用核能为未来的钢厂提供动力

钢铁工业占全球直接人为温室气体排放量的7%以上，如果包括间接排放，则接近10%。这为行业提供了一个机会，通过重新评估他们的能源和工艺要求来实现大量的温室气体减排。

随着钢铁工业向脱碳的方向发展，将需要大量的无碳能源，而核技术将很好地成为解决方案的一部分。通过成为炼钢厂不可或缺的一部分，核技术可以用来提供电力、蒸汽和氢气，同时也为其他减少温室气体的技术提供动力。

钢铁行业是一个能源密集型、难以减排的行业，目前面临着脱碳战略的挑战。传统的高炉炼铁工艺依赖于炼焦煤炼焦作为反应的关键原料和能源，这产生了大量的二氧化碳，并构成了综合炼钢厂温室气体排放的大部分。  

但随着新的核技术触手可及，我们可以提供帮助。将核电站和钢厂结合起来可以产生许多协同效应，本文讨论了一些最重要的途径，并展示了核能如何成为钢铁业脱碳解决方案的一部分。

脱碳新技术综述

许多大型钢铁制造商已经确定直接还原铁作为显著减少温室气体排放的途径。DRI利用天然气和氢作为一种更低排放的替代品，直接减少铁矿石，而不需要熔化。与高炉路线相比，这一途径减少了总体温室气体排放，并提供了通过氢用于DRI、电气炼钢和碳捕集进一步减少排放的机会。 用于脱碳炼铁的无排放氢的供应通常受到用于电解的清洁电力数量的限制。

传统上,碱性氧气炉炼钢是在高炉的下游进行的，在高炉中，氧气被吹入铁水中来生产钢。虽然目前这个过程只需要很少的电力，但各种基于dri的炼钢途径都需要大量的电能。这包括无处不在的电弧炉(EAF)炼钢工艺，以及舱口脆+ DRI熔化过程，以及舱口脆直接炼钢的过程，两者都用电炉(养)技术。因此，迫切需要获得大量可靠、无排放的电力，以帮助钢铁工业脱碳。

小型模块化反应堆(SMRs)已被确定为帮助应对全球温室气体挑战的关键技术之一，具有可靠性，位置灵活性和可扩展性的关键优势。通过生产低成本和零温室气体排放的电力和蒸汽，可以设想，小型反应堆将建在综合钢厂附近，独立运行，并与钢厂互连，提供电力和蒸汽，同时也为当地电网供电。小型反应堆提供可靠和稳定的电力和蒸汽，如果没有大量的能源储存投资，太阳能和风能发电厂很难实现这一点。

工艺电气化和碳独立

过程电气化和化石碳独立水平的提高是钢铁工业脱碳的主要趋势之一，核能的进步可以成为未来净零排放综合钢厂的重要组成部分。 

在这种情况下，核能可以用来: 

• 为工厂提供零温室气体的电力和蒸汽。 
• 电力电解过程，并在当地产生可直接用于DRI过程的无排放氢气。  
• 电力碳捕获、利用和封存技术可以整合到DRI过程中，以进一步减少排放。(碳捕获也可用于高炉操作以捕获排放物。)  
• 连接存储能力，包括电力，氢气和热存储。
• 提供额外的协同效应(例如，直接为钢厂利用电解产生的氧气，为各种碳循环/工艺气体转化技术提供动力)。 

smr及其在解决方案中的角色

虽然其中许多技术是新的，但许多开发项目和新构建的应用程序目前是活跃的。总之，它们为减少钢铁行业的排放提供了一系列独特的机会。smr正在成为解决方案的关键部分，可以与电气化、电池存储和可再生能源等其他技术相结合，以满足具有挑战性的温室气体排放目标。

小型反应器的规模是一个重要的考虑因素，必须与钢厂和当地电网的规模和总体能源需求联系起来。人们还应该考虑SMR产生的蒸汽和电力在炼钢过程之外的多种可能用途，例如物流和运输、采矿和矿物加工、氢气生产/基础设施、商业和住宅电力以及区域供热。还有许多机会将小型堆生产与可再生能源、电池和热能储存、电动汽车及其基础设施以及其他清洁技术联系起来，形成一整套解决方案。

通过这种方式，高密度工业区可以利用小型反应堆以类似于可再生能源/绿色氢中心概念的低排放核电中心的形式满足多个用户的能源需求。 相反，偏远地区也可以通过获得清洁的无碳电力、新的就业机会、激发新的投资和其他协同效应而受益匪浅。

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