“‘十四五’發(fā)展規(guī)劃中明確提出積極穩(wěn)妥開(kāi)展核能供熱等綜合利用，現(xiàn)已取得積極成效。”近日在京舉行的中國(guó)核能可持續(xù)發(fā)展論壇·2023年春季國(guó)際高峰會(huì)議上，中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家委員會(huì)特邀顧問(wèn)、國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司原董事長(zhǎng)王炳華介紹，國(guó)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)核能供暖面積559萬(wàn)平米;江蘇田灣核電廠核能工業(yè)供汽改造正在有序推進(jìn);核電海水淡化為多個(gè)核電廠廠用水提供了保障，正在探索商業(yè)化核電海水淡化項(xiàng)目。
與此同時(shí)，海南昌江多用途模塊式小堆示范工程已進(jìn)入核島安裝階段，在發(fā)電的同時(shí)還將為周邊企業(yè)提供蒸汽及海水淡化服務(wù);江蘇、廣東、貴州等多個(gè)省份正在規(guī)劃和布局高溫氣冷堆、小型反應(yīng)堆開(kāi)展綜合利用。
這并非核能多用途的首次“嘗鮮”。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)《世界核電反應(yīng)堆》報(bào)告，截至2021年底，全球有11個(gè)國(guó)家69臺(tái)機(jī)組實(shí)現(xiàn)了區(qū)域供暖、工業(yè)供熱、海水淡化等其中一項(xiàng)或兩項(xiàng)的綜合利用。
核能供暖和供汽是核能綜合利用的最主要途徑。目前，全世界400余臺(tái)在運(yùn)核反應(yīng)堆中有超過(guò)1/10的機(jī)組已實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供，且已累計(jì)安全運(yùn)行約1000堆/年。
山東海陽(yáng)邁出了國(guó)內(nèi)核能商業(yè)供熱的第一步。2019年11月，國(guó)家電投山東核電有限公司70萬(wàn)平方米供熱項(xiàng)目投運(yùn)。2021年11月，核能供熱覆蓋海陽(yáng)市全城區(qū)，當(dāng)?shù)貜氐赘鎰e燃煤取暖歷史。目前，海陽(yáng)核電基地900MW跨區(qū)域核能供熱工程正在推進(jìn)中，計(jì)劃2023年供暖季前建成投運(yùn)，供暖面積可達(dá)3000萬(wàn)平方米。屆時(shí)，覆蓋區(qū)域可達(dá)青島、威海地區(qū)，滿(mǎn)足約100萬(wàn)人口的取暖需求。更遠(yuǎn)期，《山東省核能發(fā)展建設(shè)工程行動(dòng)方案》提出，到2030年，全省核能供暖面積力爭(zhēng)達(dá)到2億平方米。
山東是我國(guó)北方嚴(yán)重缺水省份之一，人均水資源占有量?jī)H為全國(guó)水平的1/6。向海取水、海水淡化被列為該省解決缺水問(wèn)題的重要手段。
長(zhǎng)期以來(lái)，沿海核電站對(duì)海水淡化有小規(guī)模運(yùn)行基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，主要用于解決核電廠內(nèi)部淡水供應(yīng)問(wèn)題。山東核電公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)吳放接受澎湃新聞采訪(fǎng)時(shí)曾稱(chēng)，該公司未來(lái)將分階段建成年產(chǎn)3000萬(wàn)噸至1億噸淡水供應(yīng)能力的海水淡化工程。
核能海水淡化、核能制氫亦被寫(xiě)入山東省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃，該規(guī)劃提出“開(kāi)工設(shè)計(jì)能力30萬(wàn)噸/日的海陽(yáng)核能海水淡化、10萬(wàn)噸/日的國(guó)和一號(hào)示范工程海水淡化項(xiàng)目，打造國(guó)家級(jí)海水淡化樣板工程。探索核能制氫技術(shù)研究和示范應(yīng)用。”
2021年12月，我國(guó)南方地區(qū)首個(gè)核能供熱項(xiàng)目——浙江海鹽核能供熱示范工程(一期)正式投運(yùn)，供暖面積46萬(wàn)平方米。到“十四五”末項(xiàng)目全部建成，能夠滿(mǎn)足當(dāng)?shù)丶s400萬(wàn)平方米供暖需求。2022年冬季，遼寧紅沿河核電站核能供熱示范項(xiàng)目投運(yùn)，東北地區(qū)首次啟用核能供暖。
2022年，全國(guó)首個(gè)工業(yè)用途核能供汽工程田灣蒸汽供能項(xiàng)目開(kāi)工，江蘇核電有限公司方面向澎湃新聞介紹，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)今年12月底建成投產(chǎn)，每年可為連云港石化基地節(jié)省70多萬(wàn)噸碳排放指標(biāo)。
