核供暖原理圖示_風聞

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                                   北方省區積極佈局核能供熱項目 清潔供暖成治理霧霾的現實選擇

　　近年來，隨着中國北方冬季頻繁出現大範圍長時間霧霾天氣，不少省區的內陸區域開始紛紛佈局核能供熱項目。有意“成為國家重要新型能源產業基地”的青海，便是最近的一個例子。

2018年12月29日，青海省人民政府辦公廳關於印發《青海省建設國家清潔能源示範省工作方案（2018—2020年）》的通知稱，穩步推進核能供熱及核電項目前期工作，以2019年初啓動核能供熱及核電建設項目初步可行研究報告編制為工作目標，重點完成廠址踏勘報告、確定候選廠址、啓動初步可行性研究報告編制。

與此同時，以2020年底爭取國家核准核能供熱及核電建設項目為目標，重點完成預可行性研究報告、可行性研究報告、項目申請報告。

除了青海之外，第一財經記者根據公開資料不完全統計，目前，核能供熱產業已在中國北方地區積極推進。中核集團、中廣核和國家電投以及清華大學已經在黑龍江、吉林、遼寧、河北、山東、寧夏等多個省區開展了相關廠址普選和產業推廣工作。

核電巨頭佈局核能供暖

2018年，國家能源局在北方地區核能供暖專題會期間，同意國內首個核能供暖示範項目開展前期工作。而該項目是由中廣核和清華大學共同合作的，項目採用的反應堆技術名叫低温核供熱技術。

第一財經記者從中廣核獲悉，低温供熱堆採用先進的一體化反應堆設計理念，安全性高，應用廣泛，具有廣闊的市場需求，可用於電、熱、水、汽等多個能源領域，包括居民供暖、工業園區供熱、偏遠地區能源綜合供應等應用場景。

與此同時，低温供熱堆所具備的廠址適應性強、技術上可取消廠外應急等特點，決定了它可以靠近用户，建在城市周邊、內陸偏遠地區等廠址區域，從而使電、熱、水、冷多種能源供應成為了可能。在實現批量化模塊化之後，低温供熱堆建造、部署時間大大縮短，僅需要2~3年即可建成。而沿海的大型核電項目，建設週期至少需要5年時間。

值得關注的是，除了中廣核之外，中核集團也在佈局小型核反應堆的供暖產業。2017年11月28日，中核集團發佈其自主研發可用來實現區域供熱的“燕龍”泳池式低温供熱堆。第一財經記者從中核集團獲悉，一座400MW（1MW=1000KW）的“燕龍”低温供熱堆，供暖建築面積可達約2000萬平方米，相當於20萬户三居室。

中核集團將泳池式低温供熱堆型號、代號分別確定為“燕龍”和“DHR-400”。該堆研發於燕趙大地，應用於燕趙大地（延伸至北方城市），且屬於中核集團自主研發的“龍”系列反應堆型號之一，所以命名為“燕龍”。

同樣，第一財經記者從國家電投獲悉，該公司也在研發用於供暖的小型核反應堆。“我們研發的小堆核反應堆已經成熟。”國家電投一位內部人士在接受第一財經記者採訪時説，“它可以在陸地上用於供暖，也可以在海上用於發電。”

清潔供暖成為治理霧霾的現實選擇

核能供熱有兩種方式，一種為低温核供熱，即單個模塊供熱能力在200MW左右，與400萬平米供熱面積、10萬人口規模的城市或縣鎮相對應。另一種是核電熱電聯產，單台1100Mwe機組供熱能力超過2000MW，供熱面積逾5000萬平米，對應125萬人口規模的城市。

值得關注的是，與常見的用於發電的國內沿海大型核反應堆不同，國際原子能機構(IAEA)將小型核反應堆定義為發電功率小於300兆瓦的核反應堆動力裝置，簡稱小型堆。隨着全球核電發展，越來越多的國家開始關注小型堆的應用，原因是這些小型堆相對經濟和安全。

中國在核能供熱方面也開展了大量研發論證工作。第一財經記者從中國三大核能巨頭中核集團、中廣核和國家電投獲悉，目前，這三家企業已經開發出屬於自己的核能供熱反應堆。

利用核能開展清潔供暖成為中國調整能源結構、治理霧霾等問題的現實選擇。早在2017年，由國家發改委、能源局、環保部等十部門共同制定的《北方地區冬季清潔取暖規劃（2017-2021年）》就明確提出，研究探索核能供熱，推動現役核電機組向周邊供熱，安全發展低温泳池堆供暖示範。

核能供熱的一大優勢是低碳清潔，效果顯著。以一座400MW的供熱堆為例，每年可替代32萬噸燃煤或1.6億立方米燃氣，而放射性物質排放僅為燃煤的2%。與煤炭相比，核能可減少排放二氧化碳64萬噸、二氧化硫5000噸、氮氧化物1600噸、煙塵顆粒物5000噸。

核能供熱另一個優勢是，中核集團新聞發言人潘建明在此前的一次發佈會上説，它“經濟性較高”。

核能綜合利用山東模式：

始於供暖，不止供暖3月29日，海陽核電抽汽供熱第二個供暖季收官，去冬今春持續為該市70萬平方米居民用户供暖137天。2019年11月，山東海陽核電抽汽供熱項目一期工程第一階段正式投用，被國家能源局命名為“國家能源核能供熱商用示範工程”。近年來核能供熱頻頻進入公眾視野，從路線上可分為兩類：一種是在城市中或近郊建低參數的低温核供熱堆，這類小堆更為靈活，但仍面臨經濟性掣肘。另一類就是海陽核電這種，基於現有的大型核電廠，利用核電站的抽汽向熱網供熱。也就是將反應堆發出的熱量提取一部分用於用户冬季取暖，高品質蒸汽用於發電、低品質蒸汽用於供熱，提高核電廠熱效率。從原理上看，核電站供熱與燃煤熱電聯產機組相似。據澎湃新聞了解，海陽的核能供熱商用示範工程二期450萬平方米供熱項目正在建設，預計今年11月供暖季具備供暖條件。屆時，核電抽汽供熱將覆蓋海陽市整個城區，全面取代現有燃煤供熱鍋爐，海陽市將成為全國首個“零碳供暖城市”。

