這是山東海陽(yáng)市借助核能成為全國(guó)首個(gè)“零碳”供暖城市后的第一個(gè)春節(jié)。1月31日至2月6日，春節(jié)假期七天，國(guó)家電投海陽(yáng)核電1號(hào)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，2號(hào)機(jī)組完成調(diào)停檢修，“暖核一號(hào)”核能供熱項(xiàng)目持續(xù)穩(wěn)定供熱，累計(jì)對(duì)外提供清潔的電2.26億度，零碳的暖11.2萬(wàn)吉焦，相當(dāng)于節(jié)約原煤13.73萬(wàn)噸，減排二氧化碳20.1萬(wàn)噸。
清潔取暖事關(guān)藍(lán)天白云、百姓冷暖，是重要的民生民心工程。今冬供暖季以來(lái)，北有山東海陽(yáng)，南有浙江海鹽，國(guó)內(nèi)兩大核電基地所在地相繼進(jìn)入核能供熱時(shí)代。核能供熱的“生態(tài)賬”“經(jīng)濟(jì)賬”“民生賬”怎么算，未來(lái)能不能擴(kuò)圍升級(jí)，更多的探索正在進(jìn)行中。
發(fā)電之余“兼職”供熱
“對(duì)我們運(yùn)行人來(lái)說(shuō)，排班表就是‘日歷’，在機(jī)組跨年既是我們的必修課，也是我們獨(dú)有的年味。”海陽(yáng)核電1號(hào)機(jī)組運(yùn)行六值值長(zhǎng)許海濤說(shuō)。
春節(jié)期間，國(guó)家電投山東核電建立保供專(zhuān)項(xiàng)工作機(jī)制，確保核安全三道屏障完整可靠、供電供暖保障體系有效運(yùn)轉(zhuǎn)，在源源不斷產(chǎn)生“清潔電”的同時(shí)，也將“清潔熱”輸送到了20萬(wàn)居民家中。
從2018年12月核能供熱項(xiàng)目正式立項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展大型壓水堆熱電聯(lián)產(chǎn)研究與實(shí)踐，到2019年11月建成并投運(yùn)覆蓋核電廠(chǎng)周邊70萬(wàn)平方米的全國(guó)首個(gè)核能供熱商用工程，再到2021年11月“暖核一號(hào)”實(shí)現(xiàn)新老城區(qū)約500萬(wàn)平方米“全覆蓋”，短短3年時(shí)間，海陽(yáng)核能供熱項(xiàng)目完成了設(shè)計(jì)規(guī)劃、落地實(shí)施、完善改進(jìn)。
“自熱小火鍋”——技術(shù)人員如此類(lèi)比背后的工作原理。據(jù)介紹，核電站運(yùn)行中，核裂變產(chǎn)生熱量，把水加熱成蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生電量。而核能供熱就是在核電機(jī)組二回路抽取部分做過(guò)功的蒸汽作為熱源，通過(guò)廠(chǎng)內(nèi)換熱首站、廠(chǎng)外供熱企業(yè)換熱站進(jìn)行多級(jí)換熱，最后像傳統(tǒng)供熱模式一樣，加熱原有市政供熱管網(wǎng)的水，將熱量傳遞至最終用戶(hù)。
核電站在發(fā)電之余“兼職”供熱，會(huì)不會(huì)有安全隱患，這是周?chē)用竦念檻]，也是這一項(xiàng)目首先要解決的問(wèn)題。
山東核電黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)吳放向《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者介紹說(shuō)，從2004年山東核電落地海陽(yáng)以來(lái)，就持續(xù)開(kāi)展科普工作，擁有良好的群眾基礎(chǔ)。供熱項(xiàng)目提上日程后，工作人員專(zhuān)門(mén)制作了形象直觀的演示片，讓居民了解核能供熱的安全和清潔。
“核電站與供暖用戶(hù)間有多道回路進(jìn)行隔離，每個(gè)回路間只有熱量傳遞，沒(méi)有水的交換，保證不會(huì)有任何放射性物質(zhì)進(jìn)入用戶(hù)暖氣管道。熱水也只在小區(qū)內(nèi)封閉循環(huán)，與核電廠(chǎng)層層隔離，沒(méi)有任何接觸，十分安全。”他強(qiáng)調(diào)說(shuō)。
綜合利用實(shí)現(xiàn)多方共贏
將安全置于首位的同時(shí)，核能要在供熱市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，還要算好“生態(tài)賬”“經(jīng)濟(jì)賬”和“民生賬”。
