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中核集團(tuán)正式宣布：泳池式輕水反應(yīng)堆(簡(jiǎn)稱49-2堆)安全供熱滿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(xùn)等能力。同時(shí)發(fā)布的，還有能實(shí)現(xiàn)區(qū)域供熱的“燕龍”泳池式低溫供熱堆。
據(jù)測(cè)算，一座400MW的“燕龍”低溫供熱堆，供暖建筑面積可達(dá)約2000萬平方米，相當(dāng)于20萬戶三居室。
“利用核能進(jìn)行區(qū)域供熱能更有效改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，緩解日趨嚴(yán)重的能源供應(yīng)緊張局面，希望中核集團(tuán)對(duì)泳池式反應(yīng)堆供熱的技術(shù)進(jìn)行充分論證，不放過任何技術(shù)關(guān)鍵細(xì)節(jié)，力爭(zhēng)將核能供熱技術(shù)的安全性、可靠性論證明白，用公眾接受的語言向社會(huì)講清楚。”環(huán)境保護(hù)部副部長(zhǎng)、國(guó)家核安全局局長(zhǎng)劉華評(píng)價(jià)說。
各省市試點(diǎn)紛紛趨之若鶩，難題能否得到化解?
在我國(guó)北方，每年冬季供暖是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的大事，采暖范圍遍布全國(guó)17個(gè)省、市、自治區(qū)，占國(guó)土面積的60%以上，采暖人口達(dá)7億。目前我國(guó)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(qū)域鍋爐房為主，每年供暖消耗煤炭超過5億噸，能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)形勢(shì)嚴(yán)峻。
國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最新數(shù)據(jù)顯示，2015年供熱用燃煤消耗量占國(guó)內(nèi)原煤總產(chǎn)量的比例為4.62%。隨著集中供熱對(duì)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，特別是近年來霧霾天氣的持續(xù)增多，環(huán)保問題日益加重，清潔供熱能源的替代需求愈發(fā)強(qiáng)烈。
“隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)展，北方地區(qū)供熱面積已經(jīng)達(dá)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題。供熱信息網(wǎng)了解到另一方面，我們也應(yīng)看到北方地區(qū)主要的供熱熱源來自化石能源，33%源于直接燃煤，這也是造成北方地區(qū)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(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017—2021)》提出，到2019年，北方地區(qū)清潔取暖率達(dá)到50%，替代散燒煤7400萬噸。到2021年，北方地區(qū)清潔取暖率達(dá)到70%，替代散燒煤1.5億噸。這些數(shù)字意味著未來幾年，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(shì)表現(xiàn)在低溫供熱上。因?yàn)楹朔磻?yīng)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(yīng)低溫?zé)嵋膊荒芙档?。而核裂變反?yīng)可以發(fā)生在任何溫度下，如果僅僅要求供應(yīng)低溫?zé)?，反?yīng)堆就可以工作在低溫低壓條件下，都可以簡(jiǎn)化反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)，提高安全性和降低造價(jià)。這就是前些年許多國(guó)家紛紛投入力量，開展低溫核供熱研究的原因。
在我國(guó)，核能供熱反應(yīng)堆研發(fā)的歷史可追溯至上世紀(jì)80年代。1983年，清華大學(xué)原有的池式研究堆實(shí)現(xiàn)我國(guó)第首次核能低溫供熱實(shí)驗(yàn);1984年，當(dāng)時(shí)的國(guó)家科委批準(zhǔn)在清華大學(xué)核能所建一座5MW的核供熱試驗(yàn)堆;1986年起，低溫核供熱正式列為國(guó)家“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)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)滿功率連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。
值得關(guān)注的是，在技術(shù)層面，經(jīng)過層層篩選，業(yè)內(nèi)逐漸形成式供熱堆和殼式供熱堆池兩種主流類型(詳情見本刊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(yàn)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。前者代表是中核集團(tuán)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(tuán)的NHR200-II低溫供熱堆技術(shù)。
核能供熱前景廣闊
核能供熱正朝著前景更為廣闊、競(jìng)逐更加充分的示范商業(yè)環(huán)節(jié)演進(jìn)。然而，經(jīng)過多年試錯(cuò)，布局企業(yè)面臨的風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇卻愈發(fā)難以界定。核供熱反應(yīng)堆“燕龍”的橫空出世，使得中核集團(tuán)率先在核能供熱上獲得突破。據(jù)悉，“燕龍”是中核集團(tuán)在泳池式研究堆五十多年安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，針對(duì)北方城市供暖需求開發(fā)的一種安全經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的堆型產(chǎn)品。
