隨著氣溫走低，我國大部分地區(qū)陸續(xù)進入寒冬模式。如何實現(xiàn)保障居民取暖和保護生態(tài)環(huán)境雙贏，是眼下亟待解決的問題。

值得關(guān)注的是，這個冬天，我國部分城市利用核能將暖流輸送到千家萬戶，實現(xiàn)了“零碳”供暖。

核能供暖是否安全經(jīng)濟? 能否全面解燃“煤”之急?

山東海陽告別燃煤取暖時代

從基本原理上來看，核反應(yīng)會釋放出大量的熱，需要海水作為冷卻水;加熱水產(chǎn)生的水蒸氣推動渦輪發(fā)電機進行發(fā)電。如果能從水蒸氣中拿出一部分用于供暖，這樣一來，既能提高核能的利用率，同時也能實現(xiàn)清潔能源供暖。

想法是好想法，實施起來卻存在很大難度。2019年5月24日，山東省海陽市政府與山東核電有限公司簽約，共同啟動推進核能供熱項目，開創(chuàng)了國內(nèi)核能商業(yè)供熱的先河。

據(jù)介紹，海陽市政府推薦趙新熱力公司與核電廠共同經(jīng)營這項全新的業(yè)務(wù)，由核電廠提供熱源，熱力公司輸送熱源。

經(jīng)過一段時間運行，在供給端，海陽市的12臺燃煤鍋爐被替代，用戶端卻沒有發(fā)生什么改變。

“暖氣片還是那么熱，供暖費反而從原有的每平方米22元降低到每平方米21元。”在山東省海陽市居民姜女士家中，溫度計顯示在25攝氏度左右，120平方米的家里暖意融融。

據(jù)了解，給海陽市供暖后，核電站的能量利用率從36.69%提升至了39.94%。如果一切順利的話，未來這座核電站還將把熱量輸送到青島、煙臺、威海三座城市。

“未來核能供暖會比燃燒化石燃料更實惠”

中國城市報記者從采訪中了解到，過去核能供暖之所以無人問津，一方面是因為復(fù)雜工程學(xué)問題亟待解決;另一方面，也是考慮到經(jīng)濟成本。

海陽市的核能供熱項目是如何節(jié)約經(jīng)濟成本的?在解決經(jīng)濟成本問題的過程中，有兩個關(guān)鍵變量：一個是熱源，另一個是輸送管道。

熱源方面，核電站從設(shè)計、施工到運行，各環(huán)節(jié)必須用最高、最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)來完成，在安全上也容不得半點馬虎，必須以絕對杜絕“萬一”的精神來嚴(yán)格要求。

想要節(jié)省成本，可以在輸送管道上做文章。

2021年，海陽核電廠水熱同產(chǎn)同送示范工程應(yīng)運而生。該工程利用海陽核電機組的抽汽和余熱驅(qū)動水熱同產(chǎn)設(shè)備，通過多級閃蒸、多效蒸餾工藝，生產(chǎn)滿足飲用水標(biāo)準(zhǔn)的95℃高品質(zhì)淡水，再通過一根管道輸送到用戶側(cè)，并在此進行水熱分離，熱量進入熱力系統(tǒng)，降溫后的淡水進入供水系統(tǒng)。

據(jù)悉，上述技術(shù)中的核心設(shè)備——水熱同產(chǎn)機組、水熱分離機組等關(guān)鍵設(shè)備由北京清建能源技術(shù)有限公司聯(lián)合北京華源泰盟節(jié)能設(shè)備有限公司、清華大學(xué)共同研發(fā)，由北京華源泰盟生產(chǎn)制造。

“正常的供熱管是一根輸送，一根返回;海水淡化后還需要一根管輸送淡水，這樣就需要三根管。”北京華源泰盟節(jié)能設(shè)備有限公司相關(guān)負責(zé)人在接受中國城市報記者采訪時表示，現(xiàn)在在不增加供熱能耗的情況下，利用電廠抽氣加熱熱網(wǎng)的溫差不可逆損失制取高溫淡水，實現(xiàn)“零能耗”海水淡化;將原來“水熱分送”需要的三條管道改為利用單管輸送熱淡水，實現(xiàn)水熱同送;在終端分離出常溫淡水和供熱熱量，實現(xiàn)水熱分離。

有關(guān)專家認為，水熱同產(chǎn)同送技術(shù)與水熱分產(chǎn)分供相比，在初期投資、運行成本、能源利用效率上都具備顯著優(yōu)勢。

談到核能供暖的經(jīng)濟賬，山東核電有限公司董事長吳放認為要有長遠目光。

“長期來看，核能供暖會比燃燒化石燃料更實惠。”在吳放看來，在煤炭價格平穩(wěn)時，使用核能供暖的價格略低于燃煤供暖，但未來化石能源的價格可能會因為產(chǎn)量、碳排放市場化等原因不斷上漲。使用核能近似于一次性投資，費用主要花在建設(shè)時期。投產(chǎn)后，核燃料的價格只占成本的極小部分，即使發(fā)生類似化石能源的大漲價情況，也不會對核電站的經(jīng)營產(chǎn)生大的影響。因此，核能發(fā)電的費用一般非常穩(wěn)定。

