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核能供暖來了!

發布時間:2022年11月21日
  • 2022-11-20,微信號“中國新聞周刊”首發。 最近,大連瓦房店市紅沿河鎮實現了核能供暖,這是東北首個核能供暖項目。

    事實上,這并不是全國第一個相關項目,2021年以來,浙江海鹽、山東海陽等地陸續實現核能供暖。

    近幾年,隨著煤炭等化石能源價格大漲,核能的綜合效益一再被關注。甚至不少行業內專家預測,隨著核能安全性的提升和“零碳”環保城市概念的推廣,核能供暖將全面進入“窗口期”。

    核能供暖未來會大規模推廣嗎?核能供暖足夠安全嗎? “窗口期”來臨?

    紅沿河鎮并不是國內核能供暖的第一個地方。此前不論是浙江海鹽還是山東海陽,都已經率先實行核能供暖。 同樣位于東北地區的佳木斯核能供暖項目,也在有序推進。 國家電力投資集團有限公司核能總工程師、“國和一號”總設計師鄭明光告訴中國新聞周刊,核能供熱一般是將核電廠經過高中壓缸發電后蒸汽產生的部分熱量,傳遞給熱力公司,再經過供熱管網送至終端用戶,在這個過程中,完成了熱量交換。 “核能本質上是一種能源形式。反應堆建成之后,具體怎樣利用要看具體需求,比如可以用來發電、供熱,也可以用來制氫、淡化海水,未來根據場景與經濟性情況,還可能探索更多使用空間?!编嵜鞴庹f。 在不少業內專家看來,最近幾年,可能是核能供暖發展的“窗口期”。 近期,國家對核能發展的支持力度有所提升。今年以來,國內已有5個核電項目、10臺核電機組獲得核準,為近14年最多。 此外,根據《“十四五”規劃和2035遠景目標綱要》,到2025年,我國核電運行裝機容量要達到7000萬千瓦。

    中國核學會理事長王壽君在8月舉辦的國際核工程大會上表示,預計2022~2025年間,中國將保持每年6~8臺核電機組的核準開工節奏;到2035年,中國核電在總發電量中的占比將達到10%,相比2021年翻倍。 隨著過去一年石油、天然氣價格創下歷史新高,國際原子能機構調高了核電預期:到 2050年,世界核電發電容量將比2020年多一倍,比頭一年的預期值高了10%。 快速增加的核電項目,無疑為核能供暖提供了機遇。

    鄭明光認為,如果在核電建設的初期,就考慮將核電與城市供熱管網相連接,將大大提升供電供暖的互聯性,這樣的熱電聯供的模式將會越來越多。 此外,與耗資不菲、建造周期漫長的傳統大型核電站相比,30萬千瓦以下的小型核反應堆(以下簡稱“小堆”)造價更低、更易建造、更安全靈活,在業內被認為更適宜為城市供暖。 在鄭明光看來,利用“小堆”實現中小型城市的供熱,未來會越來越普及。

    2020年,國家電投集團就與黑龍江省克山縣政府簽訂合作協議,共同推動核能供熱“小堆”落地。 在沒有“小堆”的情況下,目前中小居民點的供暖一般采用怎樣的方案? 北京能研管理咨詢有限公司技術總監焦敬平告訴中國新聞周刊,目前不少中小居民點還在使用傳統的鍋爐房供暖,大城市則更多是集中供暖。 比如,剛剛實現核能供暖的紅沿河鎮,此前就是依靠12個鍋爐房實現供暖。 “‘小堆’發生事故概率已經非常低,相比煤炭對環境帶來的污染,‘小堆’清潔、低碳、環保,安全性也更有保證,所以‘小堆’是將來發展的重要趨勢?!编嵜鞴庹f。

    經濟合作與發展組織(OECD)核能機構近日發布的研究報告《模塊化小堆:挑戰與機遇》(以下簡稱《報告》)指出,全球目前已總計推出超過70種“小堆”設計,比2018年增加了40%,而商業化進程最快的“小堆”,均基于已經積累數十年運行和監管經驗的大型輕水堆設計。 我國自主研發的“小堆”——玲龍一號(ACP100),于2016年4月成為全球首個通過國際原子能機構通用安全審查的小型核反應堆。

    環保賬與經濟賬

    核能供暖更重要的優勢在于其環保效益。

    鄭明光說,我國北方擁有漫長的采暖期,冷空氣一來,就會使煤炭燃燒帶來的污染空氣南下,進而對整個國家的空氣質量產生影響。因此如果部分區域換成核能供暖,那么在冬季,對整個國家的空氣質量都會改善。 據測算,紅沿河核能供暖項目投產后每年將減少標煤消耗5726噸,減排二氧化碳1.41萬噸、煙塵209余噸、二氧化硫60余噸、氮氧化物85余噸、灰渣2621噸,將有效改善供暖區域大氣環境。 浙江海鹽的核能供暖項目全部建成投產后,年供熱量將達到70.4萬吉焦,相對于南方地區電取暖方式,每年可節約電能消耗1.96億度;相對于燃煤火電機組每年可減少燃用標煤約2.46萬噸,相應每年減排二氧化硫1817噸、氮氧化物908噸、二氧化碳5.9萬噸。

