核能作為清潔低碳高效能源，可有效替代煤炭消費，是我省加快實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的必由之路。近年來，我省堅持把發(fā)展核能作為實現(xiàn)“三個三分之一”能源結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)、助力新舊動能轉(zhuǎn)換的重要抓手，統(tǒng)籌推進核電項目建設(shè)和核能綜合利用。2018年10月，三代核電依托項目海陽核電一期首臺機組建成投運，我省在運核電實現(xiàn)“零突破”;2019年11月，全國首個“國家能源核能供熱商用示范工程”一期項目建成投運;2020年7月，我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的四代核電榮成高溫氣冷堆示范工程全面進入調(diào)試階段……一系列成績的取得，標(biāo)志著我省正在奮力搶占三代及以上核電技術(shù)高地，核能發(fā)展實現(xiàn)彎道超車、跨越進位，成為能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要支撐。
核能發(fā)電安全高效
山東是能源生產(chǎn)和消費大省。長期以來，受能源資源稟賦和偏重產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響，能源領(lǐng)域煤炭消費占比高、煤電裝機占比高的“兩高”問題突出。近年來，我省大力實施“四增兩減一提升”工程，聚焦可再生能源、核電、外電入魯、天然氣“四大板塊”做加法，不斷為能源結(jié)構(gòu)“降壓減負”。其中，核電作為清潔低碳高效的基荷電源，能夠有效替代煤炭消費，是能源綠色轉(zhuǎn)型的有效途徑。
“十三五”以來，我省安全高效推進全球首批三代核電依托項目——海陽核電一期工程建設(shè)，1、2號機組分別于2018年10月、2019年1月投入商業(yè)運行，在運核電進入“雙核時代”。據(jù)了解，海陽核電作為全省首個開工并建成投運的核電項目，是山東單體投資最大清潔能源項目，建設(shè)選址位于區(qū)域用電負荷的中間地帶，具有顯著中心區(qū)位優(yōu)勢。
“該項目采用先進三代非能動壓水堆核電技術(shù)，具有更高安全性和更靈活的負荷跟蹤性等技術(shù)優(yōu)勢。”山東核電公司負責(zé)人介紹，“非能動安全系統(tǒng)”指利用自然界物質(zhì)固有規(guī)律，僅依靠重力、流體的自然對流、蒸發(fā)、冷凝等自然手段導(dǎo)出堆芯余熱和安全殼的熱量，不需要任何外部能源。這種設(shè)計思路，最大程度消除了安全系統(tǒng)對電源和能動部件的依賴性，大大提高了核電機組的安全性和可靠性。
項目投運兩年來，累計發(fā)電超過450億千瓦時，有效替代標(biāo)煤約1350萬噸;1號機組2019年獲得世界核電WANO綜合指數(shù)評分滿分100分，排名世界第一;2號機組2020年刷新國內(nèi)外百萬千瓦級核電機組首次換料大修最短工期紀錄，創(chuàng)新成果近70項，實施技術(shù)優(yōu)化改造200余次，開發(fā)專用工具、工藝45項……一系列成果取得，標(biāo)志著山東在運核電實現(xiàn)從無到有、從有到優(yōu)的跨越。
“在高效利用核電的同時，我省把核安全作為核電發(fā)展的生命線，認真貫徹‘理性、協(xié)調(diào)、并進’核安全觀，突出‘嚴慎細實’核安全理念，堅持發(fā)展與安全并重，加強核電規(guī)劃、選址、設(shè)計、建造、運行和退役等全生命周期管理和監(jiān)督，堅持采用最先進技術(shù)、最嚴格標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展核電。”據(jù)省能源局相關(guān)負責(zé)人介紹，隨著山東核電公司上榜中國安全生產(chǎn)協(xié)會“2020年全國安全文化建設(shè)示范企業(yè)”名單，核安全理念也越來越得到社會和公眾認可。
核能供熱全國首創(chuàng)
2021年1月上旬，寒潮來襲，我國中東部地區(qū)進入“速凍”模式，北方地區(qū)能源供應(yīng)和居民取暖保障面臨嚴峻考驗。作為國內(nèi)首個核能商用供熱項目，海陽核能供熱商用示范工程一期項目通過內(nèi)部挖潛，大幅提升核電機組對外供熱能力，供應(yīng)熱量同比增加33%，核能供熱新增3個小區(qū)，“核級溫暖”充分彰顯，供熱效果持續(xù)向好。
