文章來源：《國資報告》雜志 發布時間：2021-08-13
在3月15日召開的中央財經委員會第九次會議上，習近平總書記強調，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。
當前，能源體系面臨穩定供應與清潔低碳轉型的雙重挑戰和節能減排、化石能源替代的迫切需求。核能具有清潔無碳、能量密度大、供給可靠性高的特點，在能源革命中扮演重要角色，而核能綜合利用將核能從單一的發電向多種利用方式拓展，必將成為我國推進能源革命、實現低碳清潔發展，助力實現“中國3060”目標的重要選擇。
國家電投積極響應黨中央號召，落實國務院國資委部署安排，制定了“2035一流戰略”，提出了核能板塊“加快由核電向核能拓展、單一核能向多能綜合利用拓展、核能向核技術利用和核環保拓展，實現核能產業安全高效發展”的轉型發展目標。作為“2035一流戰略”戰略落地的典型案例，位于山東省煙臺市的海陽核電積極探索，先行先試實施核能綜合利用，在核能抽汽供熱、水熱同傳等方面取得了一系列成果。
近日發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》（以下簡稱 “十四五”規劃）明確提出，開展山東海陽等核能綜合利用示范。山東省能源局發布此前發布的《2021年全省能源工作指導意見》也提出，積極開展膠東半島地區核能綜合利用規劃研究。國家電投通過自身實踐，正在為我國核能產業發展開辟出一條全新的跑道。
核能抽汽供熱開創國內先河
2016年12月21日，國家主席習近平在中央財經領導小組第十四次會議上指出：“推進北方地區冬季清潔供暖，關系北方地區廣大群眾溫暖過冬，關系霧霾天能不能減少，是能源生產和消費革命、農村生活方式革命的重要內容。2021年政府工作報告指出，2021年，北方地區清潔取暖率達到70%。
中國的化石能源消耗主要來自煤炭、石油和天然氣，其中煤炭的消耗量遠遠高于其它兩種能源，而燃煤供暖也是我國北方地區冬季取暖的主要方式，是碳排放的重要組成部分和冬季霧霾的主要來源。因此，發展清潔取暖，尋找有效替代燃煤供暖的方式，
海陽核電站是我國第一個實施大規模核能抽汽供熱的核電項目，具有很強的示范意義。2019年11月，海陽核能抽汽供熱一期工程70萬㎡項目建成投運，開創了國內先河，被國家能源局命名為“國家能源核能供熱商用示范工程”。目前第二季運行接近尾聲，系統運行良好，居民們普遍反饋核能抽汽供熱可靠、穩定、效果好。山東省能源局委托獨立第三方對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。”中國核能行業協會的科技成果鑒定顯示，該項目已達到國際先進水平，具有顯著的社會效益和環保效益。
在核能抽汽供熱一期工程良好實踐的基礎上，2020年11月25日，全國“零碳”供暖城市創建暨國家能源核能供熱商用示范工程二期開工，目前各項工作正在緊鑼密鼓推進，目標是2021年供暖季建成投運，屆時將實現海陽城區居民核能抽汽供熱全覆蓋，創建全國首個零碳供暖城市，預計每個供暖季節約原煤10萬噸，減排二氧化碳18萬噸，減少當地80%廢氣排放，切實提高居民取暖體驗、改善區域生態環境。
抽汽供熱邁出了海陽核電核能綜合利用的第一步。它采用熱電聯產的方式，通過做好頂層設計，開展技術創新，將反應堆發出的熱量提取一部分，用于用戶冬季取暖。從功能上看，實現了核電廠電、熱的雙重產出和熱電聯供；從能源利用效率上看，實現了能源的梯級利用，高品質蒸汽用于發電，低品質蒸汽用于供熱，提升了核電廠熱效率。數據顯示，70萬㎡供熱項目實施以后，全廠熱效率由36.69%提升為37.17%；而450萬㎡供熱項目投運以后，熱效率將提高3.25%。