    事實上,核能的利用以及核能供暖,本身就是我國碳達峰行動方案中的重要內容。 2021年10月26日,國務院印發的《2030年前碳達峰行動方案》明確提出“積極安全有序發展核電”“積極穩妥開展核能供熱示范”。 毫無疑問,在正常運行狀態下,核能供暖相比傳統的鍋爐房、小火電更具環保效益。但居民日常繳納的供暖費,能否覆蓋核能供暖的建設成本呢? “如果只考慮核電站產生的余熱去供暖,核能供暖成本確實不高。但如果從整個核能生命全周期來看,早期投資比較大?!苯咕雌奖硎?。 前述《報告》指出,“小堆”不能從單堆的規模經濟中受益,“批量建設”勢在必行,但其大規模部署仍面臨一系列挑戰。 “現在如果大面積推廣‘小堆’供暖,面臨的重要問題就是價格。因為在我國,不論水價、電價還是熱價,都具有公益性,目前很多城市熱價已經多年沒有上漲?!编嵜鞴庹f。 鄭明光分析,如果供熱價格一直較低,即使“小堆”核能供暖的環保效應強,但經濟性差,在市場經濟下,企業的投資意愿必然會下降。 他坦言,“如果按照目前天然氣供熱價格收費,‘小堆’可以盈利,但是如果按照目前較為普遍的30元/GJ來評估,‘小堆’供熱的經濟性將很難保證,很可能虧損?!?/p>

    事實上,最近兩年,隨著煤炭價格的持續上漲,不少傳統的供熱企業同樣面臨著虧損。 鄭明光認為,即使主要為供熱設計的反應堆,也需要進行多用途設計。他說,“如果僅冬天使用,設施維護和人員成本就會非常高。包括熱電聯供、工業制氣等都可以與供熱功能一同設計?!? 安全性疑慮 在不少業內專家看來,不論從環保屬性看,還是能源可持續發展角度看,核能在供暖領域,都存在一定優勢。 但對于公眾而言,對核能供暖的考量,不僅是經濟性和環保性。 焦敬平坦言,即使業內對核能供暖的優勢了解得非常清晰,但在推廣層面,公眾的反應還是不少地方優先考慮的?!艾F實情況是,民眾都希望利用清潔高效的能源,但都不希望將核反應堆建在自己家門口?!彼f。 與建設在沿海的大型核電廠相比,“小堆”的“鄰避效應”會更明顯。中國電力發展促進會核能分會秘書長汪永平曾對媒體表示,根據項目建設目標,“小堆”適宜布置在距離負荷中心較近的城市或工業園區周邊,周邊居民和工作人員密度明顯大于大型核電廠周邊,公眾的抵觸、排斥情緒相對較大。 根據世界核協會的數據,1996年,核能占全球能源供應的17%,到2022年已降至10%左右。2011年日本福島核災難發生后,全球反核情緒高漲,德國、日本甚至宣稱要“去核化”,宣布逐步淘汰核電站。

    在美國,2012年以來,已有12座核反應堆被關閉。美國能源信息署預計,到2050年,美國的核能發電份額將從目前的20%下降至11%。 不過,目前,全球核電技術已經發展到第三代,第四代仍在研發試驗階段。中國目前自主掌握三代核電技術,代表性技術是“國和一號”和“華龍一號”。

    鄭明光表示,日本福島核電站運行的是第二代核反應堆。相比第二代核反應堆,目前建設的第三代核反應堆,安全性提升了上百倍。 他說,在設置了完整嚴重事故與堆芯熔毀應對措施之后,中國的三代核電技術已經“不再存在福島核電堆芯融化后放射性釋放的場景或可能性”。 他進一步解釋,目前國內三代核電技術的設計標準,充分考慮了一些極端情況,比如強地震、海嘯、天文潮、火災、電磁干擾、飛射物等。

    在鄭明光看來,目前全世界對核能的看法,也是在不斷變化的,特別是今年由于俄烏沖突造成能源短缺的情況下,歐盟已正式將核能歸類為“綠色能源”。 歐盟成員國迅速采取“促核”行動:在比利時,政府已宣布將該國剩余的兩座核反應堆的壽命延長10年;波蘭開始建造該國第一座核電站;捷克計劃同時建造幾座核反應堆;法國一度考慮關閉其58座核反應堆中的14座,但現在已著手研發下一代技術。近期,美國的態度也發生轉變。美國總統拜登同意向加利福尼亞州一所即將退役的核電站提供60億美元援助,維持其繼續運營。在西弗吉尼亞州,長達數十年的核電禁令近期遭到廢除。懷俄明州、愛達荷州的私人機構和國家實驗室則加快腳步,開始投資建造下一代核反應堆。

    鄭明光認為,從能源本身角度考慮,核能其實是人類的終極能源。他說,“未來如何在安全基礎上更充分、經濟地利用核能,是全球必須作出的選擇?!?

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