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核能供暖來了！
2022-11-20，微信號(hào)“中國(guó)新聞周刊”首發(fā)。 最近，大連瓦房店市紅沿河鎮(zhèn)實(shí)現(xiàn)了核能供暖，這是東北首個(gè)核能供暖項(xiàng)目。
事實(shí)上，這并不是全國(guó)第一個(gè)相關(guān)項(xiàng)目，2021年以來，浙江海鹽、山東海陽等地陸續(xù)實(shí)現(xiàn)核能供暖。
近幾年，隨著煤炭等化石能源價(jià)格大漲，核能的綜合效益一再被關(guān)注。甚至不少行業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè)，隨著核能安全性的提升和“零碳”環(huán)保城市概念的推廣，核能供暖將全面進(jìn)入“窗口期”。
核能供暖未來會(huì)大規(guī)模推廣嗎？核能供暖足夠安全嗎？ “窗口期”來臨？
紅沿河鎮(zhèn)并不是國(guó)內(nèi)核能供暖的第一個(gè)地方。此前不論是浙江海鹽還是山東海陽，都已經(jīng)率先實(shí)行核能供暖。 同樣位于東北地區(qū)的佳木斯核能供暖項(xiàng)目，也在有序推進(jìn)。 國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司核能總工程師、“國(guó)和一號(hào)”總設(shè)計(jì)師鄭明光告訴中國(guó)新聞周刊，核能供熱一般是將核電廠經(jīng)過高中壓缸發(fā)電后蒸汽產(chǎn)生的部分熱量，傳遞給熱力公司，再經(jīng)過供熱管網(wǎng)送至終端用戶，在這個(gè)過程中，完成了熱量交換。 “核能本質(zhì)上是一種能源形式。反應(yīng)堆建成之后，具體怎樣利用要看具體需求，比如可以用來發(fā)電、供熱，也可以用來制氫、淡化海水，未來根據(jù)場(chǎng)景與經(jīng)濟(jì)性情況，還可能探索更多使用空間。”鄭明光說。 在不少業(yè)內(nèi)專家看來，最近幾年，可能是核能供暖發(fā)展的“窗口期”。 近期，國(guó)家對(duì)核能發(fā)展的支持力度有所提升。今年以來，國(guó)內(nèi)已有5個(gè)核電項(xiàng)目、10臺(tái)核電機(jī)組獲得核準(zhǔn)，為近14年最多。 此外，根據(jù)《“十四五”規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，到2025年，我國(guó)核電運(yùn)行裝機(jī)容量要達(dá)到7000萬千瓦。
中國(guó)核學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)王壽君在8月舉辦的國(guó)際核工程大會(huì)上表示，預(yù)計(jì)2022～2025年間，中國(guó)將保持每年6～8臺(tái)核電機(jī)組的核準(zhǔn)開工節(jié)奏；到2035年，中國(guó)核電在總發(fā)電量中的占比將達(dá)到10％，相比2021年翻倍。 隨著過去一年石油、天然氣價(jià)格創(chuàng)下歷史新高，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)調(diào)高了核電預(yù)期：到 2050年，世界核電發(fā)電容量將比2020年多一倍，比頭一年的預(yù)期值高了10%。 快速增加的核電項(xiàng)目，無疑為核能供暖提供了機(jī)遇。
鄭明光認(rèn)為，如果在核電建設(shè)的初期，就考慮將核電與城市供熱管網(wǎng)相連接，將大大提升供電供暖的互聯(lián)性，這樣的熱電聯(lián)供的模式將會(huì)越來越多。 此外，與耗資不菲、建造周期漫長(zhǎng)的傳統(tǒng)大型核電站相比，30萬千瓦以下的小型核反應(yīng)堆（以下簡(jiǎn)稱“小堆”）造價(jià)更低、更易建造、更安全靈活，在業(yè)內(nèi)被認(rèn)為更適宜為城市供暖。 在鄭明光看來，利用“小堆”實(shí)現(xiàn)中小型城市的供熱，未來會(huì)越來越普及。
2020年，國(guó)家電投集團(tuán)就與黑龍江省克山縣政府簽訂合作協(xié)議，共同推動(dòng)核能供熱“小堆”落地。 在沒有“小堆”的情況下，目前中小居民點(diǎn)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(shù)總監(jiān)焦敬平告訴中國(guó)新聞周刊，目前不少中小居民點(diǎn)還在使用傳統(tǒng)的鍋爐房供暖，大城市則更多是集中供暖。 比如，剛剛實(shí)現(xiàn)核能供暖的紅沿河鎮(zhèn)，此前就是依靠12個(gè)鍋爐房實(shí)現(xiàn)供暖。 “‘小堆’發(fā)生事故概率已經(jīng)非常低，相比煤炭對(duì)環(huán)境帶來的污染，‘小堆’清潔、低碳、環(huán)保，安全性也更有保證，所以‘小堆’是將來發(fā)展的重要趨勢(shì)。”鄭明光說。
