核電供熱實現(xiàn)了核電站能量的階梯利用，提高了核電機組的熱效率，有利于減少碳排放及煙塵排放，具有顯著的社會效益。
近日，山東省海陽市政府與國家電投山東核電有限公司舉行關(guān)于共同推進(jìn)海陽核電廠核能清潔供熱項目簽約儀式，標(biāo)志著國內(nèi)首個核能清潔供熱項目正式落地，并進(jìn)入全面實施階段。據(jù)了解，預(yù)計今年冬天，穩(wěn)定、清潔的核能將為海陽市70萬平方米用戶送去溫暖，2021年具備滿足海陽市內(nèi)供熱能力。
在國外，俄羅斯、瑞士等國家已有利用核能進(jìn)行集中供熱的成功案例，其中瑞士貝茲諾核電站已有30多年的核電機組熱電聯(lián)供經(jīng)驗。為解決環(huán)境污染問題，提高核電廠熱能綜合利用效率，我國開始試水“核電+供暖”模式。
“核電+供熱”率先落地
核能供熱，指以核反應(yīng)堆替換燃煤鍋爐或燃?xì)忮仩t為區(qū)域供熱，稱為“不冒煙的鍋爐”。隨著我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級以及“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”等行動推進(jìn)，北方地區(qū)清潔供暖空間巨大，特別是近兩年，核能供熱項目頻繁走進(jìn)公眾視野。
據(jù)中國科學(xué)院院士葉奇蓁介紹，核能供熱主要有兩種形式。一種為低溫核供熱堆，由于參數(shù)低可建在城市近郊；另一種是核電站熱電聯(lián)產(chǎn)，利用核電站的抽汽向熱網(wǎng)供熱，抽汽溫度和壓力根據(jù)熱網(wǎng)需求、輸熱管線的長短決定。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，低溫供熱堆最能體現(xiàn)核能供熱的優(yōu)勢。小堆作為新興的商業(yè)熱點被許多國家和核工業(yè)巨頭所關(guān)注，1981年，我國學(xué)者提出研究開發(fā)“核能低溫供熱”的倡議，但至今沒有建成一座商用供熱堆。
中國核能行業(yè)協(xié)會專家委員會常務(wù)副主任趙成昆告訴記者：“與大堆相比，小堆可隨用戶需求決定容量大小，應(yīng)急計劃區(qū)大大減小，安全參數(shù)更高。但目前，經(jīng)濟(jì)性是小型堆發(fā)展的最大掣肘。此外，小堆的定位、潛力、條件等仍需進(jìn)一步研究，形成法規(guī)還需一定時間?！?
與小型堆供熱相比，我國大型商用核電已具備完整的、與國際接軌的工業(yè)和安全標(biāo)準(zhǔn)，這也為核電熱電聯(lián)產(chǎn)提供了落地條件。此次海陽核能清潔供熱項目以核電機組抽汽作為熱源，通過配套工程和現(xiàn)有市政府熱網(wǎng)實現(xiàn)向海陽多個區(qū)域供熱。
提高核能綜合利用效率
目前，我國北方運行及在建的核電站均以電力生產(chǎn)為唯一目的，通過技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，“核電+供熱”為核能綜合利用開辟了新領(lǐng)域。
據(jù)了解，中核遼寧核電有限公司于2015年啟動了徐大堡核電供熱項目，提出利用核電機組汽輪機低參數(shù)抽汽進(jìn)行附近區(qū)域城市供熱。2017年2月，遼寧核電有限公司向國家知識產(chǎn)權(quán)總局申報的“一種基于大型商用核電機組的熱電聯(lián)產(chǎn)方法”發(fā)明專利獲得授權(quán)，這是我國第一個核電供暖專利。
遼寧核電副總經(jīng)理葛政法曾公開表示：“按照目前葫蘆島地區(qū)的供暖價格，核電供暖能夠確?；镜馁Y本收益率要求。圍繞以核電為龍頭，核蓄風(fēng)光水暖充七產(chǎn)業(yè)聯(lián)動，多能互補，打造北方清潔能源基地的發(fā)展戰(zhàn)略，我們會持續(xù)關(guān)注。”
記者注意到，近日在北京舉辦的“2019嘉興高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)業(yè)合作懇談會”上，浙江省海鹽縣與中國核能電力股份有限公司簽訂《風(fēng)電光伏核電余熱供熱項目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，計劃投資46億元打造海上風(fēng)電、光伏資源及秦山核電余熱資源為一體的多能互補示范基地。
國家電投科技與創(chuàng)新部副主任趙偉明告訴記者:“核電機組汽輪機低參數(shù)抽汽進(jìn)行城市區(qū)域性供熱，實現(xiàn)了核電站能量的階梯利用，提高了核電機組的熱效率，有利于減少該區(qū)域碳排放及煙塵排放，具有顯著的社會效益。”
發(fā)展模式受限制
依據(jù)我國相關(guān)法規(guī)，以核反應(yīng)堆為中心，在核電站外圍依次設(shè)立禁區(qū)、限制發(fā)展區(qū)、應(yīng)急計劃區(qū)和評價區(qū)。其中，應(yīng)急計劃區(qū)的半徑為10公里，區(qū)內(nèi)不得有10萬人以上的城鎮(zhèn)，且不宜有人口密度超過10000人/平方公里的人口聚集區(qū)；在40公里半徑范圍內(nèi)作為輻射劑量的評價區(qū)，不宜有100萬人口以上的城鎮(zhèn)。
山東海陽核電站位于海陽市邵家莊村，廠址距海陽市區(qū)22公里。專業(yè)人士告訴記者：“海陽核能供熱項目中，熱核電站反應(yīng)堆工作參數(shù)高，必須按照核電站選址規(guī)程建在遠(yuǎn)離居民區(qū)的地點，而熱汽直供范圍有限，需分布式就地直供，遠(yuǎn)距離輸送熱值損失較多。同時，受熱力管網(wǎng)建設(shè)成本、燃料和設(shè)施的安保成本等因素影響，其發(fā)展受一定程度的限制。”
此外，我國核電熱電聯(lián)產(chǎn)模式受地理位置限制。據(jù)中電聯(lián)發(fā)布的《中國電力工業(yè)現(xiàn)狀與展望（2019）》顯示，截至2018年，我國（大陸地區(qū)）投入商業(yè)運行的核電機組共44臺，在建核電機組13臺。分省份看，全國有核電的省份增加到8個，與上年相比增加了山東。其中，廣東、浙江和福建核電裝機容量排名前三。
對此，趙偉明表示：“我國核電機組大多分布在秦嶺淮河線以南的沿海地區(qū)，地處亞熱帶，冬季短且少嚴(yán)寒。如果將此區(qū)域核電站進(jìn)行供熱改造，那經(jīng)濟(jì)性提升不明顯，東北地區(qū)沿海的核電機組用來供熱具有較大空間?！?