據吳放介紹，可覆蓋核電廠周邊100公里範圍的單台機組3000萬平方米供熱研究也在推進中，遠期目標是供熱能力達到2億平方米。海陽市豐源熱力有限公司董事長趙新2019年曾對澎湃新聞稱，核能供熱覆蓋整個海陽地區450萬平方米供熱面積後，可以替代當地400多蒸噸的供熱燃煤鍋爐。對於近年來減煤壓力頗大的山東省而言，意義不言而喻。據豐源熱力測算，核能供熱項目在此前兩個供暖季對外供熱累計約58.2萬GJ，節省原煤3.2萬噸。覆蓋450萬平方米後，預計每個供暖季節約原煤10萬噸，減排二氧化碳18萬噸。國內目前多種供熱方式並存，經濟性是決定核能供熱與其他能源品類供熱相比市場競爭力幾何的關鍵所在。對此，國家能源局組織獨立第三方對海陽核電抽汽供熱運行情況進行了評估，結論是“清潔、安全、穩定、高效，在技術上取得了核能利用效率的提升，經濟上具備了與燃煤供熱持平的競爭力，具有大規模推廣應用價值。”吳放也表示，核電廠熱電聯產在經濟性競爭力上可以和大型燃煤電廠熱電聯產相持平，從實施效果來看，海陽核電抽汽供熱實現了“居民用暖價格不增加、政府財政負擔不增長、熱力公司利益不受損、核電企業經營做貢獻、生態環保效益大提升”等多重效果。多方共贏背後是對核電站能量階梯利用挖潛。據介紹，1台百萬千瓦核電機組只要抽出已經發過部分電的五分之一的蒸汽，就可以滿足一個百萬人口城市的居民用暖需求。70萬平方米供熱項目實施以後，海陽核電全廠熱效率由36.69%提升為37.17%；450萬平方米供熱項目投運以後，核電廠循環熱效率將進一步提高到39.94%。海水淡化：緩解膠東淡水瓶頸山東是我國北方嚴重缺水省份之一，人均水資源佔有量僅為全國水平的1/6。尤其是膠東半島，淡水資源短缺危機隱現。向海取水、海水淡化已被列為該省解決缺水問題的重要手段。沿海核電站對海水淡化有小規模運行基礎和經驗，主要用於解決核電廠內部淡水供應問題。據中國能源報2020年10月報道，包括海陽核電在內，遼寧紅沿河核電廠、福建寧德核電廠、浙江三門核電廠等均配套建設海水淡化項目，但彼時總規模不足6萬噸/天。目前，國內海水淡化項目規模最大的是10萬噸/天。海陽核電已將目光轉向大規模海水淡化。

海陽核電站

澎湃新聞瞭解到，海陽核電廠區內8400噸/天的海水淡化項目已經建成投運5年，為廠區及員工宿舍區提供生產、生活淡水。2020年11月，海陽核電水熱同傳科技示範項目建成投運，為宿舍區內近2000人同時供熱供水。該項目依託已有的海水淡化工程及供熱設施，通過二級反滲透系統，對海水淡化水進行深度處理直至達到飲用水標準，同時，利用核電機組產生的熱能，加熱至85℃，再用一根管線將水和熱同步輸送到核電員工宿舍區，經水熱分離裝置進行水熱分離，熱量進入熱力系統，放熱後的水進入供水系統使用。核能海水淡化會不會導致放射性安全問題？對此，吳放表示，海水淡化取用天然海水，核電廠僅為海水淡化提供電能和熱能，利用反滲透膜或蒸發的方法，去除海水中的鹽分和其他雜質，從而生產出滿足飲用標準的淡水。未來，山東核電公司將分階段建成年產3000萬噸至1億噸淡水供應能力的海水淡化工程。其中，產能為10萬噸/天的大型海水淡化工程一期項目已經完成可行性研究、環評等前期工作，待其他條件具備後將立即開工建設。產能為20萬噸/天的大型海水淡化工程二期將在一期工程建成後2年內投產。“作為膠東半島重要的戰略儲備水源，為地方供應高品質飲用水、工業用水或涵養生態，減少對引黃、引長水的依賴，間接減輕黃河非生態用水量。”吳放説道。除了抽汽供熱和海水淡化，山東核電公司還在推進大規模儲熱、儲電、電解制氫等核能綜合利用項目相關研究。在上述模式中，核能與可再生能源的關係將從市場競爭關係變為相輔相成，風光核儲打配合，由此降低能源綜合成本。比如，儲熱與核電、風電、光伏發電相結合，用於核電抽汽供熱時的熱量調蓄，消納多餘風電光伏發電來提高能源利用率，平抑電網波動，同時通過儲熱罐的電極鍋爐作為核電抽汽供熱的熱備用。山東核電公司擬為海陽450萬平方米供暖配15000立方米的儲熱罐，設計容量為500MWh，即儲熱1800GJ。該項工作已完可行性研究，擬2021年開工，2022年建成；針對規劃中的3000萬平方米供熱，擬建配套佈置3-4個大型儲熱罐，容積30000立方米左右，計劃在2023年至2024年建成；後續還將針對膠東半島清潔供暖，擬建8個以上的大型儲熱罐輔助熱源。