探其原理，是將反應(yīng)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足供熱要求。熱量通過兩級(jí)交換傳遞給供熱回路，再通過熱網(wǎng)將熱量輸送給千家萬戶。
中核集團(tuán)“燕龍”泳池式低溫供熱堆總設(shè)計(jì)師柯國(guó)土向記者介紹，池式低溫供熱堆選址靈活，內(nèi)陸沿海均可，尤其適合北方內(nèi)陸。反應(yīng)堆壽命長(zhǎng)達(dá)60年，與燃煤、熱電聯(lián)產(chǎn)相比具有經(jīng)濟(jì)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(shè)投資約是同規(guī)模燃煤鍋爐的2至3倍，但運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于燃煤鍋爐，且使用壽命達(dá)到60年，是燃煤鍋爐的2至4倍。”中國(guó)科學(xué)院院士王乃彥分析。在其看來，以低溫供熱堆替代核電廠和區(qū)域鍋爐房熱源承擔(dān)城市基本熱負(fù)荷，或?qū)⒊蔀榫徑饣茉喘h(huán)境污染的一種有效可行的方法。
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與中核集團(tuán)堅(jiān)持采用二級(jí)單位中國(guó)原子能科學(xué)研究院的池式堆技術(shù)路線不同，中廣核集團(tuán)聯(lián)合清華大學(xué)采用了“殼式堆”技術(shù)，并協(xié)同中國(guó)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(xiàng)目技術(shù)改造。
據(jù)悉，中廣核正在大力推動(dòng)低溫供熱堆技術(shù)的市場(chǎng)開發(fā)?！暗蜏毓岫丫哂邪踩愿?、廠址適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)上可取消廠外應(yīng)急等特點(diǎn)，可以靠近用戶，建在城市周邊、內(nèi)陸偏遠(yuǎn)地區(qū)等廠址區(qū)域，從而使電、熱、水、冷多種能源供應(yīng)成為了可能。在實(shí)現(xiàn)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(guó)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)行了候選廠址的調(diào)研勘察。
產(chǎn)融結(jié)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(duì)其涉獵，然而產(chǎn)融結(jié)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(jié)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(qū)域供熱的過渡，青島等城市也在積極探索。據(jù)悉，青島供熱以燃煤鍋爐和熱電聯(lián)產(chǎn)為主，供熱面積達(dá)2.1億平方米。根據(jù)青島2014年清潔能源規(guī)劃——“四改造、三開發(fā)、二替代、一建立”的總體工作思路，預(yù)計(jì)到2020年，供熱面積達(dá)3.1億平方米，其中20%海水源熱泵，燃?xì)?0%，余熱資源20%，其他采用熱泵技術(shù)，卻仍有6000萬平方米的缺口。
記者注意到，青島謀求“核電+供暖”的訴求并非全國(guó)個(gè)例。早在2017年2月17日，遼寧核電有限公司即向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)總局申報(bào)了“一種基于大型商用核電機(jī)組的熱電聯(lián)產(chǎn)方法”發(fā)明專利獲得授權(quán)，成為我國(guó)第一個(gè)核電供暖專利。
“徐大堡核電項(xiàng)目地處我國(guó)東北地區(qū)，具備在我國(guó)率先開展核電供暖的優(yōu)勢(shì)?！贝饲埃|寧核電有限公司副總經(jīng)理葛政法在接受中核集團(tuán)內(nèi)部媒體采訪時(shí)透露，“目前，我國(guó)北方運(yùn)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(diào)峰的需求越來越大，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)兼顧民生問題。”
一邊是積極打造“我國(guó)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的河北。這點(diǎn)，在2017年1月13日由中國(guó)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(yīng)用研討會(huì)”上，即可看出。
彼時(shí)，來自河北承德、石家莊、邯鄲、邢臺(tái)、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)鍵是拍板的問題?！眹?guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院高工林令之一語中的。在其看來，中國(guó)北方被霧霾困擾、環(huán)境問題成為社會(huì)公眾高度關(guān)注的當(dāng)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，更有賴于政府的加強(qiáng)引導(dǎo)和規(guī)劃，才能真正推動(dòng)核能供熱示范項(xiàng)目早日落地?！拔憾袶APPY200，目前廠址選擇正在進(jìn)行中，計(jì)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。
