11月15日，我國北方地區(qū)進入供暖季。而在11月9日，地處膠東半島的煙臺海陽市全域核能供熱模式正式啟動。供熱面積達450萬平方米，惠及20萬居民。同時，海陽居民住宅取暖費每建筑平米較往年下調一塊錢。“暖核一號”成就我國首個“零碳”供暖城市。

核能作為清潔、高效的能源，在供熱技術方向的研究，在國內已有30多年歷史，在全球也早有應用先例。目前，全世界400余臺在運核反應堆中有超過1/10的機組已實現(xiàn)熱電聯(lián)供，且已累計安全運行約1000堆/年，核能供暖技術路線成熟，在世界范圍內已得到廣泛應用。

核能如何供熱?

核能供熱主要有兩種方式，分別是熱電聯(lián)產和單一核能供熱。

熱電聯(lián)產是指從大型核電站的汽輪機或管道中抽取部分熱量，作為城市供熱的熱源，通過換熱站進行多級換熱，最后經(jīng)市政供熱管網(wǎng)，將熱量傳遞至用戶。有的以發(fā)電為主、供熱為輔，有的以供熱為主、發(fā)電為輔。

以“暖核一號”為例，核能供暖整個過程中，只發(fā)生蒸汽加熱水和水加熱水兩個大步驟，核電站與供熱用戶之間設置了多道回路進行物理隔離;每個回路之間只有熱量的傳遞沒有水的交換，更不會有任何放射性進入用戶暖氣管道的可能;用戶暖氣管道中熱水也只在小區(qū)內封閉循環(huán)，與核電廠層層隔離、十分安全。

海陽核能供熱原理圖(圖片來自國家電投)

單一核能供熱方式是指以純供熱為目的建造的低溫核供熱反應堆。在供熱期內以供熱方式運行，在非供熱期內停運，考慮經(jīng)濟性也可用于其他工業(yè)應用。

核能供暖有哪些優(yōu)點呢?

1.清潔、綠色。核能是綠色清潔能源，沒有二氧化碳、二氧化硫的排放，對于供暖省份來說，用清潔能源替代燃煤，意義較大。

以“暖核一號”為例，海陽核電1號機組投運后成為世界上最大的熱電聯(lián)產機組，取代了當?shù)?2臺燃煤鍋爐，每個供暖季預計節(jié)約原煤10萬噸，減排二氧化碳18萬噸、煙塵691噸、氮氧化物1123噸、二氧化硫1188噸、相當于種植闊葉林1000公頃，同時減少向環(huán)境排放熱量130萬吉焦，可以有效改善區(qū)域供暖季大氣環(huán)境和海洋生態(tài)環(huán)境。

2.穩(wěn)定。相較于水電、光電、風電具有無間歇性、受自然條件約束少等優(yōu)點，核能是可以大規(guī)模替代化石能源的清潔能源。并且，在核能所有的利用成本中，其燃料費用占比很低，不易受外界環(huán)境影響，利用成本比其他化石燃料穩(wěn)定。

3.高效。對于供熱企業(yè)來說，使用核能供熱后，不再使用原來的鍋爐及環(huán)保設備，核能供熱各站實現(xiàn)無人值守，不但節(jié)省電費、維修保養(yǎng)費、環(huán)保支出以及人力成本，并且使用壽命長，經(jīng)濟性好。

核能供熱目前面臨的挑戰(zhàn)

核能供熱技術發(fā)展至今已超過50年，核電站廠區(qū)內供熱、試驗堆供熱也早已實現(xiàn)，為何大面積的工程應用少之又少?

1.廠址選擇標準嚴苛

出于對安全性等問題的考慮，大型商用核電站在規(guī)劃、選址、建設過程中受一系列嚴苛標準制約。廠址需要盡量選擇人口密度相對較低，離大城市較遠的地點。需要交通便利，無固定危險源，對項目要做好廠址安全分析，環(huán)評，安評等工作，同時要重點關注公眾溝通與社會穩(wěn)定性風險分析、核設施廢物最小化等問題。

2. 核能項目首堆經(jīng)濟性及夏季運行問題

核能供熱存在項目投資高、運行經(jīng)濟性不高等問題。財務指標較難滿足內部收益率要求。核能供熱項目，夏季無采暖負荷和制冷負荷，僅有不穩(wěn)定的工業(yè)用氣負荷，對核能項目的穩(wěn)定運行是嚴峻的考驗，同時由于用氣負荷較小，經(jīng)濟性不高，甚至存在停機危險。

3.公眾對核能供熱的接受度有待提高

經(jīng)過30多年的發(fā)展，核能供熱技術已不成問題，公眾對核能供熱的接受度成為影響其示范項目落地和產業(yè)推廣的重要障礙。

我國哪些地區(qū)實現(xiàn)了核能供暖?

2017年11月28日，中核集團就正式發(fā)布其自主研發(fā)的“燕龍”泳池式低溫供熱堆，可用來實現(xiàn)區(qū)域供熱。據(jù)其測算，一座40萬千瓦的“燕龍”低溫供熱堆，供暖建筑面積可達到約2000萬平方米，相當于20萬戶三居室。

(圖片來自中核集團)

2021年11月9日，國家電投“暖核一號”——國家能源核能供熱商用示范工程二期項目在山東省海陽市正式投用，海陽市整個城區(qū)將全部實現(xiàn)核能供暖。

(圖片來自國家電投)

2021年11月11日，中核集團秦山核電核能供暖節(jié)能工程示范項目一階段主管線實現(xiàn)全線貫通，供暖主管道開始進水，進入廠內外系統(tǒng)聯(lián)合調試階段。按照進度，在2021年11月底至12月初，由秦山核電提供的熱能將走進海鹽縣當?shù)鼐用瘢虾四芄崾痉秴^(qū)初具規(guī)模。項目整體目標是到2025年，核能供暖面積達到400萬平方米，覆蓋海鹽縣主城區(qū)。

此外，黑龍江、吉林、遼寧等地小型模塊化供熱堆、大型熱電聯(lián)產核電項目也在開展項目前期工作。

相關數(shù)據(jù)顯示，我國冬季供暖面積以年均約10%的增速增長，截至2019年底，全國集中供熱面積已達110億平方米，北方城鎮(zhèn)供暖能耗為1.91億噸標煤，約占建筑總能耗四分之一。專家表示，北方供暖需求增長快，但熱源在減少，需要大力發(fā)展包括核能供暖在內的清潔能源供暖。

在“雙碳”目標背景下，核能供熱在神州大地從北到南變?yōu)楝F(xiàn)實，飛入尋常百姓家，正逐漸為更多公眾了解、使用和體驗。