海陽核能供熱商用示范工程一期項目是我省推進北方地區(qū)冬季清潔取暖的積極探索和生動實踐。該項目利用核能供熱安全穩(wěn)定清潔可靠特性，實現(xiàn)各類污染物、二氧化碳等零排放，對于有效防治大氣污染、減少環(huán)保投資、緩解燃煤運輸壓力，保障北方地區(qū)冬季清潔供熱、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有重要意義。該項目依托海陽核電一期工程建設(shè)，2019年初開工，2019年11月供暖季正式建成投運，率先在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)核能商用供熱，滿足73個小區(qū)4300多戶居民冬季清潔取暖需求。2019—2020供暖季，海陽核能供熱商用示范工程一期項目持續(xù)安全穩(wěn)定運行136天，圓滿完成首個年度供熱任務(wù)，供暖季總供熱量約28.7萬吉焦，有效替代標(biāo)煤1.1萬噸，減排二氧化碳2.7萬噸，生態(tài)環(huán)保效益顯著。實現(xiàn)居民采暖費用不增加、政府財政負擔(dān)不增長、熱力公司收益有增長、核電運行效率有提升等多贏效果，展現(xiàn)良好示范效應(yīng)。國家能源局授予該項目“國家能源核能供熱商用示范工程”稱號，在海陽召開全國現(xiàn)場觀摩會大力推廣，為全國核能供熱提供“山東經(jīng)驗”、貢獻“山東智慧”。
2020年11月，我省全面啟動示范工程二期建設(shè)，項目建成后可滿足海陽城區(qū)450萬平方米居民取暖，實現(xiàn)核能供熱“全覆蓋”，打造全國首個“零碳”核能供熱示范城市。未來，我省將依托核電項目建設(shè)，進一步擴大核能供熱范圍，為我省乃至全國推廣清潔取暖、壓減煤炭消費、實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻“核能力量”。
示范工程國際領(lǐng)先
近日，落戶山東的國家科技重大專項——榮成石島灣高溫氣冷堆示范工程，順利完成兩臺反應(yīng)堆加熱除濕，反應(yīng)堆回路溫度均穩(wěn)定在250攝氏度，壓力均穩(wěn)定在7兆帕，達到機組正常運行狀態(tài)參數(shù)指標(biāo)。這標(biāo)志著高溫氣冷堆示范工程通過冷試考核之后，具備全面開展雙堆熱態(tài)功能試驗(以下簡稱“熱試”)條件，工程進展取得重大突破。
榮成石島灣高溫氣冷堆示范工程，采用我國自主知識產(chǎn)權(quán)的第四代先進核電技術(shù)，是全球首臺模塊化、球床式高溫氣冷堆核電機組，承擔(dān)著安全性更好、用途更廣、發(fā)電效率更高的新一代核電技術(shù)研究和工程實踐的重任，對我省乃至全國掌握第四代先進核電技術(shù)，實現(xiàn)核電設(shè)計、建造等技術(shù)水平從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”全球，具有劃時代意義。該示范工程2012年開工建設(shè)，全力攻克了前期研發(fā)與試驗驗證難度大、技術(shù)設(shè)計未固化、新技術(shù)新材料新工藝新設(shè)備大量應(yīng)用、設(shè)備制造復(fù)雜等系列難題。2015年，完成核島、常規(guī)島主體結(jié)構(gòu)施工;2016年，完成世界上尺寸最大、重量最重的反應(yīng)堆壓力容器吊裝;2019年，完成首臺蒸汽發(fā)生器吊裝;2020年7月，具備進入全面調(diào)試階段條件;2020年11月，順利完成雙堆冷試;2020年12月，具備全面開展熱試條件。據(jù)介紹，熱試是核電工程建設(shè)中承上啟下的重大節(jié)點，目的是模擬核電機組正常運行工況條件下，驗證機組系統(tǒng)、設(shè)備的功能和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計規(guī)定，被稱為反應(yīng)堆裝料前的“模擬考”“總彩排”。按照設(shè)計要求，熱試分為抽真空除濕、加熱除濕、功能試驗三個階段，工期約2個月，主要包括主氦風(fēng)機熱態(tài)性能試驗、燃料裝卸系統(tǒng)熱態(tài)性能試驗、控制棒及其驅(qū)動機構(gòu)熱態(tài)性能試驗、氦凈化系統(tǒng)熱態(tài)性能試驗、吸收球系統(tǒng)熱態(tài)性能試驗等。
高溫氣冷堆各項調(diào)試順利推進的同時，2021年1月16日，首批7.8萬余個球形核燃料元件，順利運抵我省榮成高溫氣冷堆示范工程現(xiàn)場，經(jīng)過安全有序起吊、檢測后全部接收入庫。作為示范工程反應(yīng)堆的“能量源泉”，將為后續(xù)并網(wǎng)發(fā)電提供燃料動力。