據(jù)了解，“暖核一號(hào)”核能供熱項(xiàng)目覆蓋海陽(yáng)全城后，取代了當(dāng)?shù)?2臺(tái)燃煤鍋爐，截至2022年2月8日，已累計(jì)供熱134萬(wàn)吉焦，相當(dāng)于節(jié)約原煤7.76萬(wàn)噸，減排二氧化碳14萬(wàn)噸。
這只是一個(gè)開(kāi)始。經(jīng)測(cè)算，每個(gè)供暖季海陽(yáng)預(yù)計(jì)可節(jié)約原煤10萬(wàn)噸，減排二氧化碳18萬(wàn)噸、煙塵691噸、氮氧化物1123噸、二氧化硫1188噸、相當(dāng)于種植闊葉林1000公頃，同時(shí)減少向環(huán)境排放熱量130萬(wàn)吉焦，這對(duì)于近年來(lái)減煤壓力頗大的山東省而言，意義不言而喻。
“零碳不意味著成本一定會(huì)增加。”吳放表示，“暖和一號(hào)”項(xiàng)目同時(shí)實(shí)現(xiàn)了居民用暖價(jià)格不增加、政府財(cái)政負(fù)擔(dān)不增長(zhǎng)、熱力公司利益不受損、核電企業(yè)經(jīng)營(yíng)做貢獻(xiàn)、生態(tài)環(huán)保效益大提升，這給當(dāng)下的減碳工作提供了一種新思路。
據(jù)了解，在煤炭?jī)r(jià)格上漲、部分地區(qū)供暖費(fèi)上調(diào)的背景下，當(dāng)?shù)毓┡M(fèi)不升反降，從原有的22元/㎡下調(diào)到21元/㎡，同時(shí)供暖的質(zhì)量大大提升。
在吳放看來(lái)，降價(jià)的勇氣背后是能效的提升，這是一個(gè)浩大的系統(tǒng)工程，僅從熱源角度來(lái)看，“暖核一號(hào)”就將海陽(yáng)核電1號(hào)機(jī)組的熱效率從36.69%提高至39.94%。
其中，科技創(chuàng)新至關(guān)重要，例如該項(xiàng)目攻克了“核電機(jī)組常規(guī)島汽輪機(jī)中間級(jí)抽汽”的相關(guān)技術(shù)，填補(bǔ)了“百萬(wàn)千瓦級(jí)中壓飽和汽輪機(jī)組抽汽技術(shù)”的國(guó)內(nèi)空白。研發(fā)了適用于飽和蒸汽的大口徑抽汽止回閥、快關(guān)調(diào)節(jié)閥等新型閥門(mén)，在核電熱電聯(lián)產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，并在“核電熱電聯(lián)產(chǎn)的運(yùn)行控制技術(shù)”上實(shí)現(xiàn)了新的跨越。
據(jù)介紹，當(dāng)?shù)剡€將核能供熱首站控制系統(tǒng)納入智慧熱網(wǎng)調(diào)度管控平臺(tái)，對(duì)核能熱源、輸配系統(tǒng)以及終端用戶(hù)的供熱環(huán)節(jié)進(jìn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析與智能管控，同時(shí)根據(jù)天氣變化，適時(shí)進(jìn)行溫度調(diào)控，實(shí)現(xiàn)智慧供熱、科學(xué)供熱和穩(wěn)定供熱。
核能的綜合利用讓核電企業(yè)在賣(mài)電之外增加了賣(mài)熱的收入，也讓熱力企業(yè)大大降低了運(yùn)行成本。
海陽(yáng)市海源能源有限公司董事長(zhǎng)趙新說(shuō)，核能供暖后，不需要再使用原來(lái)的鍋爐及環(huán)保設(shè)備，供暖各站實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守。以一個(gè)供暖季為例，一臺(tái)40噸的燃煤鍋爐，熱力企業(yè)在環(huán)保、用電、人工等方面的成本節(jié)省可達(dá)300余萬(wàn)元。
在經(jīng)濟(jì)賬之外，吳放認(rèn)為核能供熱還有很多隱形效益，例如通過(guò)采暖季供熱，核電運(yùn)營(yíng)商可以更深入地融入周邊社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，維護(hù)良好的公共關(guān)系。
統(tǒng)籌規(guī)劃前景可期
國(guó)家“十四五”規(guī)劃提出，開(kāi)展山東海陽(yáng)等核能綜合利用示范。《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》也明確“積極穩(wěn)妥開(kāi)展核電余熱供暖”。
