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核能综合利用迎来换挡提速
发布时间: 2021-04-28

来源:中国能源报

“《政府工作报告》中明确提出,在确保安全的前提下积极有序发展核电。‘积极’意味着核电不再被动地作为填平补缺的电源品种,将主动发挥不可或缺的作用。”中核战略规划研究总院副书记、副院长白云生日前在中国核学会核能综合利用分会成立大会暨零碳绿色发展高层次人才论坛上指出,核电的功能定位,将由战略性的少量补充逐渐演变为保障电力系统安全、为低碳清洁电量供给与多能源互补综合利用的强力支持。

碳达峰、碳中和目标提出后,核能在未来低碳经济、低碳社会中的作用不容忽视。记者了解到,除发电外,核能在供热、海水淡化、制氢等多领域的探索正在换挡提速。

核能供热逐渐扩围

2019-2020采暖季,山东海阳核电建成投运供热范围70万平方米的国内首个核能供热项目,并成功实现核能供热示范运行。今年2月19日,山东省能源局发布的《2021年全省能源工作指导意见》对海阳核电的供热模式给予肯定,并明确提出,清洁取暖方面,推广北方地区清洁取暖“山东模式”。建成国家能源核能供热商用示范二期工程,实现海阳市450万平方米核能供暖“全覆盖”,打造全国“零碳”供暖示范城市。积极开展胶东半岛地区核能综合利用规划研究。

“实践证明,相比于其他供暖方式,核能供热具有清洁低碳、运行稳定、经济可行等多重优势,是当前不可多得、可实现替代一次能源,满足大规模集中供暖基本负荷需求的重要供热形式,市场空间巨大。”山东核电有限公司高级工程师张真介绍,“若进一步优化热力管网建设,做到冬可采暖夏可制冷,可进一步提高运营经济性,降低供热成本。”

海阳核电在核能供热取得的突破,也给业内提供了可参照的案例。记者了解到,除海阳核电外,目前已有多个核电基地启动核能供热相关研究。田湾核电站已启动为周边提供热力和工业用汽的相关工作,徐大堡核电站一期工程计划向距离厂址18公里的绥中县城实施区域供热,红沿河核电也已经开展了相关工作。此外,秦山核电去年7月发布《秦山核电能综合利用项目可行性研究招标公告》,要求中标企业结合核电机组特性及民用建筑供暖节能改造、工业用汽等开展可行性研究。

水热联供示范项目正在建设

除供热外,海阳核电去年上半年完成了日产30万吨大型海水淡化项目的可行性研究工作,并已通过专家审查。

与冬季取暖需求一样,缺乏淡水资源也是北方地区普遍存在的问题,有专家指出,淡水已成为经济可持续发展不可忽略的瓶颈,而海水淡化是核能行业继供热之后寻求综合利用模式的又一重要探索。

“根据规划测算,利用我国沿海核电余热,未来可满足沿海至内陆150-200公里范围内近50亿平方米建筑冬季供热需求,占我国北方未来城镇建筑供热总量的1/4。”清华大学教授付林指出,“不仅如此,如果利用水热同产同送技术,在供暖同时还可产生淡水70亿吨以上,能满足区域内约50%的淡水需求。”

付林所说的“水热同产同送”技术,首先是用发电余热加热海水,再用产生的蒸汽加热热网,这些蒸汽冷却后即成为淡水。“供热的同时,利用温差驱动海水淡化,相比传统热电联产技术,水热同产在供热同时生产淡水,且没有额外消耗蒸汽,投资与常规海水淡化技术相当。”付林说,“送出时,仅需单根长输管线输送热淡水,水和能量同时输送,省去回水管道,可以大幅降低长输管网投资,节约水泵电耗,比传统长输供热成本降低40%。”

付林透露,这一技术正在研发当中。根据测算,如果海阳核电全面实施水热联供技术,在满足近4亿平方米建筑的冬季采暖的同时,每个采暖季可提供淡水3亿吨,能够极大缓解烟台、威海、青岛等周边地区的冬季采暖及淡水需求。“目前正在海阳核电建设日产120吨热淡水、供热面积1万平方米的小型示范工程,为将来大规模推广应用积累经验与技术。”

核电“减碳”地位持续加强

随着减碳目标提出,二氧化碳排放逐渐取代常规污染物排放,成为能源电力行业发挥社会效益的主要抓手,北方各省在强调“清洁取暖”的同时,也将“低碳”“零碳”提上日程。“目前,燃煤锅炉、燃煤热电联产在我国各类热源当中占比超过70%,供热结构仍以煤为主。而碳达峰、碳中和目标的提出,意味着传统能源消费结构要发生改变。”付林表示。

白云生认为,随着能源电力系统清洁低碳化转型加快以及煤电的逐步退出,核电作为“零碳”能源体系的基荷电源,支撑电网消纳高比例新能源的作用正在凸显,核电与“风光”等新能源协同发展的局面将加快形成。

“纵向看,核能综合利用需要新兴技术深入精细化推进,持续挖掘传统核能综合利用潜力。” 中广核工程有限公司设计院高级工程师侯平利认为,核能综合利用不应局限于单一维度之内,“横向看,核能应与其他新能源横向广泛联合,大力推动以核能为中心的多能互补综合能源利用系统的应用,输出辅助服务产品,提升核能友好度,并进一步提升核能系统在整个能源系统中的价值。”

上海核工程研究设计院高级经济师张帆则指出,目前的碳交易体系尚未将核电纳入,未来有必要设计核电参与全国碳排放权交易的商业模式,包括碳减排量交易模式、碳减排量货币金融化融资模式等。“如能将核电的减排量纳入交易范围,可进一步发挥核电作为清洁低碳能源的作用,极大提升其经济性。推动核电参与碳排放权交易,实现核能‘售电售热+售碳减排’双轨制,也有利于实现‘多建、多发、更合理定价’。”

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