美国政府如何以 100 美元的价格解决气候变化问题

在“解决气候变化问题你需要知道的 10 件事”中，我们解释说，解决这个问题需要工厂大规模生产设备，制造一种非资源有限形式的绿色能源。我的组织制作了一个 50 页的计划和一个视频，详细说明了如何做到这一点，本文是该计划的摘要。完整版在manhattan2.org，欢迎任何人免费复制、修改和重命名。

全球脱碳倡议

我们建议基金会或政府设立全球脱碳倡议（GDI），并使其负责解决全球气候变化问题。 

这个新实体将需要制定一个计划，以数字方式描述如何在全球范围内实现零 CO 2排放并对所需设备进行粗略设计。它可以从每年 1 亿美元的适度资金开始。然而，在 10 年内建造工厂和原型发电站可能需要更多的 10b 美元/年。

它将使用自动化和工厂生产将绿色能源的成本降低到低于碳基燃料的水平。然后资本市场会借钱建设工厂和发电站。GDI将为每种类型建造一个工厂，并免费提供设计以促进全球脱碳。更具体地说，GDI 会花钱：

• 开发新一代的光伏太阳能发电场，其材料消耗显着减少、可批量生产且自动化。
• 开发具有蓄热和自动化功能的新一代集中式太阳能发电场。
• 在建筑物屋顶和墙壁表面自动放置太阳能。
• 发展大规模生产绿色氢气（H2）和绿色液氨（NH3）设备的工厂。
• 开发超大型运输系统，通过超宽铁路将大型和重型货物从工厂运送到发电站。
• 发展标准化、商品化、量产、自动化的新一代输电铁塔和高压直流变流设备。
• 制定集成建筑电器、暖通空调、蓄热、地源和太阳能的标准。
• 开发大规模生产第 4 代核反应堆的工厂。它们比当今使用的反应堆更新，并且不会在冷却剂流失时熔化。这是通过添加到核燃料中的添加剂来实现的，这些添加剂使其在更高的温度下产生的能量更少。

发展绿色能源生产设施

工程师开发了一种标准化的绿色能源生产设施，该设施使用第 4 代核电来发电、供热、氢气、液氨和其他化学品，而不会排放 CO 2。

这个概念的一个例子如图 1 所示。

图 1：开发绿色能源生产设施

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，在工厂大量生产以降低成本。

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，大小可能为 12 × 96 米，并排放置，利用核反应堆的热量和电力制造化学品。它们通过 12 米的超宽轨道从工厂运到发电站。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、制造化学品和提高蓄热器的温度，可以最大限度地提高现场效率。 

在全球范围内用绿色能源替代石油、天然气和煤炭

上述设施使用今天的技术生产大约 2.5 GWe 的电力，从现在起 10 到 20 年，使用更新的技术可能会增加 2 到 4 倍。要在全球范围内取代化石燃料，我们需要大约 8,400 GWe 的核电，或其中的 3,360 个（8,400 ÷ 2.5）。如果它们的成本为 1.50 美元/瓦，并且建造时间超过 30 年，那么全球范围内的成本为 420 亿美元/年，这是负担得起的（8,400 × 1.50 美元 ÷ 30 年）。这些数字是一阶近似值，并未考虑能源消耗增长等因素。

发展超大型交通系统

图 2 显示了在类似工厂的造船厂中建造并放置在浮动平台上的低成本化学处理设备。

图 2：浮动平台

我们需要类似的东西，但在陆地上。更具体地说，我们需要在工厂中通过机器人组装大型设备平台，然后将它们运送到陆地上的发电站。  

这需要一个新的、超大型的交通系统，图 3 展示了一个例子。

图3：超大型交通系统

在这个概念中，轨道车的尺寸为 12 × 24 米，安装在相距 12 米的双轨上。这些轨道车从工厂滚到工厂附近的码头，再运到发电站附近的码头，然后再到发电站。 

工厂和水之间以及水和电站之间的距离很短，通常在 0.1 到 10 公里之间。在某些情况下，工程师会拆除现有轨道的一小段并重建总共四条轨道，其中两条用于现有列车，两条用于超宽轨道车，如图 4 所示。

图 4：距离信息

船舶和海岸之间的滚动由船上的压载舱提供帮助，该压载舱将船舶的高度与海岸的高度对齐，右上图就是一个例子（图 5）。

下图 D 显示了如何将多个标准尺寸的集装箱放置在一辆轨道车上。或者，可以运输二宽、三宽和四宽的集装箱；甚至比标准容器大 8 倍的容器，如图 B 所示。

图 5：新交通详情

在工厂和发电站之间移动大型重物的新运输系统将对核电设计、制造策略和总场地成本产生巨大影响。设计它会很容易，因为工程师可以利用现有的铁路和船舶技术。

量产氢氨处理设备

全球脱碳倡议购买制造H 2和NH 3的设备设计，开发批量生产该设备的工厂，并免费提供设备和工厂的设计，以在全球范围内降低H 2和NH的成本3 .

