米，安裝在相距 12 米的雙軌上。這些軌道車從工廠滾到工廠附近的碼頭，再運到發(fā)電站附近的碼頭，然后再到發(fā)電站。

工廠和水之間以及水和電站之間的距離很短，通常在 0.1 到 10 公里之間。在某些情況下，工程師會拆除現有軌道的一小段并重建總共四條軌道，其中兩條用于現有列車，兩條用于超寬軌道車，如圖 4 所示。

圖 4：距離信息

船舶和海岸之間的滾動由船上的壓載艙提供幫助，該壓載艙將船舶的高度與海岸的高度對齊，右上圖就是一個例子（圖 5）。

下圖 D 顯示了如何將多個標準尺寸的集裝箱放置在一輛軌道車上。或者，可以運輸二寬、三寬和四寬的集裝箱；甚至比標準容器大 8 倍的容器，如圖 B 所示。

圖 5：新交通詳情

在工廠和發(fā)電站之間移動大型重物的新運輸系統(tǒng)將對核電設計、制造策略和總場地成本產生巨大影響。設計它會很容易，因為工程師可以利用現有的鐵路和船舶技術。

量產氫氨處理設備

全球脫碳倡議購買制造H 2和NH 3的設備設計，開發(fā)批量生產該設備的工廠，并免費提供設備和工廠的設計，以在全球范圍內降低H 2和NH的成本3 .

工廠中的機器人被放置在一個大平臺周圍，以便快速組裝。例如，100 個機器人，每個 10 萬美元，總共需要 1000 萬美元；如果分布在 1,000 多個平臺上，每個平臺將花費 1 萬美元。

圖 6 顯示了安裝在四個 12 米寬的軌道車上的工廠制造的 12 × 96 米平臺的圖示。要了解大小，請查看左下角的人。

圖 6：工廠制造的 12 × 96 米平臺安裝在四節(jié) 12 米寬的軌道車上

綠色能源基礎設施的商品化使脫碳變得容易

沒有研發(fā)成本的多個全球工廠之間的競爭將價格壓低到制造成本加上一點利潤。這被稱為“商品化”，并且總是導致低成本，這是使綠色能源比非綠色能源更便宜所必需的。我們需要更便宜的綠色來讓資本市場為工廠和發(fā)電站買單。如果發(fā)生這種情況，政府就不需要為脫碳支付費用。換句話說，如果政府發(fā)現脫碳很困難，他們就做錯了。

顯著改變我們在綠色能源發(fā)電站制造、運輸和處理知識產權的方式需要大量政府資金。然而，這筆資金可以從三個方面證明是合理的： 它降低了發(fā)電站的成本，超過了資金成本；它減少了氣候變化造成的損害成本，而不僅僅是資金成本；它使政府能夠避免為強力脫碳支付費用。

發(fā)展標準化核反應堆建筑

核工程師定義了支持所有第 4 代核技術（例如，氣冷、熔鹽和液態(tài)鈉）的標準核反應堆建筑，然后自動化工程師對機器進行編程以在計算機控制下建造這座建筑以降低成本。

標準化的建筑和場地允許核工程師專注于開發(fā)工廠制造的設備，而不是開發(fā)非自動化的昂貴建筑、蓄熱和化學處理設備。

圖 7 展示了一個示例建筑概念。它包含八個用于工廠制造的核反應堆的標準化圓柱形安全殼腔，其中每個腔為 14 × 36 米。

并提供多個標準化的設備間，每個間的大小為14×26×6米。

圖 7：開發(fā)標準化核反應堆建筑

電梯支持將 12 × 24 × 4 米的設備和機器移動到建筑物內，如圖 8 所示。

圖 8：電梯

自動化現場和建筑施工

反應堆建筑大多是混凝土和鋼筋（“鋼筋”），圖 9 顯示了一個例子。

圖 9：反應堆建筑物

為了降低成本，工廠中的機器人將鋼筋放置在夾具中，并將夾具組件堆疊在大型軌道車上，以便運輸到發(fā)電站。例如，前面顯示的八腔建筑單元將需要大約 500 個墻段，每個墻段的尺寸為 12 × 24 × 1 米。專用設備在計算機控制下，在接收混凝土之前將它們在現場用螺栓固定在一起。

八腔建筑單元需要232,000噸混凝土，這是很多。為了降低成本，混凝土的加工和分配使用專門的設備自動化，可能安裝在 12 米的超寬軌道上。

為了進一步降低成本，在計算機控制下使用重型設備自動進行挖掘，如圖 10 所示。

圖 10：使用重型設備在計算機控制下自動進行挖掘。

工廠制造的核包安裝和卸載

每個核反應堆包都包括一組模制混凝土插件，這些插件通過起重機落入圓柱形安全殼腔中以支撐反應堆組件。例如，工程師可能會將蒸汽發(fā)生器放入其自己的安全殼中，并將反應堆容器放置在圍繞卵石加工設備的基座上，如圖 11 所示。

圖 11：工廠制造的核包安裝和卸載。

在某些情況下，反應堆設計者會在每個安全殼腔中放置一個反應堆。然而，從理論上講，可以在一個腔體中放置多個，或者在多個腔體中展開一個大型反應器。

工廠制作的軟件包既可以安裝也可以卸載，這意味著所有者可以根據需要進行升級。

此前，核電站鎖定一項技術長達 60 年。但是，通過升級，所有者可以在可用時使用更新的工廠制造技術。

我們需要一群優(yōu)秀的工程師來解決氣候變化問題

當前的脫碳努力不會讓我們實現零 CO 2排放，因為它們相對于全球化石燃料的消耗量較小。我們知道這一點是因為我們觀察到 CO 2排放量在增加。

很少有新聞報道運行數字，看看我們離脫碳還有多遠。關于倫敦陣列的報告并沒有解釋世界需要其中的 22,600 個，并且靠近海岸的淺風水域的全球機會數量少于 22,600 個。

一切都不黯淡。如果我們通過工廠自動化使綠色能源比非綠色能源便宜，這個問題應該會自行解決。這就是為什么我告訴人們我們需要像亨利福特那樣思考。

首先，我們需要一群優(yōu)秀的工程師來解決整個氣候變化問題并解決它。

審核編輯 黃昊宇