目前痛點

由于電力的需求和供應一直在變動，目前電網運營商希望電力供應能更加靈活。

核電投資者也希望利用約60%的核能廢熱，以實現更多的投資回報。

為了滿足這些需求，發電裝置面臨的挑戰遠不止將功率最大化那么簡單。這些挑戰不僅體現在設計和建造上，還體現在日常運行中。這或許對發電裝置將產生顛覆性的影響，但這就是新方案的核心所在。正在策劃中位于英國東海岸的Sizewell C核電站EPR機組就采用了一些新方案。

抽汽供暖

SizewellC公司的財務總監Julia Pyke表示，Sizewell C將利用核電機組抽汽供暖。但是目前英國的集中供熱普及率很低，而且將集中供熱地區與偏遠的核電機組連接起來非常困難。

Sizewell C核電機組計劃在汽輪機上設置閥門，將部分高溫蒸汽從汽輪機中釋放出來。

當使用蒸汽時，核電機組產生的電力就會減少。但這意味著核電機組具有更好的系統靈活性。在可再生能源主導電網的時間段，可能出現電力過剩，這時Sizewell C核電機組的靈活性將得到很好的體現。而從汽輪機中抽出的蒸汽可以用于其它工業品的生產（比如氫能），這將會使核電機組的效率最大化。而生產的氫能是可存儲的清潔能源，進一步提升了能源系統的靈活性。

Pyke表示，Sizewell C設計團隊目前正在研究從汽輪機抽取蒸汽的最佳位置。

必須在不影響核安全的情況下抽取蒸汽，同時所在位置的溫度和壓力要合適。

開發氫能

如果Sizewell C周圍沒有低品位能源的供暖市場，那么是否存在高品位能源的應用場景呢?答案就是氫能。這就是“基于當地的系統思維”重要性的體現。

氫能可以用在很難降低碳排放的場景，比如取代天然氣用于家庭供暖或者用于重型貨物運輸燃料。不過這將對能源行業產生巨大的沖擊，有可能形成一個巨大的新興產業。氫氣可以通過水蒸氣和烴類轉化生成，也可以通過電解蒸汽制取。Sizewell C計劃采用電解蒸汽的方式，使用蒸汽代替電力來加熱，可以提高固體氧化物電解槽高達10%的性能。因此，在可再生能源主導電網的時間段，Sizewell C的過剩電力與工藝熱相結合，可以以較低的價格大量生產氫氣。

英國東海岸的Sizewell地區是主要港口的所在地，成千上萬的重型貨車(HGVs)通過該地區。這些汽車目前采用的是柴油燃料，預計在中期將改為使用氫能電池。這就是SizewellC制氫的潛在本地市場。當地的燃氣管網也是如此。

而氫能市場的建立面臨著類似“雞生蛋，蛋生雞”的局面，新的加氣站和新的消費者都在等待對方的時機成熟。Pyke認為，在Sizewell C建設完成可以長期提供氫氣之前，在建設階段的廠區車輛提供氫氣或許可以啟動市場。

為了做到這一點，法國電力集團（EDF）計劃在2022年在Sizewell廠區安裝一個2MW的電解制氫裝置用來測試市場。使用Sizewell B廠的電力來生產氫氣，為建設工地的交通提供燃料。

這個2MW的制氫裝置，尺寸與集裝箱類似，每天可生產800公斤氫氣，足夠為16輛廠區車輛提供動力。

這是在Sizewell C核電站建設階段減少碳排放的途徑;同時也啟動了對“運輸用氫”的投資，這可能成為當地產業的核心。Sizewell C公司發布了一份征集合作意向的公告，邀請各公司與其聯系。這些公司將有機會安裝制氫裝置或者運營一些氫能汽車。

Sizewell C公司正在與英國政府、EDF和中國廣核集團(CGN)一起尋找新投資者。Sizewell C公司將不得不決定是否從事制氫的業務，還是僅僅為制氫提供熱能和電力。隨著Sizewell C公司對氫能汽車需求的變化，以及其他氫能客戶的增多，Sizewell C公司將在10年后決定運行策略。在Sizewell C附近安裝第一個電解制氫裝置可以更有效的利用氫氣。隨著未來商業規模的擴大，需要將制氫廠房設置在一個最佳的地點，既方便Sizewell的熱力和電力接入，同時接近氫能消費者。

負碳工廠

Sizewell C產生的高品位熱能還有其它用途。

安裝直接空氣碳捕獲（DAC）裝置，可以使核電站在全生命周期從低碳工廠變為負碳工廠。

由于英國的凈零碳排放目標，“負碳”技術在英國很有吸引力。目前唯一的“負碳”技術是在生物質發電過程中實現碳捕獲和儲存，但生物質發電在英國仍存在爭議，而且這需要很大的土地面積。

Pyke表示，SizewellC公司需要具有121,000噸/年能力的DAC裝置，每年需要使用24GWh的電以及240GWh的熱（100℃）。需求的電與熱只占SizewellC的產能的很小比例。在DAC進入商業生產后，SizewellC的效率會更高。

由此捕獲的二氧化碳需要長期儲存，英國政府已經在研究利用廢棄的海上石油和天然氣設施來儲存二氧化碳，這也是“基于當地的系統思維”的具體體現。Sizewell C所在的海岸附近有幾個廢棄設施。

英國政府將大力支持碳捕獲和存儲技術。商業、能源和工業戰略部啟動了溫室氣體清除競賽，以開發一個DAC示范項目。Sizewell C公司發布了第二次征集合作意向的公告，尋求合作公司來共同開發和測試這項技術。

清潔航運燃料

像Sizewell規模的大型發電廠一旦生產工藝熱，其商業模式就可以變得豐富起來。

Sizewell C公司可以利用無碳熱量、氫氣和二氧化碳來合成清潔航運燃料。Sizewell C將與英國港口合作，幫助英國在可持續的短程航運市場占據領先地位。航空業也是一個難以脫碳的行業，使用清潔航運燃料后，也可以實現零碳目標。

在這個方案中，從空氣捕捉到的二氧化碳中產生CO，從蒸汽中產生H2，同時使用Sizewell C的無碳熱量和電力生產合成氣或其他合成燃料。能源的綜合利用總比單一利用更有效，而且該技術已經存在，尚未實現大規模的商業應用。

Sizewell C公司也考慮向溫室種植等企業出售低品位熱能，這些企業要么靠近電廠，要么靠近其它高品位熱能利用公司（部分高品位熱能的副產品為低品位熱能）。

商業模式

Sizewell C公司將開始與當地的工業公司關于工藝熱的合作。這包括為港口工業及氫能汽車提供能源的港口運營商。

市場的潛力是巨大的。根據各種行業估計，到2035年氫能將為英國經濟創造180億英鎊的GVA，并新增7.5萬個就業崗位。而英國國內的可持續燃料生產行業每年僅可創造7.42億英鎊的GVA，提供5200個就業崗位。可持續航空燃料的全球出口市場還可創造13,600個就業崗位。提供熱能和電力的綜合產品并與其他當地產業密切合作，將使Sizewell C一部分市場。

究竟哪些項目可以從試點走向商業化運營，甚至成為一個新產業的核心，還有待觀察。最重要的是創新商業模式的思想。這讓核電站不再只是生產電力。

這種商業模式能夠為地方和國家量身定制工藝熱、氫能及燃料等多種無碳能源。