?“十三五”以來(lái)，我國(guó)核電發(fā)展取得了顯著成就。收官之年，從供暖領(lǐng)域探索其新的應(yīng)用可能， 更有現(xiàn)實(shí)意義。

（來(lái)源：《能源評(píng)論》 作者：田力  作者系中國(guó)電力發(fā)展促進(jìn)會(huì)核能分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)）

“十三五”以來(lái)，我國(guó)核電取得了顯著成就，與此同時(shí)，核電領(lǐng)域的熱點(diǎn)也在不斷演化：從2014～2015年的管理體制，到2016～2017年的核電走出去，再到2019年下半年的核電審批重啟以及何時(shí)開(kāi)閘“內(nèi)陸”核電項(xiàng)目。當(dāng)下，探索核電在供暖領(lǐng)域的應(yīng)用可能，更具現(xiàn)實(shí)意義。

供暖“曲線”落地

2019年的冬天盡管天氣格外寒冷，但在集中供暖領(lǐng)域，卻迎來(lái)一股暖流——“核能供暖”。

位于山東煙臺(tái)的海陽(yáng)核電站，通過(guò)抽汽供熱，為7000多戶(hù)居民約70萬(wàn)平方米的住宅提供了源自核能源的熱能，使得醞釀多年的核能供暖總算以這種“曲線”的形式落地。

隨后，又一條“曲線”啟動(dòng)——中國(guó)船舶集團(tuán)南方公司牽頭組織召開(kāi)船載池式堆海洋核能供熱平臺(tái)示范工程項(xiàng)目研討會(huì)。

之所以說(shuō)是“曲線”，是因?yàn)楸緛?lái)最適合陸地上建設(shè)運(yùn)行的常壓低溫池式供暖堆技術(shù)，由于選址標(biāo)準(zhǔn)核安全評(píng)審規(guī)則沒(méi)有得到及時(shí)的更新和發(fā)布，技術(shù)方案也沒(méi)有在整合業(yè)內(nèi)最優(yōu)資源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡管將近十個(gè)城市已經(jīng)和核能開(kāi)發(fā)企業(yè)簽署了核能供暖或核能供熱項(xiàng)目的合作協(xié)議，有些項(xiàng)目前期工作已經(jīng)取得了相當(dāng)進(jìn)展，但還是停留在前期工作階段，距離真正設(shè)備訂貨和開(kāi)工建設(shè)尚有時(shí)日。

《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017~2021年）》明確提出，“加強(qiáng)清潔供暖科技創(chuàng)新，研究探索核能供熱，推動(dòng)現(xiàn)役核電機(jī)組向周邊供熱，安全發(fā)展低溫泳池堆供暖示范?！睂?shí)際上，不僅是傳統(tǒng)的北方地區(qū)，隨著氣候的變化，以及人民對(duì)更高生活質(zhì)量的追求，長(zhǎng)江沿線乃至云貴高原的一些冬季寒冷潮濕地區(qū)的城鎮(zhèn)居民也急切盼望集中供暖的實(shí)現(xiàn)。

從核能行業(yè)立場(chǎng)出發(fā)，在發(fā)電能力過(guò)剩的今天，如果能夠集中行業(yè)力量，在核能集中供暖大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域形成共識(shí)、有所突破，則彰顯了核能行業(yè)的社會(huì)責(zé)任、市場(chǎng)敏銳度和客戶(hù)服務(wù)意識(shí)。

從核能企業(yè)的立場(chǎng)出發(fā)，大型核電建設(shè)市場(chǎng)盡管回暖，但是內(nèi)陸核電建設(shè)市場(chǎng)尚未開(kāi)放，沿海廠址有限，加上發(fā)電能力過(guò)剩，沿海省份發(fā)展核電替代燃煤發(fā)電的節(jié)奏不可能太快。每個(gè)核能集團(tuán)平均每年新批準(zhǔn)一個(gè)機(jī)組就已經(jīng)很不錯(cuò)了。所以在小型堆、尤其是核能供暖領(lǐng)域有所建樹(shù)，應(yīng)該是很有需求潛力和發(fā)展空間的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。

從傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)立場(chǎng)出發(fā)，燃煤熱電廠不再新建，到設(shè)計(jì)壽期的老電廠一律關(guān)停，導(dǎo)致北方各地基荷熱源缺乏。煤改電、煤改氣不是成本太高，就是資源受限。到期關(guān)停的熱電廠員工怎么辦？承擔(dān)的集中供暖的社會(huì)責(zé)任怎么辦？如果就地改造為池式堆核能供暖，不僅上述問(wèn)題得以解決，原有的供暖管網(wǎng)繼續(xù)利用，而且騰出大片土地可以做其他商業(yè)或民生用途的開(kāi)發(fā)利用。通過(guò)核能供暖，傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)集團(tuán)進(jìn)入核能領(lǐng)域的愿望就自然而然地得以實(shí)現(xiàn)，這也是與核電集團(tuán)相比的比較優(yōu)勢(shì)之所在。

對(duì)城鎮(zhèn)熱力公司而言，支持并參與核能供熱項(xiàng)目投資，不僅有了穩(wěn)定清潔的集中供暖熱源保障，而且達(dá)到了改善員工工作條件，提高客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益的目的，一舉多得。

對(duì)于地方城鎮(zhèn)政府而言，有了核能供暖，就不必因?yàn)槊磕甑目諝赓|(zhì)量不達(dá)標(biāo)而接受環(huán)保督察并背負(fù)處分，更不必為了?？諝赓|(zhì)量而強(qiáng)令工廠頻頻停產(chǎn)，導(dǎo)致招商引資前功盡棄，服務(wù)實(shí)體企業(yè)發(fā)展的承諾得不到落實(shí)。

利用核能滿(mǎn)足城鎮(zhèn)集中供暖的基本負(fù)荷需求，既確保了能源需求，又改善了能源結(jié)構(gòu)，還優(yōu)化了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善了大氣環(huán)境，更為國(guó)家分擔(dān)了碳減排的艱巨任務(wù)，一舉多得，何樂(lè)而不為？

常壓低溫池式堆進(jìn)入視野

核能供熱包括核能供暖，核能供暖特指北方地區(qū)冬季集中供暖。核能供熱技術(shù)一般包括核電機(jī)組抽汽供熱技術(shù)、殼式供熱堆技術(shù)以及常壓低溫池式堆技術(shù)。

核電機(jī)組抽汽供熱技術(shù)主要通過(guò)從核電廠常規(guī)島汽輪機(jī)高壓缸抽取蒸汽作為熱源，僅適用于北方地區(qū)沿海核電站給周邊供暖，要求電廠周邊有足夠大的熱負(fù)荷，如遠(yuǎn)距離輸熱，不能有太大地理高差，所以并不具備大規(guī)模推廣的普遍意義。而殼式低溫供熱堆由于壓力殼內(nèi)壓力和溫度參數(shù)較高，要求配置安全設(shè)施，導(dǎo)致投資較高，所以經(jīng)濟(jì)性較差，加上選址難度較大，推廣難度也很大。

雖然也有核電企業(yè)在推廣電功率為10萬(wàn)千瓦左右的小型核電站熱電聯(lián)供，但是我國(guó)內(nèi)陸核電建設(shè)尚未放開(kāi)，目前只有常壓低溫池式堆為代表的核能供暖技術(shù)被正式列入國(guó)家十部委發(fā)布的清潔供暖規(guī)劃中。

常壓低溫池式堆是常壓下運(yùn)行的池式核反應(yīng)堆，又稱(chēng)為游泳池式核反應(yīng)堆（簡(jiǎn)稱(chēng)池式堆）。自上世紀(jì)60年代開(kāi)始，直至現(xiàn)在，美國(guó)、前蘇聯(lián)、加拿大、德國(guó)、瑞士、瑞典、法國(guó)等許多發(fā)達(dá)國(guó)家都進(jìn)行了池式堆的持續(xù)研究與開(kāi)發(fā)。

池式堆在世界上建有數(shù)百座，都是為科學(xué)研究、材料輻照和同位素生產(chǎn)等目的而建造的，已經(jīng)安全運(yùn)行幾十年，是一種安全性好、允許建造在城市邊緣或近郊的核反應(yīng)裝置。北京北部的昌平南口鎮(zhèn)和北京南部的房山良鄉(xiāng)鎮(zhèn)，都有不同原子能研究機(jī)構(gòu)的多座池式堆在運(yùn)行。