安全性得到有效證明

嘗到核能供暖甜頭的除了海陽市外，還有一座南方城市。前不久，由中核集團秦山核電供熱的我國南方首個核能供熱示范工程(一期)宣布正式投運，供暖面積達46萬平方米，惠及浙江嘉興海鹽縣的近4000戶居民。

核能供暖想要推廣和普及，除了要破除經(jīng)濟和技術(shù)因素的制約外，還需要讓公眾接受。

此前世界范圍內(nèi)發(fā)生的多起核事故令人觸目驚心，此后人們對于核安全的討論聲一直不絕于耳。

核能供暖真的安全嗎?在海陽市人民政府的官網(wǎng)上，中國城市報記者注意到，山東核電有限公司副總經(jīng)理馬元華曾就此問題給出過答案：“從核能發(fā)電機組抽取部分發(fā)過電后的蒸汽作為熱源(此熱源沒有放射性)，通過廠內(nèi)換熱器，換成高溫水，高溫水再經(jīng)過管網(wǎng)輸送到各供熱公司的隔壓站進行隔離換熱后，送至各小區(qū)換熱站，最后將熱量傳遞至用戶。”

也就是說，核能供暖不等于核供暖。整個過程中，回路都設(shè)置了物理隔離，只有熱量的傳遞，沒有水的交換，所以是安全的。

未來還有哪些城市有望進入核能供熱時代?根據(jù)國家核安全局網(wǎng)站信息，我國現(xiàn)有遼寧、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西和海南共8個省份有運行機組和在建機組。

其中，運行的有紅沿河核電廠、石島灣核電廠、海陽核電廠、田灣核電站、秦山核電廠、秦山第二核電廠、秦山第三核電廠、方家山核電廠、三門核電廠、寧德核電廠、福清核電廠、嶺澳核電廠、大亞灣核電廠、臺山核電廠、陽江核電廠、防城港核電廠;在建機組有徐大堡核電廠、國和一號示范工程、三澳核電廠、漳州核電廠、太平嶺核電廠、昌江核電廠。

業(yè)內(nèi)：煤炭利用需要走高效清潔之路

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，全國城市集中供熱面積達110億平方米。

雖然核能供暖大有可為，但核電站通常建在海邊，受制于傳輸管道建設(shè)成本、傳輸過程中熱量流失等因素，能享受到核能供暖的城市均分布在沿海地區(qū)。

對于冬季需要供暖的內(nèi)陸省份來說，供暖方式仍以燃煤和燃氣為主。

中國城市報記者了解到，燃氣、燃煤鍋爐在運行期間會排放大量的高溫?zé)煔猓@些煙氣經(jīng)過除塵、脫硫等步驟處理后排入大氣。

在這個過程中，被處理之后的煙氣溫度在45攝氏度-55攝氏度之間，蘊含大量的潛熱。如果直接排放不僅浪費能源，由于濕度較高，還會通過煙囪冒出大量白煙。

想要解決上述問題，就需要新技術(shù)攻關(guān)。上述公司負責(zé)人表示，煙氣余熱深度回收技術(shù)可深度回收燃氣(燃煤)電廠或燃氣(燃煤)鍋爐排放煙氣中的余熱，將排煙溫度降至30攝氏度以下，回收的熱量通過煙氣余熱深度回收機組提升，加熱熱網(wǎng)回水，可提高鍋爐效率10%以上，同時消除煙氣中的粉塵，降低氮氧化物的排放。

“煙囪里的白煙就是人民幣，煙囪口就是碎鈔機，冒出去就沒了。”該負責(zé)人說，“由于上述技術(shù)消白煙效果十分顯著，常人用肉眼看不到一絲白煙，很多人誤認為是鍋爐停止運行了。”

據(jù)悉，該技術(shù)已于2016年成功應(yīng)用于濟南北郊燃煤熱電廠。運行成果經(jīng)測算，每年回收煙氣余熱16.6萬吉焦、年節(jié)約標(biāo)煤6500噸、減少二氧化碳排放16000噸。

業(yè)內(nèi)人士表示，我國“以煤為主的基本國情”沒有變，在“雙碳”背景下，煤炭利用需要走高效清潔之路，其中的關(guān)鍵就是技術(shù)創(chuàng)新。如今，核能供暖已經(jīng)邁出了實質(zhì)性的一步，對于優(yōu)化區(qū)域能源結(jié)構(gòu)、區(qū)域清潔供暖及零碳供熱有重要指導(dǎo)作用，也為核能供暖這項技術(shù)未來的發(fā)展應(yīng)用指明了方向。