此外，核能抽汽供熱具有裝機容量大、無間歇性、受自然條件約束少等特點。1臺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。單臺百萬千瓦核電機組實施改造后能夠提供3000萬㎡的供暖能力，而往往一座核電基地包括多臺核電機組，可滿足直徑100公里范圍內的供暖需求。總體而言，核能抽汽供熱經濟上可行、技術上有保證、環保效益顯著，將有效促進傳統供熱模式向清潔、統一、宏觀可調節、微觀釋放市場活力的新興供熱模式和業態轉變。
打造核電“智慧小區”樣本
將豐沛的海水資源轉化為生活、生產中緊缺的淡水資源，是一項民生工程，也是解決水資源制約發展痛點的重要一環。目前，全球已有160多個國家和地區應用海水淡化技術，解決了全球2億多人的用水問題。尤其在中東和一些島嶼地區，海水淡化水已成為基本水源。
北方東部沿海地區是我國人口密集區域，也是重要的社會和經濟活動區域，目前發展正受到能源、水資源和大氣環境污染的制約，其中淡水資源匱乏的問題尤為突出。針對這一地區清潔取暖需要和冬、春兩季季節性缺水的實際情況，發展水熱同傳，可以在供暖的冬季同時供應大量的淡水，解決當時的缺水問題，并通過水庫蓄存，緩解春季水資源的短缺，又不形成任何碳排放源。
2020年11月15日，海陽核電建成投運了世界首個水熱同傳實踐工程，示范供能面積1萬㎡，為宿舍區內近2千人同時供熱供水。
本項目是世界首個水熱同傳實踐工程的落地，是海陽核電核能綜合利用的再一次突破。它依托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℃，再用一根管線代替傳統水熱分傳的三根管線，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，放熱后的水進入供水系統使用。
水熱同傳實踐工程首次實現了供熱和供水的跨界組合，比傳統分傳技術節省投資約50%，節省運維成本約20%，提高了能源效率，降低了用能成本，為同步解決城市清潔取暖和淡水需求等民生問題探索了現實可行的方案。
水熱同傳是海陽核電“智慧小區”項目的其中一部分。“智慧小區”包括供熱、供水、儲電、儲熱、光伏發電、智慧路燈等，通過控制系統，實現多能互補聯合經濟運行，目前建安工作基本完成，部分功能已投入使用。該“智慧小區”作為智慧核能綜合利用的試點，為后續大規模大范圍應用提供了參考樣本。
開展智慧核能綜合利用
在國家電投一屆三次職代會暨2021年工作會議上，國家電投黨組書記、董事長錢智民提出，要重點把握好“構筑新跑道、提升新價值、激發新活力、培育新動能、發揮新優勢”等五個方面的工作。其中，在“構筑創新智慧能源新跑道”中，要求“積極推進智慧核能綜合利用商業模式研究”，表明了持續推進核能綜合利用的決心和態度。
此次國家“十四五”規劃將“開展山東海陽等核能綜合利用示范”列為核電發展目標，更是進一步明確了這條新跑道。
依托國家電投綜合智慧能源的成熟模式和海陽市打造“新能源綜合利用示范城市”的良好契機，海陽核電正在積極策劃“風光核儲一體化”項目，充分利用自身資源、存量設施和人才優勢，加大核能多場景綜合利用的創新和開發，加強與不同產業合作，通過核電同海水淡化、分布式光伏、海上風電、儲電、儲熱多能互補，向市場用戶提供電、熱、水、氫等不同的產品和服務，實現智慧核能綜合利用，打造智慧小區、智慧城市，為“十四五”核電發展做出典型示范。
據相關統計，截至2020年12月31日，我國大陸運行核電機組共49臺，裝機容量約為5102萬千瓦。國家“十四五”規劃提出，核電運行裝機容量要達到7000萬千瓦。而隨著“國和一號”“華龍一號”等國家重大專項的投運，我國核電技術水平不斷提升，核能綜合利用還將具有廣闊的發展空間，為碳達峰、碳中和“中國3060”做出更大貢獻。
【責任編輯：張思嘉】