上世紀(jì)80年代初，清華大學(xué)核研院就利用已建成的池式實(shí)驗(yàn)堆（2MWt）進(jìn)行了核研院生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)的冬季集中供暖試驗(yàn)，取得成功。后來(lái)又推出了NHR殼式低溫核供熱堆，于1989年建成了5 兆瓦試驗(yàn)堆，并成功運(yùn)行。在隨后的三十多年中，無(wú)論是池式堆，還是殼式堆，都一直積極推廣，但是一直沒(méi)有示范工程落地。

池式堆在常壓、低于100℃的參數(shù)下運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)在任何事故工況下堆芯不會(huì)裸露，燃料元件不會(huì)燒毀，達(dá)到“無(wú)放射性擴(kuò)散”的核安全目標(biāo)，不需要廠外應(yīng)急。整體而言，該堆型溫度低、壓力低（常壓），技術(shù)成熟，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，在極端事故工況下蓄水池容量大，反應(yīng)堆芯浸泡其中可阻止堆芯融化，保證放射性物質(zhì)的包容，具有固有安全特征，可直接進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用。

2018年11月13日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《小型核動(dòng)力廠非居住區(qū)和規(guī)劃限制區(qū)劃分原則與要求（征求意見(jiàn)稿）》，其中規(guī)定：對(duì)小型核動(dòng)力廠，非居住區(qū)一般可與核設(shè)施的廠區(qū)邊界范圍一致，距反應(yīng)堆一般不超過(guò)100米。規(guī)劃限制區(qū)的邊界離反應(yīng)堆的距離一般不得小于1千米。距反應(yīng)堆2千米范圍內(nèi)不應(yīng)有1萬(wàn)人以上的人口集中居住區(qū)。

同時(shí)文件也指出，由于小型核動(dòng)力廠的固有安全特性，從技術(shù)角度考慮，場(chǎng)址可以選擇在人口密度較高的區(qū)域；但從縱深防御和社會(huì)可接受性的角度考慮，仍應(yīng)將反應(yīng)堆與人口密集區(qū)域或人口集中居住區(qū)保持一定距離，并適當(dāng)限制場(chǎng)址周?chē)娜丝诿芏取?/span>

根據(jù)地區(qū)供熱規(guī)模的具體需求，可采用200MWt、400MWt等不同規(guī)模的模塊化設(shè)計(jì)。根據(jù)池式堆所在地環(huán)境溫度的不同，以及室外溫度隨時(shí)間的變化，200MWt池式堆可滿(mǎn)足400~500萬(wàn)平方米集中供暖面積的基本負(fù)荷需求，400MWt池式堆可滿(mǎn)足800~1000萬(wàn)平方米集中供暖面積的基本負(fù)荷需求。除了池式堆擔(dān)負(fù)基本負(fù)荷，熱網(wǎng)中還需要配備備用調(diào)峰熱源，滿(mǎn)足極冷天氣時(shí)段的供暖需求。

時(shí)機(jī)成熟需合力破題

近年來(lái)，在霧霾治理、碳減排的大背景下，核能供暖呼聲漸高。核工業(yè)領(lǐng)域多個(gè)單位都推出了核能供熱技術(shù)，主要應(yīng)用是作為城市集中供熱的熱源，補(bǔ)充和部分替代燃煤鍋爐和燃煤的熱電聯(lián)供機(jī)組。

2017年11月28日，中國(guó)原子能科學(xué)研究院49-2池式堆改造完成，實(shí)現(xiàn)冬季供暖。同日，中核集團(tuán)“燕龍”泳池式低溫供熱堆在京正式發(fā)布，標(biāo)志我國(guó)在核能供熱技術(shù)領(lǐng)域又向前走了一大步，為探索城市區(qū)域清潔供暖提供了又一新的解決路徑。

核能供暖作為一項(xiàng)低碳清潔、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性好的城市規(guī)?；┡夹g(shù)，可有效替代部分燃煤鍋爐，為地方提供穩(wěn)定、清潔熱源，保障民生工程。中國(guó)工程院院士江億指出，“由于核電站能源效率高，建設(shè)沿海核電站可有效解決北方東部沿海大城市熱源緊缺問(wèn)題；而低溫供暖小堆有供熱時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)成本低的特點(diǎn)，可解決嚴(yán)寒內(nèi)陸地區(qū)清潔熱源不足的問(wèn)題?！?/span>

