核能供暖来了 核能供热堆

最近，大连瓦房店市红沿河镇实现了核能供暖，这是东北首个核能供暖项目。

事实上，这并不是全国第一个相关项目，2021年以来，浙江海盐、山东海阳等地陆续实现核能供暖。

红沿河核电站 资料图

近几年，随着煤炭等化石能源价格大涨，核能的综合效益一再被关注。甚至不少行业内专家预测，随着核能安全性的提升和“零碳”环保城市概念的推广，核能供暖将全面进入“窗口期”。

核能供暖未来会大规模推广吗？核能供暖足够安全吗？

“窗口期”来临？

红沿河镇并不是国内核能供暖的第一个地方。此前不论是浙江海盐还是山东海阳，都已经率先实行核能供暖。

同样位于东北地区的佳木斯核能供暖项目，也在有序推进。

国家电力投资集团有限公司核能总工程师、“国和一号”总设计师郑明光告诉中国新闻周刊，核能供热一般是将核电厂经过高中压缸发电后蒸汽产生的部分热量，传递给热力公司，再经过供热管网送至终端用户，在这个过程中，完成了热量交换。

“核能本质上是一种能源形式。反应堆建成之后，具体怎样利用要看具体需求，比如可以用来发电、供热，也可以用来制氢、淡化海水，未来根据场景与经济性情况，还可能探索更多使用空间。”郑明光说。

在不少业内专家看来，最近几年，可能是核能供暖发展的“窗口期”。

近期，国家对核能发展的支持力度有所提升。今年以来，国内已有5个核电项目、10台核电机组获得核准，为近14年最多。

此外，根据《“十四五”规划和2035远景目标纲要》，到2025年，我国核电运行装机容量要达到7000万千瓦。

中国核学会理事长王寿君在8月举办的国际核工程大会上表示，预计2022～2025年间，中国将保持每年6～8台核电机组的核准开工节奏；到2035年，中国核电在总发电量中的占比将达到10％，相比2021年翻倍。

随着过去一年石油、天然气价格创下历史新高，国际原子能机构调高了核电预期：到2050年，世界核电发电容量将比2020年多一倍，比头一年的预期值高了10%。

快速增加的核电项目，无疑为核能供暖提供了机遇。

郑明光认为，如果在核电建设的初期，就考虑将核电与城市供热管网相连接，将大大提升供电供暖的互联性，这样的热电联供的模式将会越来越多。

此外，与耗资不菲、建造周期漫长的传统大型核电站相比，30万千瓦以下的小型核反应堆（以下简称“小堆”）造价更低、更易建造、更安全灵活，在业内被认为更适宜为城市供暖。

在郑明光看来，利用“小堆”实现中小型城市的供热，未来会越来越普及。

2020年，国家电投集团就与黑龙江省克山县政府签订合作协议，共同推动核能供热“小堆”落地。

在没有“小堆”的情况下，目前中小居民点的供暖一般采用怎样的方案？

北京能研管理咨询有限公司技术总监焦敬平告诉中国新闻周刊，目前不少中小居民点还在使用传统的锅炉房供暖，大城市则更多是集中供暖。

比如，刚刚实现核能供暖的红沿河镇，此前就是依靠12个锅炉房实现供暖。

“‘小堆’发生事故概率已经非常低，相比煤炭对环境带来的污染，‘小堆’清洁、低碳、环保，安全性也更有保证，所以‘小堆’是将来发展的重要趋势。”郑明光说。

经济合作与发展组织（OECD）核能机构近日发布的研究报告《模块化小堆：挑战与机遇》（以下简称《报告》）指出，全球目前已总计推出超过70种“小堆”设计，比2018年增加了40%，而商业化进程最快的“小堆”，均基于已经积累数十年运行和监管经验的大型轻水堆设计。

我国自主研发的“小堆”——玲龙一号（ACP100），于2016年4月成为全球首个通过国际原子能机构通用安全审查的小型核反应堆。

环保账与经济账

核能供暖更重要的优势在于其环保效益。

郑明光说，我国北方拥有漫长的采暖期，冷空气一来，就会使煤炭燃烧带来的污染空气南下，进而对整个国家的空气质量产生影响。因此如果部分区域换成核能供暖，那么在冬季，对整个国家的空气质量都会改善。

据测算，红沿河核能供暖项目投产后每年将减少标煤消耗5726吨，减排二氧化碳1.41万吨、烟尘209余吨、二氧化硫60余吨、氮氧化物85余吨、灰渣2621吨，将有效改善供暖区域大气环境。

资料图

浙江海盐的核能供暖项目全部建成投产后，年供热量将达到70.4万吉焦，相对于南方地区电取暖方式，每年可节约电能消耗1.96亿度；相对于燃煤火电机组每年可减少燃用标煤约2.46万吨，相应每年减排二氧化硫1817吨、氮氧化物908吨、二氧化碳5.9万吨。