經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）核能機(jī)構(gòu)近日發(fā)布的研究報(bào)告《模塊化小堆：挑戰(zhàn)與機(jī)遇》（以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》）指出，全球目前已總計(jì)推出超過70種“小堆”設(shè)計(jì)，比2018年增加了40%，而商業(yè)化進(jìn)程最快的“小堆”，均基于已經(jīng)積累數(shù)十年運(yùn)行和監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)的大型輕水堆設(shè)計(jì)。 我國(guó)自主研發(fā)的“小堆”——玲龍一號(hào)（ACP100），于2016年4月成為全球首個(gè)通過國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)通用安全審查的小型核反應(yīng)堆。
環(huán)保賬與經(jīng)濟(jì)賬
核能供暖更重要的優(yōu)勢(shì)在于其環(huán)保效益。
鄭明光說，我國(guó)北方擁有漫長(zhǎng)的采暖期，冷空氣一來，就會(huì)使煤炭燃燒帶來的污染空氣南下，進(jìn)而對(duì)整個(gè)國(guó)家的空氣質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此如果部分區(qū)域換成核能供暖，那么在冬季，對(duì)整個(gè)國(guó)家的空氣質(zhì)量都會(huì)改善。 據(jù)測(cè)算，紅沿河核能供暖項(xiàng)目投產(chǎn)后每年將減少標(biāo)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(qū)域大氣環(huán)境。 浙江海鹽的核能供暖項(xiàng)目全部建成投產(chǎn)后，年供熱量將達(dá)到70.4萬吉焦，相對(duì)于南方地區(qū)電取暖方式，每年可節(jié)約電能消耗1.96億度；相對(duì)于燃煤火電機(jī)組每年可減少燃用標(biāo)煤約2.46萬噸，相應(yīng)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(shí)上，核能的利用以及核能供暖，本身就是我國(guó)碳達(dá)峰行動(dòng)方案中的重要內(nèi)容。 2021年10月26日，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》明確提出“積極安全有序發(fā)展核電”“積極穩(wěn)妥開展核能供熱示范”。 毫無疑問，在正常運(yùn)行狀態(tài)下，核能供暖相比傳統(tǒng)的鍋爐房、小火電更具環(huán)保效益。但居民日常繳納的供暖費(fèi)，能否覆蓋核能供暖的建設(shè)成本呢？ “如果只考慮核電站產(chǎn)生的余熱去供暖，核能供暖成本確實(shí)不高。但如果從整個(gè)核能生命全周期來看，早期投資比較大。”焦敬平表示。 前述《報(bào)告》指出，“小堆”不能從單堆的規(guī)模經(jīng)濟(jì)中受益，“批量建設(shè)”勢(shì)在必行，但其大規(guī)模部署仍面臨一系列挑戰(zhàn)。 “現(xiàn)在如果大面積推廣‘小堆’供暖，面臨的重要問題就是價(jià)格。因?yàn)樵谖覈?guó)，不論水價(jià)、電價(jià)還是熱價(jià)，都具有公益性，目前很多城市熱價(jià)已經(jīng)多年沒有上漲。”鄭明光說。 鄭明光分析，如果供熱價(jià)格一直較低，即使“小堆”核能供暖的環(huán)保效應(yīng)強(qiáng)，但經(jīng)濟(jì)性差，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，企業(yè)的投資意愿必然會(huì)下降。 他坦言，“如果按照目前天然氣供熱價(jià)格收費(fèi)，‘小堆’可以盈利，但是如果按照目前較為普遍的30元/GJ來評(píng)估，‘小堆’供熱的經(jīng)濟(jì)性將很難保證，很可能虧損。”