從供應(yīng)側(cè)分析，核電的沿海廠址開(kāi)發(fā)殆盡，核電項(xiàng)目審批節(jié)奏不可能太快。如果沒(méi)有持續(xù)的工程上馬，核電設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行人員就會(huì)因工作任務(wù)不飽滿(mǎn)而流失。所以核電集團(tuán)不得不開(kāi)始關(guān)注核能供暖/供熱市場(chǎng)，希望核能新的應(yīng)用領(lǐng)域能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)新的項(xiàng)目，讓核能繼續(xù)為社會(huì)、為國(guó)家作出更大的貢獻(xiàn)。

隨著能源供給側(cè)革命的推進(jìn)，傳統(tǒng)化石燃料電廠的建設(shè)進(jìn)入低谷，傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)集團(tuán)、中國(guó)能建、中國(guó)電建等設(shè)計(jì)施工企業(yè)集團(tuán)，面臨任務(wù)不飽滿(mǎn)的危機(jī)，也迫切希望進(jìn)入核能領(lǐng)域。

當(dāng)前發(fā)展核能供熱時(shí)機(jī)已逐步成熟，核能供熱技術(shù)正逐漸成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、霧霾治理、碳減排等需求的現(xiàn)實(shí)選擇之一。發(fā)展核能供熱，也是促進(jìn)核能工業(yè)界轉(zhuǎn)變觀念、擴(kuò)展視界、走進(jìn)市場(chǎng)、貼近客戶(hù)的一次重大的變革機(jī)遇。需要核能領(lǐng)域多家核電集團(tuán)形成合力，組成國(guó)家隊(duì)，盡快推出標(biāo)準(zhǔn)化的系列產(chǎn)品，整合上下游產(chǎn)業(yè)，形成批量化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)和制造能力，大幅度降低建造和運(yùn)行成本。徹底改變核電領(lǐng)域各自為戰(zhàn)、求新求特、不愿統(tǒng)一、自恃皇帝女兒不愁嫁、成本長(zhǎng)期居高不下的被動(dòng)發(fā)展局面。

當(dāng)然，在核能供暖事業(yè)推廣過(guò)程中還存在著以下問(wèn)題有待解決：

一是最大阻力在于地方政府及公眾接受度。由于對(duì)核能知識(shí)的匱乏，以及日積月累的恐核心理，公眾對(duì)任何核設(shè)施的心理接受度都較低。提高公眾接受度是示范工程實(shí)施方案的一部分，需要地方政府積極接受并大力支持，同時(shí)配合做廠址周邊百姓工作。

二是行業(yè)內(nèi)技術(shù)路線差異大，未能形成合力。啟迪新核和中核集團(tuán)堅(jiān)持采用池式堆技術(shù)路線，中廣核集團(tuán)推廣清華大學(xué)核研院的殼式堆技術(shù)，而國(guó)家電投集團(tuán)則是采用其自主研發(fā)的池殼混合微壓供熱堆HAPPY200方案、殼式堆方案以及核電機(jī)組抽汽供熱技術(shù)。雖然技術(shù)路線豐富，但在目前商業(yè)示范堆尚未建成、核能供熱推廣的初期階段，科研、設(shè)計(jì)和市場(chǎng)推廣資源嚴(yán)重分散。用搞大型核電的觀念、思路和方法搞核能供暖小堆，不僅會(huì)讓地方政府和用戶(hù)挑花眼，而且也會(huì)增加審批難度，延長(zhǎng)審批進(jìn)度。

加快首座商業(yè)示范池式堆的建設(shè)，對(duì)于發(fā)展核能供暖事業(yè)而言迫在眉睫。因此，建議各大核電集團(tuán)形成合力，在需求迫切且廠址適合的地區(qū)，批量布局十個(gè)以上的池式堆核能供暖項(xiàng)目，引領(lǐng)上下游供應(yīng)商形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化制造、標(biāo)準(zhǔn)化施工、標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營(yíng)。