核能供熱項目備受期待 落地難成最大障礙

   　中核集團正式宣布：泳池式輕水反應堆(簡(jiǎn)稱(chēng)49-2堆)安全供熱滿(mǎn)168個(gè)小時(shí)，具備為原子能院部分辦公樓供熱、功能演示及實(shí)操培訓等能力。同時(shí)發(fā)布的，還有能實(shí)現區域供熱的“燕龍”泳池式低溫供熱堆。

　　據測算，一座400MW的“燕龍”低溫供熱堆，供暖建筑面積可達約2000萬(wàn)平方米，相當于20萬(wàn)戶(hù)三居室。

　　“利用核能進(jìn)行區域供熱能更有效改善我國能源結構，緩解日趨嚴重的能源供應緊張局面，希望中核集團對泳池式反應堆供熱的技術(shù)進(jìn)行充分論證，不放過(guò)任何技術(shù)關(guān)鍵細節，力爭將核能供熱技術(shù)的安全性、可靠性論證明白，用公眾接受的語(yǔ)言向社會(huì )講清楚?！杯h(huán)境保護部副部長(cháng)、國家核安全局局長(cháng)劉華評價(jià)說(shuō)。

　　各省市試點(diǎn)紛紛趨之若鶩，難題能否得到化解?

　　在我國北方，每年冬季供暖是關(guān)系國計民生的大事，采暖范圍遍布全國17個(gè)省、市、自治區，占國土面積的60%以上，采暖人口達7億。目前我國主要的供熱方式為集中供熱和分散供熱兩種主要方式。其中，集中供熱的熱源主要以熱電聯(lián)產(chǎn)和區域鍋爐房為主，每年供暖消耗煤炭超過(guò)5億噸，能源結構和產(chǎn)業(yè)升級形勢嚴峻。

　　國家統計局最新數據顯示，2015年供熱用燃煤消耗量占國內原煤總產(chǎn)量的比例為4.62%。隨著(zhù)集中供熱對分散供熱的替代，供熱用燃煤消耗量占比略有降低，但仍然能夠維持在4%左右，特別是近年來(lái)霧霾天氣的持續增多，環(huán)保問(wèn)題日益加重，清潔供熱能源的替代需求愈發(fā)強烈。

　　“隨著(zhù)城鎮化的進(jìn)展，北方地區供熱面積已經(jīng)達到130多億平方米，且以每年5%-10%的速度遞增，很多地方都已面臨熱源緊缺問(wèn)題。供熱信息網(wǎng)了解到另一方面，我們也應看到北方地區主要的供熱熱源來(lái)自化石能源，33%源于直接燃煤，這也是造成北方地區霧霾一個(gè)非常重要的原因?！鼻迦A大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)科學(xué)系教授夏建軍分析。

　　不久前印發(fā)的《北方地區冬季清潔取暖規劃(2017—2021)》提出，到2019年，北方地區清潔取暖率達到50%，替代散燒煤7400萬(wàn)噸。到2021年，北方地區清潔取暖率達到70%，替代散燒煤1.5億噸。這些數字意味著(zhù)未來(lái)幾年，仍有大量的散燒煤和燃煤鍋爐將被替代。

　　“核能供熱的突出優(yōu)勢表現在低溫供熱上。因為核反應堆原理與鍋爐燃燒原理完全不同，燃料燃燒必須保持爐膛的高溫，供應低溫熱也不能降低。而核裂變反應可以發(fā)生在任何溫度下，如果僅僅要求供應低溫熱，反應堆就可以工作在低溫低壓條件下，都可以簡(jiǎn)化反應堆結構，提高安全性和降低造價(jià)。這就是前些年許多國家紛紛投入力量，開(kāi)展低溫核供熱研究的原因。

　　在我國，核能供熱反應堆研發(fā)的歷史可追溯至上世紀80年代。1983年，清華大學(xué)原有的池式研究堆實(shí)現我國第首次核能低溫供熱實(shí)驗;1984年，當時(shí)的國家科委批準在清華大學(xué)核能所建一座5MW的核供熱試驗堆;1986年起，低溫核供熱正式列為國家“七五”科技攻關(guān)項目;1989年，50MW低溫核供熱堆正式臨界啟動(dòng)，之后一次成功完成72小時(shí)滿(mǎn)功率連續運行實(shí)驗。

　　值得關(guān)注的是，在技術(shù)層面，經(jīng)過(guò)層層篩選，業(yè)內逐漸形成式供熱堆和殼式供熱堆池兩種主流類(lèi)型(詳情見(jiàn)本刊2016年5月刊《核能供熱產(chǎn)業(yè)化提速》一文)。其中池式供熱堆以游泳池實(shí)驗堆為原型，殼式供熱堆由目前主流壓水堆核電站技術(shù)演進(jìn)而來(lái)。前者代表是中核集團剛剛發(fā)布的“燕龍”泳池式低溫供熱堆，而后者代表則是中廣核集團的NHR200-II低溫供熱堆技術(shù)。

　　核能供熱前景廣闊

　　核能供熱正朝著(zhù)前景更為廣闊、競逐更加充分的示范商業(yè)環(huán)節演進(jìn)。然而，經(jīng)過(guò)多年試錯，布局企業(yè)面臨的風(fēng)險與機遇卻愈發(fā)難以界定。核供熱反應堆“燕龍”的橫空出世，使得中核集團率先在核能供熱上獲得突破。據悉，“燕龍”是中核集團在泳池式研究堆五十多年安全穩定運行的基礎上，針對北方城市供暖需求開(kāi)發(fā)的一種安全經(jīng)濟、綠色環(huán)保的堆型產(chǎn)品。