核能制氫、海水淡化也具備廣闊市場(chǎng)前景。以海水淡化為例，截至2021年底，國(guó)內(nèi)海水淡化工程規(guī)模達(dá)186萬(wàn)噸/日，均分布在沿海9個(gè)省市水資源嚴(yán)重短缺的城市和海島。國(guó)家發(fā)改委、自然資源部聯(lián)合編制的《海水淡化利用發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2025年)》提出，2025年全國(guó)海水淡化總規(guī)模將達(dá)到290萬(wàn)噸/日。根據(jù)在建和已規(guī)劃核能海淡項(xiàng)目測(cè)算，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)核能海水淡化規(guī)模將達(dá)到21萬(wàn)噸/日;到2030年，將達(dá)到40萬(wàn)噸/日。
王炳華表示，能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型以及工業(yè)部門(mén)、建筑業(yè)等脫碳的需要，為包括核能在內(nèi)的低碳能源發(fā)展及開(kāi)展綜合利用提供了廣闊的市場(chǎng)空間。開(kāi)展綜合利用有利于提高核能利用效率，核能發(fā)電效率約37%，通過(guò)直接利用熱能，能夠?qū)崿F(xiàn)能量的梯級(jí)利用，以海陽(yáng)核電900MW供暖為例，供暖季機(jī)組效率可以提升至56%左右。核能項(xiàng)目將從以往單一的供電向供暖、供汽、制氫、海水淡化、制冷等領(lǐng)域發(fā)展，核電企業(yè)也將成為綜合性能源及產(chǎn)品服務(wù)商，助推新型商業(yè)模式涌現(xiàn)。
經(jīng)濟(jì)性和安全性，是核能綜合利用能否規(guī)?；l(fā)展的首要考量。
根據(jù)中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)等開(kāi)展的聯(lián)合調(diào)研，從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，核能供熱(包括供暖、供汽)成本與燃煤供熱相當(dāng)，較燃?xì)夤峋哂袃?yōu)勢(shì)。根據(jù)當(dāng)前已投運(yùn)的海陽(yáng)核電、秦山核電供熱項(xiàng)目，并結(jié)合新建核電項(xiàng)目同步考慮核能供熱進(jìn)行成本測(cè)算，核電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)出廠熱價(jià)約為 30-40 元/GJ(不含廠外投資)，在動(dòng)力煤價(jià)格1000元/噸以上的情況下，核能供熱具有成本優(yōu)勢(shì)。大型核電廠反滲透海水淡化成本約5-6元/噸，與商用海水淡化項(xiàng)目成本相當(dāng)。
安全性上，核能供熱和燃煤鍋爐供暖原理一致。秦山核電人士曾對(duì)澎湃新聞解釋稱(chēng)，從過(guò)程上看，就是將核電廠產(chǎn)生的部分熱量傳遞給熱力公司，再經(jīng)過(guò)供熱管網(wǎng)送至終端用戶(hù)的過(guò)程。利用秦山核電基地機(jī)組冬季剩余熱功率，提供130℃的出水，及接收70℃的回水，實(shí)現(xiàn)熱水循環(huán)供暖。整個(gè)過(guò)程中，只有熱量交換，沒(méi)有介質(zhì)的交換。用戶(hù)接觸到的是通過(guò)層層隔離過(guò)的充分安全的水，并通過(guò)三回路與二回路的壓差設(shè)計(jì)、增加輻射監(jiān)測(cè)裝置等措施，實(shí)現(xiàn)多重屏障防御。
圍繞核能綜合利用的技術(shù)安全性，王炳華介紹說(shuō)，現(xiàn)有大型壓水堆綜合利用改造及優(yōu)化主要集中在常規(guī)島系統(tǒng)，不會(huì)降低核電廠安全運(yùn)行水平;核能綜合利用技術(shù)成熟，熱能傳輸以“傳熱不傳質(zhì)、多級(jí)物理隔離”的方式實(shí)現(xiàn)，無(wú)放射性風(fēng)險(xiǎn);中國(guó)首個(gè)核能供暖示范項(xiàng)目，海陽(yáng)核電“暖核一號(hào)”已安全穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)采暖季;高溫氣冷堆、多用途小堆等功率密度低、具有更高的安全裕度。
核能用途雖多，須因地制宜。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，不同地區(qū)、不同類(lèi)型的核能項(xiàng)目在開(kāi)展綜合利用時(shí)，需融入當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，尋找契合的合作方向，并充分考慮經(jīng)濟(jì)性因素。從公眾接受角度來(lái)看，前述核能綜合利用的主要區(qū)域均為開(kāi)發(fā)多年的大型核電基地所在地，由于核電項(xiàng)目的安全運(yùn)行業(yè)績(jī)，當(dāng)?shù)貙?duì)核能供暖的公眾接受度較高。核能綜合利用要進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，也對(duì)核能公眾溝通提出了更高要求。
