核能供热的“三本账”

这是山东海阳市借助核能成为全国首个“零碳”供暖城市后的第一个春节。1月31日至2月6日，春节假期七天，国家电投海阳核电1号机组安全稳定运行，2号机组完成调停检修，“暖核一号”核能供热项目持续稳定供热，累计对外提供清洁的电2.26亿度，零碳的暖11.2万吉焦，相当于节约原煤13.73万吨，减排二氧化碳20.1万吨。

清洁取暖事关蓝天白云、百姓冷暖，是重要的民生民心工程。今冬供暖季以来，北有山东海阳，南有浙江海盐，国内两大核电基地所在地相继进入核能供热时代。核能供热的“生态账”“经济账”“民生账”怎么算，未来能不能扩围升级，更多的探索正在进行中。

发电之余“兼职”供热

“对我们运行人来说，排班表就是‘日历’，在机组跨年既是我们的必修课，也是我们独有的年味。”海阳核电1号机组运行六值值长许海涛说。

春节期间，国家电投山东核电建立保供专项工作机制，确保核安全三道屏障完整可靠、供电供暖保障体系有效运转，在源源不断产生“清洁电”的同时，也将“清洁热”输送到了20万居民家中。

从2018年12月核能供热项目正式立项，在国内率先开展大型压水堆热电联产研究与实践，到2019年11月建成并投运覆盖核电厂周边70万平方米的全国首个核能供热商用工程，再到2021年11月“暖核一号”实现新老城区约500万平方米“全覆盖”，短短3年时间，海阳核能供热项目完成了设计规划、落地实施、完善改进。

“自热小火锅”——技术人员如此类比背后的工作原理。据介绍，核电站运行中，核裂变产生热量，把水加热成蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，进而带动发电机转动从而产生电量。而核能供热就是在核电机组二回路抽取部分做过功的蒸汽作为热源，通过厂内换热首站、厂外供热企业换热站进行多级换热，最后像传统供热模式一样，加热原有市政供热管网的水，将热量传递至最终用户。

核电站在发电之余“兼职”供热，会不会有安全隐患，这是周围居民的顾虑，也是这一项目首先要解决的问题。

山东核电党委书记、董事长吴放向《经济参考报》记者介绍说，从2004年山东核电落地海阳以来，就持续开展科普工作，拥有良好的群众基础。供热项目提上日程后，工作人员专门制作了形象直观的演示片，让居民了解核能供热的安全和清洁。

“核电站与供暖用户间有多道回路进行隔离，每个回路间只有热量传递，没有水的交换，保证不会有任何放射性物质进入用户暖气管道。热水也只在小区内封闭循环，与核电厂层层隔离，没有任何接触，十分安全。”他强调说。

综合利用实现多方共赢

将安全置于首位的同时，核能要在供热市场竞争中脱颖而出，还要算好“生态账”“经济账”和“民生账”。

据了解，“暖核一号”核能供热项目覆盖海阳全城后，取代了当地12台燃煤锅炉，截至2022年2月8日，已累计供热134万吉焦，相当于节约原煤7.76万吨，减排二氧化碳14万吨。

这只是一个开始。经测算，每个供暖季海阳预计可节约原煤10万吨，减排二氧化碳18万吨、烟尘691吨、氮氧化物1123吨、二氧化硫1188吨、相当于种植阔叶林1000公顷，同时减少向环境排放热量130万吉焦，这对于近年来减煤压力颇大的山东省而言，意义不言而喻。

“零碳不意味着成本一定会增加。”吴放表示，“暖和一号”项目同时实现了居民用暖价格不增加、政府财政负担不增长、热力公司利益不受损、核电企业经营做贡献、生态环保效益大提升，这给当下的减碳工作提供了一种新思路。

