?“十三五”以來，我國核電發(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)實意義。

（來源：《能源評論》 作者：田力  作者系中國電力發(fā)展促進會核能分會副會長）

“十三五”以來，我國核電取得了顯著成就，與此同時，核電領(lǐng)域的熱點也在不斷演化：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開閘“內(nèi)陸”核電項目。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，卻迎來一股暖流——“核能供暖”。

位于山東煙臺的海陽核電站，通過抽汽供熱，為7000多戶居民約70萬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——中國船舶集團南方公司牽頭組織召開船載池式堆海洋核能供熱平臺示范工程項目研討會。

之所以說是“曲線”，是因為本來最適合陸地上建設(shè)運行的常壓低溫池式供暖堆技術(shù)，由于選址標(biāo)準(zhǔn)核安全評審規(guī)則沒有得到及時的更新和發(fā)布，技術(shù)方案也沒有在整合業(yè)內(nèi)最優(yōu)資源的基礎(chǔ)上實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，盡管將近十個城市已經(jīng)和核能開發(fā)企業(yè)簽署了核能供暖或核能供熱項目的合作協(xié)議，有些項目前期工作已經(jīng)取得了相當(dāng)進展，但還是停留在前期工作階段，距離真正設(shè)備訂貨和開工建設(shè)尚有時日。

《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017~2021年）》明確提出，“加強清潔供暖科技創(chuàng)新，研究探索核能供熱，推動現(xiàn)役核電機組向周邊供熱，安全發(fā)展低溫泳池堆供暖示范?！睂嶋H上，不僅是傳統(tǒng)的北方地區(qū)，隨著氣候的變化，以及人民對更高生活質(zhì)量的追求，長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現(xiàn)。

從核能行業(yè)立場出發(fā)，在發(fā)電能力過剩的今天，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、有所突破，則彰顯了核能行業(yè)的社會責(zé)任、市場敏銳度和客戶服務(wù)意識。

從核能企業(yè)的立場出發(fā)，大型核電建設(shè)市場盡管回暖，但是內(nèi)陸核電建設(shè)市場尚未開放，沿海廠址有限，加上發(fā)電能力過剩，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。每個核能集團平均每年新批準(zhǔn)一個機組就已經(jīng)很不錯了。所以在小型堆、尤其是核能供暖領(lǐng)域有所建樹，應(yīng)該是很有需求潛力和發(fā)展空間的業(yè)務(wù)增長點。

從傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)立場出發(fā)，燃煤熱電廠不再新建，到設(shè)計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)或民生用途的開發(fā)利用。通過核能供暖，傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)集團進入核能領(lǐng)域的愿望就自然而然地得以實現(xiàn)，這也是與核電集團相比的比較優(yōu)勢之所在。

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

對于地方城鎮(zhèn)政府而言，有了核能供暖，就不必因為每年的空氣質(zhì)量不達標(biāo)而接受環(huán)保督察并背負處分，更不必為了?？諝赓|(zhì)量而強令工廠頻頻停產(chǎn)，導(dǎo)致招商引資前功盡棄，服務(wù)實體企業(yè)發(fā)展的承諾得不到落實。

利用核能滿足城鎮(zhèn)集中供暖的基本負荷需求，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，更為國家分擔(dān)了碳減排的艱巨任務(wù)，一舉多得，何樂而不為？

常壓低溫池式堆進入視野

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)。

核電機組抽汽供熱技術(shù)主要通過從核電廠常規(guī)島汽輪機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荷，如遠距離輸熱，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10萬千瓦左右的小型核電站熱電聯(lián)供，但是我國內(nèi)陸核電建設(shè)尚未放開，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行的池式核反應(yīng)堆，又稱為游泳池式核反應(yīng)堆（簡稱池式堆）。自上世紀(jì)60年代開始，直至現(xiàn)在，美國、前蘇聯(lián)、加拿大、德國、瑞士、瑞典、法國等許多發(fā)達國家都進行了池式堆的持續(xù)研究與開發(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構(gòu)的多座池式堆在運行。

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驗堆（2MWt）進行了核研院生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)的冬季集中供暖試驗，取得成功。后來又推出了NHR殼式低溫核供熱堆，于1989年建成了5 兆瓦試驗堆，并成功運行。在隨后的三十多年中，無論是池式堆，還是殼式堆，都一直積極推廣，但是一直沒有示范工程落地。

池式堆在常壓、低于100℃的參數(shù)下運行，可以實現(xiàn)在任何事故工況下堆芯不會裸露，燃料元件不會燒毀，達到“無放射性擴散”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（征求意見稿）》，其中規(guī)定：對小型核動力廠，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1萬人以上的人口集中居住區(qū)。

同時文件也指出，由于小型核動力廠的固有安全特性，從技術(shù)角度考慮，場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)限制場址周圍的人口密度。

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。根據(jù)池式堆所在地環(huán)境溫度的不同，以及室外溫度隨時間的變化，200MWt池式堆可滿足400~500萬平方米集中供暖面積的基本負荷需求，400MWt池式堆可滿足800~1000萬平方米集中供暖面積的基本負荷需求。除了池式堆擔(dān)負基本負荷，熱網(wǎng)中還需要配備備用調(diào)峰熱源，滿足極冷天氣時段的供暖需求。

時機成熟需合力破題

近年來，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，補充和部分替代燃煤鍋爐和燃煤的熱電聯(lián)供機組。

2017年11月28日，中國原子能科學(xué)研究院49-2池式堆改造完成，實現(xiàn)冬季供暖。同日，中核集團“燕龍”泳池式低溫供熱堆在京正式發(fā)布，標(biāo)志我國在核能供熱技術(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。

核能供暖作為一項低碳清潔、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟性好的城市規(guī)模化供暖技術(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題；而低溫供暖小堆有供熱時間長、運營成本低的特點，可解決嚴(yán)寒內(nèi)陸地區(qū)清潔熱源不足的問題。”

從供應(yīng)側(cè)分析，核電的沿海廠址開發(fā)殆盡，核電項目審批節(jié)奏不可能太快。如果沒有持續(xù)的工程上馬，核電設(shè)計、建設(shè)和運行人員就會因工作任務(wù)不飽滿而流失。所以核電集團不得不開始關(guān)注核能供暖/供熱市場，希望核能新的應(yīng)用領(lǐng)域能夠為企業(yè)帶來新的項目，讓核能繼續(xù)為社會、為國家作出更大的貢獻。

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

當(dāng)前發(fā)展核能供熱時機已逐步成熟，核能供熱技術(shù)正逐漸成為我國實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、霧霾治理、碳減排等需求的現(xiàn)實選擇之一。發(fā)展核能供熱，也是促進核能工業(yè)界轉(zhuǎn)變觀念、擴展視界、走進市場、貼近客戶的一次重大的變革機遇。需要核能領(lǐng)域多家核電集團形成合力，組成國家隊，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)計和制造能力，大幅度降低建造和運行成本。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、成本長期居高不下的被動發(fā)展局面。

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

一是最大阻力在于地方政府及公眾接受度。由于對核能知識的匱乏，以及日積月累的恐核心理，公眾對任何核設(shè)施的心理接受度都較低。提高公眾接受度是示范工程實施方案的一部分，需要地方政府積極接受并大力支持，同時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堅持采用池式堆技術(shù)路線，中廣核集團推廣清華大學(xué)核研院的殼式堆技術(shù)，而國家電投集團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)計和市場推廣資源嚴(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，不僅會讓地方政府和用戶挑花眼，而且也會增加審批難度，延長審批進度。

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