球形燃料元件是高溫氣冷堆固有安全性的最重要基礎(chǔ)，是“買不來、要不來、討不來”的關(guān)鍵核心技術(shù)。高質(zhì)量球形核燃料元件實現(xiàn)量產(chǎn)，在世界范圍內(nèi)屬于首次，是國家科技重大專項最為重要的創(chuàng)新成果之一，標(biāo)志著我國已具備持續(xù)向高溫氣冷堆電站供應(yīng)核燃料元件的能力，意味著我國先進核燃料元件研制技術(shù)走在世界前列，為我國從“核大國”邁向“核強國”提供強力支撐。
我省將繼續(xù)匯聚各方力量，遵循“嚴慎細實”核安全理念，按照“安全第一、質(zhì)量第一”原則，安全有序開展熱試相關(guān)工作，為下一階段反應(yīng)堆裝料、機組帶“核”調(diào)試及運行奠定堅實基礎(chǔ)，為世界首座球床模塊式高溫氣冷堆從設(shè)計到工程實踐積累寶貴經(jīng)驗。
智慧核能引領(lǐng)未來
作為國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，核能科技創(chuàng)新是構(gòu)建安全高效、清潔低碳現(xiàn)代能源體系的重要引擎。我省高度重視科技創(chuàng)新在核電領(lǐng)域引領(lǐng)作用，積極推進核電企業(yè)推廣應(yīng)用云平臺、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，全力打造具有山東特色的核能“智慧工地”，探索“核能綜合利用+智慧能源”跨界融合。
為深入研究推廣信息化、智能化、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新技術(shù)在核電工程建設(shè)管理中的應(yīng)用，我省積極推進國核示范電站公司率先啟動“智慧工地”監(jiān)管中心探索和建設(shè)。2021年1月，“智慧工地”監(jiān)管中心投用儀式，以視頻形式在北京、上海、榮成三地同步舉行，這一國家科技重大專項初步實現(xiàn)“智慧工地”數(shù)據(jù)可視化，向智慧核電建設(shè)邁出堅實一步。
據(jù)“智慧工地”監(jiān)管中心有關(guān)負責(zé)同志介紹，該中心利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，將人員管理、施工監(jiān)控、吊鉤可視化、塔吊防碰撞、AI圖像識別、VR安全教育、質(zhì)量防造假記錄、環(huán)境監(jiān)測、車輛測速、安全預(yù)警、全廠廣播、地理信息等系統(tǒng)進行集中展示和分析，實現(xiàn)當(dāng)前階段工作面視頻監(jiān)控全覆蓋、人員定位全覆蓋、特種設(shè)備管理全覆蓋，構(gòu)建起安全質(zhì)量全覆蓋防護網(wǎng)，打造示范項目智慧化名片，為創(chuàng)建示范標(biāo)桿工程裝上智慧化引擎。
為順應(yīng)能源結(jié)構(gòu)和用能方式變革，山東核電公司在全國率先啟動首個“核能綜合利用+智慧能源”樣板工程籌備和建設(shè)。該工程主要為海陽核電專家村服務(wù)，實現(xiàn)公司員工宿舍區(qū)電、熱、冷、水等多能互補和綜合管控，確保能源利用安全性、環(huán)保性和經(jīng)濟性等效益最大化，提升用戶體驗感和舒適度。工程方案主要包括三個方面：一是利用已有海水淡化以及核能供熱設(shè)施，通過“水熱同傳”技術(shù)，同步輸送淡化水和熱能，在宿舍區(qū)內(nèi)實現(xiàn)水熱分離和消納。二是將核能供熱與儲熱、儲冷技術(shù)相結(jié)合，提高環(huán)保效益、降低用能成本，為膠東半島大規(guī)模核能供熱+清潔能源存儲探索新模式、新思路。三是新增光伏、電儲能、智慧路燈等設(shè)備和系統(tǒng)，通過“綜合智慧能源診斷&規(guī)劃設(shè)計平臺”和“綜合智慧能源管控一體化平臺”，實現(xiàn)水熱同傳、儲能、光伏互補一體化管控、智能調(diào)度。
目前，“水熱同傳”創(chuàng)新示范項目已于2020年11月投運，在實現(xiàn)供暖面積1萬平米的同時，每日可提供飲用水180噸，比傳統(tǒng)分傳技術(shù)節(jié)省投資約50%，實現(xiàn)供水、供熱跨界整合，提升能源效率，為同步緩解城市清潔取暖和水資源制約發(fā)展問題提供新借鑒。
“十四五”期間，我省將依托優(yōu)良的廠址資源和良好的工業(yè)基礎(chǔ)，持續(xù)深化與核電央企的戰(zhàn)略合作，充分發(fā)揮央企的資金、技術(shù)、人才等資源優(yōu)勢，推動核能項目建設(shè)和核能綜合利用，搶占先進核電技術(shù)高地、提升高端裝備制造能力，推動核能高質(zhì)量發(fā)展。
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