事實(shí)上，最近兩年，隨著煤炭?jī)r(jià)格的持續(xù)上漲，不少傳統(tǒng)的供熱企業(yè)同樣面臨著虧損。 鄭明光認(rèn)為，即使主要為供熱設(shè)計(jì)的反應(yīng)堆，也需要進(jìn)行多用途設(shè)計(jì)。他說，“如果僅冬天使用，設(shè)施維護(hù)和人員成本就會(huì)非常高。包括熱電聯(lián)供、工業(yè)制氣等都可以與供熱功能一同設(shè)計(jì)。” 安全性疑慮 在不少業(yè)內(nèi)專家看來，不論從環(huán)保屬性看，還是能源可持續(xù)發(fā)展角度看，核能在供暖領(lǐng)域，都存在一定優(yōu)勢(shì)。 但對(duì)于公眾而言，對(duì)核能供暖的考量，不僅是經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。 焦敬平坦言，即使業(yè)內(nèi)對(duì)核能供暖的優(yōu)勢(shì)了解得非常清晰，但在推廣層面，公眾的反應(yīng)還是不少地方優(yōu)先考慮的。“現(xiàn)實(shí)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(yīng)堆建在自己家門口。”他說。 與建設(shè)在沿海的大型核電廠相比，“小堆”的“鄰避效應(yīng)”會(huì)更明顯。中國(guó)電力發(fā)展促進(jìn)會(huì)核能分會(huì)秘書長(zhǎng)汪永平曾對(duì)媒體表示，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)，“小堆”適宜布置在距離負(fù)荷中心較近的城市或工業(yè)園區(qū)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(duì)較大。 根據(jù)世界核協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，1996年，核能占全球能源供應(yīng)的17%，到2022年已降至10%左右。2011年日本福島核災(zāi)難發(fā)生后，全球反核情緒高漲，德國(guó)、日本甚至宣稱要“去核化”，宣布逐步淘汰核電站。
在美國(guó)，2012年以來，已有12座核反應(yīng)堆被關(guān)閉。美國(guó)能源信息署預(yù)計(jì)，到2050年，美國(guó)的核能發(fā)電份額將從目前的20%下降至11%。 不過，目前，全球核電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第三代，第四代仍在研發(fā)試驗(yàn)階段。中國(guó)目前自主掌握三代核電技術(shù)，代表性技術(shù)是“國(guó)和一號(hào)”和“華龍一號(hào)”。
鄭明光表示，日本福島核電站運(yùn)行的是第二代核反應(yīng)堆。相比第二代核反應(yīng)堆，目前建設(shè)的第三代核反應(yīng)堆，安全性提升了上百倍。 他說，在設(shè)置了完整嚴(yán)重事故與堆芯熔毀應(yīng)對(duì)措施之后，中國(guó)的三代核電技術(shù)已經(jīng)“不再存在福島核電堆芯融化后放射性釋放的場(chǎng)景或可能性”。 他進(jìn)一步解釋，目前國(guó)內(nèi)三代核電技術(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮了一些極端情況，比如強(qiáng)地震、海嘯、天文潮、火災(zāi)、電磁干擾、飛射物等。
在鄭明光看來，目前全世界對(duì)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(guó)迅速采取“促核”行動(dòng)：在比利時(shí)，政府已宣布將該國(guó)剩余的兩座核反應(yīng)堆的壽命延長(zhǎng)10年；波蘭開始建造該國(guó)第一座核電站；捷克計(jì)劃同時(shí)建造幾座核反應(yīng)堆；法國(guó)一度考慮關(guān)閉其58座核反應(yīng)堆中的14座，但現(xiàn)在已著手研發(fā)下一代技術(shù)。近期，美國(guó)的態(tài)度也發(fā)生轉(zhuǎn)變。美國(guó)總統(tǒng)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(xù)運(yùn)營(yíng)。在西弗吉尼亞州，長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的核電禁令近期遭到廢除。懷俄明州、愛達(dá)荷州的私人機(jī)構(gòu)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室則加快腳步，開始投資建造下一代核反應(yīng)堆。
鄭明光認(rèn)為，從能源本身角度考慮，核能其實(shí)是人類的終極能源。他說，“未來如何在安全基礎(chǔ)上更充分、經(jīng)濟(jì)地利用核能，是全球必須作出的選擇。”