工厂中的机器人被放置在一个大平台周围，以便快速组装。例如，100 个机器人，每个 10 万美元，总共需要 1000 万美元；如果分布在 1,000 多个平台上，每个平台将花费 1 万美元。   

图 6 显示了安装在四个 12 米宽的轨道车上的工厂制造的 12 × 96 米平台的图示。要了解大小，请查看左下角的人。

图 6：工厂制造的 12 × 96 米平台安装在四节 12 米宽的轨道车上

绿色能源基础设施的商品化使脱碳变得容易

没有研发成本的多个全球工厂之间的竞争将价格压低到制造成本加上一点利润。这被称为“商品化”，并且总是导致低成本，这是使绿色能源比非绿色能源更便宜所必需的。我们需要更便宜的绿色来让资本市场为工厂和发电站买单。如果发生这种情况，政府就不需要为脱碳支付费用。换句话说，如果政府发现脱碳很困难，他们就做错了。

显着改变我们在绿色能源发电站制造、运输和处理知识产权的方式需要大量政府资金。然而，这笔资金可以从三个方面证明是合理的： 它降低了发电站的成本，超过了资金成本；它减少了气候变化造成的损害成本，而不仅仅是资金成本；它使政府能够避免为强力脱碳支付费用。

发展标准化核反应堆建筑 

核工程师定义了支持所有第 4 代核技术（例如，气冷、熔盐和液态钠）的标准核反应堆建筑，然后自动化工程师对机器进行编程以在计算机控制下建造这座建筑以降低成本。

标准化的建筑和场地允许核工程师专注于开发工厂制造的设备，而不是开发非自动化的昂贵建筑、蓄热和化学处理设备。

图 7 展示了一个示例建筑概念。它包含八个用于工厂制造的核反应堆的标准化圆柱形安全壳腔，其中每个腔为 14 × 36 米。

并提供多个标准化的设备间，每个间的大小为14×26×6米。

图 7：开发标准化核反应堆建筑 

电梯支持将 12 × 24 × 4 米的设备和机器移动到建筑物内，如图 8 所示。

图 8：电梯

自动化现场和建筑施工 

反应堆建筑大多是混凝土和钢筋（“钢筋”），图 9 显示了一个例子。

图 9：反应堆建筑物

为了降低成本，工厂中的机器人将钢筋放置在夹具中，并将夹具组件堆叠在大型轨道车上，以便运输到发电站。例如，前面显示的八腔建筑单元将需要大约 500 个墙段，每个墙段的尺寸为 12 × 24 × 1 米。专用设备在计算机控制下，在接收混凝土之前将它们在现场用螺栓固定在一起。

八腔建筑单元需要232,000吨混凝土，这是很多。为了降低成本，混凝土的加工和分配使用专门的设备自动化，可能安装在 12 米的超宽轨道上。 

为了进一步降低成本，在计算机控制下使用重型设备自动进行挖掘，如图 10 所示。

图 10：使用重型设备在计算机控制下自动进行挖掘。

工厂制造的核包安装和卸载 

每个核反应堆包都包括一组模制混凝土插件，这些插件通过起重机落入圆柱形安全壳腔中以支撑反应堆组件。例如，工程师可能会将蒸汽发生器放入其自己的安全壳中，并将反应堆容器放置在围绕卵石加工设备的基座上，如图 11 所示。

图 11：工厂制造的核包安装和卸载。

在某些情况下，反应堆设计者会在每个安全壳腔中放置一个反应堆。然而，从理论上讲，可以在一个腔体中放置多个，或者在多个腔体中展开一个大型反应器。

工厂制作的软件包既可以安装也可以卸载，这意味着所有者可以根据需要进行升级。

此前，核电站锁定一项技术长达 60 年。但是，通过升级，所有者可以在可用时使用更新的工厂制造技术。

我们需要一群优秀的工程师来解决气候变化问题

当前的脱碳努力不会让我们实现零 CO 2排放，因为它们相对于全球化石燃料的消耗量较小。我们知道这一点是因为我们观察到 CO 2排放量在增加。 

很少有新闻报道运行数字，看看我们离脱碳还有多远。关于伦敦阵列的报告并没有解释世界需要其中的 22,600 个，并且靠近海岸的浅风水域的全球机会数量少于 22,600 个。 

一切都不黯淡。如果我们通过工厂自动化使绿色能源比非绿色能源便宜，这个问题应该会自行解决。这就是为什么我告诉人们我们需要像亨利福特那样思考。

首先，我们需要一群优秀的工程师来解决整个气候变化问题并解决它。

审核编辑 黄昊宇