事实上，核能的利用以及核能供暖，本身就是我国碳达峰行动方案中的重要内容。

2021年10月26日，国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》明确提出“积极安全有序发展核电”“积极稳妥开展核能供热示范”。

毫无疑问，在正常运行状态下，核能供暖相比传统的锅炉房、小火电更具环保效益。但居民日常缴纳的供暖费，能否覆盖核能供暖的建设成本呢？

“如果只考虑核电站产生的余热去供暖，核能供暖成本确实不高。但如果从整个核能生命全周期来看，早期投资比较大。”焦敬平表示。

前述《报告》指出，“小堆”不能从单堆的规模经济中受益，“批量建设”势在必行，但其大规模部署仍面临一系列挑战。

“现在如果大面积推广‘小堆’供暖，面临的重要问题就是价格。因为在我国，不论水价、电价还是热价，都具有公益性，目前很多城市热价已经多年没有上涨。”郑明光说。

郑明光分析，如果供热价格一直较低，即使“小堆”核能供暖的环保效应强，但经济性差，在市场经济下，企业的投资意愿必然会下降。

他坦言，“如果按照目前天然气供热价格收费，‘小堆’可以盈利，但是如果按照目前较为普遍的30元/GJ来评估，‘小堆’供热的经济性将很难保证，很可能亏损。”

事实上，最近两年，随着煤炭价格的持续上涨，不少传统的供热企业同样面临着亏损。

郑明光认为，即使主要为供热设计的反应堆，也需要进行多用途设计。他说，“如果仅冬天使用，设施维护和人员成本就会非常高。包括热电联供、工业制气等都可以与供热功能一同设计。”

安全性疑虑

在不少业内专家看来，不论从环保属性看，还是能源可持续发展角度看，核能在供暖领域，都存在一定优势。

但对于公众而言，对核能供暖的考量，不仅是经济性和环保性。

焦敬平坦言，即使业内对核能供暖的优势了解得非常清晰，但在推广层面，公众的反应还是不少地方优先考虑的。“现实情况是，民众都希望利用清洁高效的能源，但都不希望将核反应堆建在自己家门口。”他说。

与建设在沿海的大型核电厂相比，“小堆”的“邻避效应”会更明显。中国电力发展促进会核能分会秘书长汪永平曾对媒体表示，根据项目建设目标，“小堆”适宜布置在距离负荷中心较近的城市或工业园区周边，周边居民和工作人员密度明显大于大型核电厂周边，公众的抵触、排斥情绪相对较大。

根据世界核协会的数据，1996年，核能占全球能源供应的17%，到2022年已降至10%左右。2011年日本福岛核灾难发生后，全球反核情绪高涨，德国、日本甚至宣称要“去核化”，宣布逐步淘汰核电站。

资料图

在美国，2012年以来，已有12座核反应堆被关闭。美国能源信息署预计，到2050年，美国的核能发电份额将从目前的20%下降至11%。

不过，目前，全球核电技术已经发展到第三代，第四代仍在研发试验阶段。中国目前自主掌握三代核电技术，代表性技术是“国和一号”和“华龙一号”。

郑明光表示，日本福岛核电站运行的是第二代核反应堆。相比第二代核反应堆，目前建设的第三代核反应堆，安全性提升了上百倍。

他说，在设置了完整严重事故与堆芯熔毁应对措施之后，中国的三代核电技术已经“不再存在福岛核电堆芯融化后放射性释放的场景或可能性”。

他进一步解释，目前国内三代核电技术的设计标准，充分考虑了一些极端情况，比如强地震、海啸、天文潮、火灾、电磁干扰、飞射物等。

在郑明光看来，目前全世界对核能的看法，也是在不断变化的，特别是今年由于俄乌冲突造成能源短缺的情况下，欧盟已正式将核能归类为“绿色能源”。

欧盟成员国迅速采取“促核”行动：在比利时，政府已宣布将该国剩余的两座核反应堆的寿命延长10年；波兰开始建造该国第一座核电站；捷克计划同时建造几座核反应堆；法国一度考虑关闭其58座核反应堆中的14座，但现在已着手研发下一代技术。

近期，美国的态度也发生转变。美国总统拜登同意向加利福尼亚州一所即将退役的核电站提供60亿美元援助，维持其继续运营。在西弗吉尼亚州，长达数十年的核电禁令近期遭到废除。怀俄明州、爱达荷州的私人机构和国家实验室则加快脚步，开始投资建造下一代核反应堆。

郑明光认为，从能源本身角度考虑，核能其实是人类的终极能源。他说，“未来如何在安全基础上更充分、经济地利用核能，是全球必须作出的选择。”

作者：赵越