“我們規(guī)劃的第三步是區(qū)域級(jí)的核能供熱。” 吳放透露，2022年下半年，海陽(yáng)核電3000萬(wàn)平方米供熱項(xiàng)目的科研工程將開(kāi)始，探索150公里范圍內(nèi)的區(qū)域供暖，有可能將煙臺(tái)、威海、青島納入其中。除了居民供暖，也可以用于工業(yè)供熱。一旦該項(xiàng)目投運(yùn)，機(jī)組熱效率將有望提升到55.9%，是原來(lái)的1.5倍。若海陽(yáng)核電兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)開(kāi)展3000萬(wàn)平方米供熱，能源貢獻(xiàn)力相當(dāng)于再造一個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組。
供熱與供水、新能源耦合將是未來(lái)重要的創(chuàng)新方向。海陽(yáng)核電從2020年開(kāi)始做的“水熱同產(chǎn)同傳”試點(diǎn)已取得成功，目前一天可以生產(chǎn)100多噸的飲用水。山東核電規(guī)劃未來(lái)推進(jìn)“儲(chǔ)熱儲(chǔ)水+風(fēng)光一體化”，采用長(zhǎng)距離大溫差輸熱技術(shù)，建設(shè)半島清潔供能主干管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)煙青威地區(qū)清潔用暖、用水互通互補(bǔ)，打造清潔能源生態(tài)系統(tǒng)。
同樣邁出核能綜合利用步伐的還有浙江海鹽。31年前，我國(guó)大陸首座核電站在這里并網(wǎng)發(fā)電。2021年12月3日，由中核集團(tuán)秦山核電供熱的我國(guó)南方首個(gè)核能供熱示范工程(一期)正式投運(yùn)，供暖面積達(dá)46萬(wàn)平方米，惠及近4000戶(hù)居民。到“十四五”末項(xiàng)目全部建成，能夠滿(mǎn)足海鹽約400萬(wàn)平方米供暖需求。
據(jù)了解，我國(guó)有60%以上的地區(qū)、50%以上的人口有冬季供暖需求。目前核能供暖的主要形式是核電廠(chǎng)熱電聯(lián)產(chǎn)供暖與低溫核供熱。其中，截至目前，全球約有近60座反應(yīng)堆熱電聯(lián)供，占所有運(yùn)行核電機(jī)組的10%左右，主要分布在東歐。
“熱電聯(lián)供是大型核電站和區(qū)域供熱兩項(xiàng)新技術(shù)的結(jié)合，只要兩者之間管網(wǎng)成本合理可行，總體上安全經(jīng)濟(jì)可行。” 曾任清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計(jì)研究院(核研院)教授田嘉夫告訴《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者。
截至2021年底，我國(guó)大陸地區(qū)在運(yùn)核電機(jī)組53臺(tái)、裝機(jī)容量5464萬(wàn)千瓦，在建機(jī)組18臺(tái)、裝機(jī)容量1890萬(wàn)千瓦。
有業(yè)內(nèi)人士指出，我國(guó)核電機(jī)組大多分布在秦嶺-淮河線(xiàn)以南的沿海地區(qū)，地處亞熱帶，冬季短且少?lài)?yán)寒。如果將此區(qū)域核電站進(jìn)行供熱改造，可用于工業(yè)供熱。相比之下，在東北地區(qū)沿海的核電機(jī)組具有更大的提升空間。同時(shí)，依托核電基地打造源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的綜合能源項(xiàng)目不失為一種創(chuàng)新探索，將在其他核能綜合利用方面創(chuàng)造廣闊前景。
“從北到南的核電基地都在謀劃核能供熱，這說(shuō)明地域不是問(wèn)題。”吳放認(rèn)為，推進(jìn)核能綜合利用，需要解決大量技術(shù)難題，但更重要的是市場(chǎng)體制機(jī)制的問(wèn)題，需要各行業(yè)互聯(lián)互通，相關(guān)部委已關(guān)注到這個(gè)問(wèn)題，正在研究核能供熱發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)，未來(lái)核能綜合利用有望獲得突破性進(jìn)展。
評(píng)論