据了解，在煤炭价格上涨、部分地区供暖费上调的背景下，当地供暖费不升反降，从原有的22元/㎡下调到21元/㎡，同时供暖的质量大大提升。

在吴放看来，降价的勇气背后是能效的提升，这是一个浩大的系统工程，仅从热源角度来看，“暖核一号”就将海阳核电1号机组的热效率从36.69%提高至39.94%。

其中，科技创新至关重要，例如该项目攻克了“核电机组常规岛汽轮机中间级抽汽”的相关技术，填补了“百万千瓦级中压饱和汽轮机组抽汽技术”的国内空白。研发了适用于饱和蒸汽的大口径抽汽止回阀、快关调节阀等新型阀门，在核电热电联产关键设备上实现了国内首创，并在“核电热电联产的运行控制技术”上实现了新的跨越。

据介绍，当地还将核能供热首站控制系统纳入智慧热网调度管控平台，对核能热源、输配系统以及终端用户的供热环节进行参数监测、数据分析与智能管控，同时根据天气变化，适时进行温度调控，实现智慧供热、科学供热和稳定供热。

核能的综合利用让核电企业在卖电之外增加了卖热的收入，也让热力企业大大降低了运行成本。

海阳市海源能源有限公司董事长赵新说，核能供暖后，不需要再使用原来的锅炉及环保设备，供暖各站实现了无人值守。以一个供暖季为例，一台40吨的燃煤锅炉，热力企业在环保、用电、人工等方面的成本节省可达300余万元。

在经济账之外，吴放认为核能供热还有很多隐形效益，例如通过采暖季供热，核电运营商可以更深入地融入周边社会经济发展，维护良好的公共关系。

统筹规划前景可期

国家“十四五”规划提出，开展山东海阳等核能综合利用示范。《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》也明确“积极稳妥开展核电余热供暖”。

“我们规划的第三步是区域级的核能供热。” 吴放透露，2022年下半年，海阳核电3000万平方米供热项目的科研工程将开始，探索150公里范围内的区域供暖，有可能将烟台、威海、青岛纳入其中。除了居民供暖，也可以用于工业供热。一旦该项目投运，机组热效率将有望提升到55.9%，是原来的1.5倍。若海阳核电两台机组同时开展3000万平方米供热，能源贡献力相当于再造一个百万千瓦级核电机组。

供热与供水、新能源耦合将是未来重要的创新方向。海阳核电从2020年开始做的“水热同产同传”试点已取得成功，目前一天可以生产100多吨的饮用水。山东核电规划未来推进“储热储水+风光一体化”，采用长距离大温差输热技术，建设半岛清洁供能主干管网，实现烟青威地区清洁用暖、用水互通互补，打造清洁能源生态系统。

同样迈出核能综合利用步伐的还有浙江海盐。31年前，我国大陆首座核电站在这里并网发电。2021年12月3日，由中核集团秦山核电供热的我国南方首个核能供热示范工程（一期）正式投运，供暖面积达46万平方米，惠及近4000户居民。到“十四五”末项目全部建成，能够满足海盐约400万平方米供暖需求。

据了解，我国有60%以上的地区、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电厂热电联产供暖与低温核供热。其中，截至目前，全球约有近60座反应堆热电联供，占所有运行核电机组的10%左右，主要分布在东欧。

“热电联供是大型核电站和区域供热两项新技术的结合，只要两者之间管网成本合理可行，总体上安全经济可行。” 曾任清华大学核能技术设计研究院（核研院）教授田嘉夫告诉《经济参考报》记者。

截至2021年底，我国大陆地区在运核电机组53台、装机容量5464万千瓦，在建机组18台、装机容量1890万千瓦。

有业内人士指出，我国核电机组大多分布在秦岭-淮河线以南的沿海地区，地处亚热带，冬季短且少严寒。如果将此区域核电站进行供热改造，可用于工业供热。相比之下，在东北地区沿海的核电机组具有更大的提升空间。同时，依托核电基地打造源网荷储一体化的综合能源项目不失为一种创新探索，将在其他核能综合利用方面创造广阔前景。

“从北到南的核电基地都在谋划核能供热，这说明地域不是问题。”吴放认为，推进核能综合利用，需要解决大量技术难题，但更重要的是市场体制机制的问题，需要各行业互联互通，相关部委已关注到这个问题，正在研究核能供热发展的指导意见，未来核能综合利用有望获得突破性进展。