　　探其原理，是將反應堆堆芯放置在一個(gè)常壓水池的深處，利用水層的靜壓力提高堆芯出口水溫以滿(mǎn)足供熱要求。熱量通過(guò)兩級交換傳遞給供熱回路，再通過(guò)熱網(wǎng)將熱量輸送給千家萬(wàn)戶(hù)。

　　中核集團“燕龍”泳池式低溫供熱堆總設計師柯國土向記者介紹，池式低溫供熱堆選址靈活，內陸沿海均可，尤其適合北方內陸。反應堆壽命長(cháng)達60年，與燃煤、熱電聯(lián)產(chǎn)相比具有經(jīng)濟可比性?！芭c其他的化石能源供熱相比，池式低溫供熱堆建設投資約是同規模燃煤鍋爐的2至3倍，但運行成本遠低于燃煤鍋爐，且使用壽命達到60年，是燃煤鍋爐的2至4倍?！敝袊茖W(xué)院院士王乃彥分析。在其看來(lái)，以低溫供熱堆替代核電廠(chǎng)和區域鍋爐房熱源承擔城市基本熱負荷，或將成為緩解化石能源環(huán)境污染的一種有效可行的方法。

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　　與中核集團堅持采用二級單位中國原子能科學(xué)研究院的池式堆技術(shù)路線(xiàn)不同，中廣核集團聯(lián)合清華大學(xué)采用了“殼式堆”技術(shù)，并協(xié)同中國核建旗下的中核能源一同完成了NHR200-II技術(shù)工業(yè)供熱、熱電聯(lián)供項目技術(shù)改造。

　　據悉，中廣核正在大力推動(dòng)低溫供熱堆技術(shù)的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)?！暗蜏毓岫丫哂邪踩愿?、廠(chǎng)址適應性強、技術(shù)上可取消廠(chǎng)外應急等特點(diǎn)，可以靠近用戶(hù)，建在城市周邊、內陸偏遠地區等廠(chǎng)址區域，從而使電、熱、水、冷多種能源供應成為了可能。在實(shí)現批量化、模塊化建造后，低溫供熱堆建造、部署時(shí)間將大大縮短，僅需要2-3年即可建成?！惫嵝畔⒕W(wǎng)了解到與此同時(shí)，三大核企最晚成立的國家電投也不甘落后，其自主研發(fā)的微壓供熱堆HAPPY200也于2017年完成總體方案迭代及優(yōu)化，并進(jìn)行了候選廠(chǎng)址的調研勘察。

　　產(chǎn)融結合之路卻異常艱難

　　核能供熱的美好前景，加速了能源央企對其涉獵，然而產(chǎn)融結合之路卻異常艱難。30年前的阜新、琿春、天津等地選址不了了之，令一些產(chǎn)融結合者至今仍心存余悸。

　　與此同時(shí)，選擇北方大型核電站試點(diǎn)熱電聯(lián)供作為小型堆區域供熱的過(guò)渡，青島等城市也在積極探索。據悉，青島供熱以燃煤鍋爐和熱電聯(lián)產(chǎn)為主，供熱面積達2.1億平方米。根據青島2014年清潔能源規劃——“四改造、三開(kāi)發(fā)、二替代、一建立”的總體工作思路，預計到2020年，供熱面積達3.1億平方米，其中20%海水源熱泵，燃氣20%，余熱資源20%，其他采用熱泵技術(shù)，卻仍有6000萬(wàn)平方米的缺口。

　　記者注意到，青島謀求“核電+供暖”的訴求并非全國個(gè)例。早在2017年2月17日，遼寧核電有限公司即向國家知識產(chǎn)權總局申報了“一種基于大型商用核電機組的熱電聯(lián)產(chǎn)方法”發(fā)明專(zhuān)利獲得授權，成為我國第一個(gè)核電供暖專(zhuān)利。

　　“徐大堡核電項目地處我國東北地區，具備在我國率先開(kāi)展核電供暖的優(yōu)勢?！贝饲?，遼寧核電有限公司副總經(jīng)理葛政法在接受中核集團內部媒體采訪(fǎng)時(shí)透露，“目前，我國北方運行及在建的核電站均已電力生產(chǎn)為唯一目的，由于核電調峰的需求越來(lái)越大，所以有必要探索核電綜合利用方案，在電力生產(chǎn)的同時(shí)兼顧民生問(wèn)題?！?/p>

　　一邊是積極打造“我國核電產(chǎn)業(yè)北方基地”的山東，另一邊是謀求更多低溫供熱示范堆落戶(hù)的河北。這點(diǎn)，在2017年1月13日由中國電力發(fā)展促進(jìn)會(huì )核能分會(huì )舉辦的“核能供熱技術(shù)推廣應用研討會(huì )”上，即可看出。

　　彼時(shí)，來(lái)自河北承德、石家莊、邯鄲、邢臺、保定、秦皇島等城市的代表踴躍發(fā)言，交流訴求。

　　“地方的需求是迫切的，關(guān)鍵是拍板的問(wèn)題?！眹穗娏σ巹澰O計研究院高工林令之一語(yǔ)中的。在其看來(lái)，中國北方被霧霾困擾、環(huán)境問(wèn)題成為社會(huì )公眾高度關(guān)注的當下，核能供熱能否邁出關(guān)鍵步伐，不僅取決于公眾恐核心理的消除，更有賴(lài)于政府的加強引導和規劃，才能真正推動(dòng)核能供熱示范項目早日落地?！拔憾袶APPY200，目前廠(chǎng)址選擇正在進(jìn)行中，計劃率先在吉林推廣，形成北方示范，用于冬季民用采暖以及糧食深加工等?！绷至钪f(shuō)。