中文名 | 核能供熱 | 外文名 | utilization of nuclear energy in district heat supply |
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用????途 | 城市能源供應(yīng) | 方????式 | 核裂變產(chǎn)生的能量 |
由于采取了多重密封與屏蔽措施,因此核供熱堆,特別是低溫供熱堆運(yùn)行時(shí)排放到環(huán)境中的放射性物質(zhì)甚至比燒煤鍋爐還少得多。從經(jīng)濟(jì)上看,核供熱堆的初始投資高于燒煤鍋爐,但燃料費(fèi)較省,與同功率的燒煤鍋爐相比,每年核燃料的運(yùn)輸量僅約為煤量的十萬分之一,可以輸出100°C左右的熱水供城市應(yīng)用。比燒油鍋爐的燃料費(fèi)低得更多。有些國家已經(jīng)開始發(fā)展核供熱堆。已運(yùn)行的核電站中,有十余座實(shí)行抽汽供熱。
性質(zhì):核供熱堆是一種以輸出顯熱為主的核能系統(tǒng)??捎糜诔擎?zhèn)居民供暖和綜合利用。作為核電的補(bǔ)充,它的推廣應(yīng)用有助于改善能源結(jié)構(gòu),減排溫室氣體和改善城鎮(zhèn)環(huán)境。核供熱堆具有良好的固有安全性,系統(tǒng)簡單,運(yùn)行可靠,可以建在靠近居民稠密區(qū),節(jié)省顯熱遠(yuǎn)距離輸送的昂貴費(fèi)用。世界上第一座5MW核供熱試驗(yàn)堆于1989年在中國建成并運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果表明,中國開發(fā)的核供熱堆具有優(yōu)異的性能。
城市集中供熱所需溫度不高,現(xiàn)有的核能技術(shù)較易滿足要求。目前,正在發(fā)展的有三種核能供熱方式:
①城市集中供熱專用低溫供熱堆。這種堆的壓力為1~2兆帕,可以輸出100°C左右的熱水供城市應(yīng)用。由于反應(yīng)堆工作參數(shù)低,安全性好,有可能建造在城市近郊。
②核熱電站。它和普通熱電站原理相似,只是用核反應(yīng)堆代替礦物燃料鍋爐。核熱電站反應(yīng)堆工作參數(shù)高,必須按照電站選址規(guī)程建在遠(yuǎn)離居民區(qū)的地點(diǎn),從而使它的發(fā)展在一定的程度上受到限制。③化學(xué)熱管遠(yuǎn)程核供熱系統(tǒng)。是正在研究的先進(jìn)技術(shù)。它利用高溫氣冷堆產(chǎn)生的900°C左右的高溫?zé)嵩?,進(jìn)行可逆反應(yīng),并在常溫下通過管道送到用戶,在再生(甲烷化)裝置中產(chǎn)生逆反應(yīng)放出化學(xué)熱,供用戶應(yīng)用。這種方法可將核熱送到遠(yuǎn)處供大片地區(qū)使用。
核能(或稱原子能)是通過核反應(yīng)從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc² ,其中E=能量,m=質(zhì)量,c=光速。核能可通過三種核反應(yīng)之一釋放:1、核裂變,較重的原子核分裂釋...
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供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)——文章著重對熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行闡述,并根據(jù)室外空氣溫度的變比,對熱水采暖系統(tǒng)進(jìn)行有效的溫度調(diào)節(jié)和流量調(diào)節(jié),總結(jié)了供熱參數(shù)的調(diào)整規(guī)律, 滿足了采暖指標(biāo)。
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I 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院 電氣工程概論 姓 名: 王世家 分 院: 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè): 電氣工程及其自動化 學(xué) 號: 16160245 二 0 一六 年 十一 月 三十 日 得分 評卷教師 1 核能發(fā)電對人們的優(yōu)勢 由中國核科技信息與經(jīng)濟(jì)研究院、中國核能電力股份有限公司秦山核電 基地共同組織編寫,葉奇蓁院士擔(dān)任主編的這本書,是共 140 多頁的四彩漂 亮小冊子,圖文并茂,詳細(xì)闡述了核電是安全、清潔、經(jīng)濟(jì)高效的能源;積 極發(fā)展核電,可以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,降低 二氧化碳等溫室氣體的排放,減少霧霾天氣的最好能源。核電與水電、火電 一起構(gòu)成了世界能源的三大支柱。讀完全書, “核電”之于的敬而遠(yuǎn)之,一下子 變得親切溫和起來。 《為什么要發(fā)展核電》一書,對核電在能源發(fā)展中的地位、核電的安全 保障以及如何積極推進(jìn)核電安全高效發(fā)展做了詳細(xì)的論述。特別難得的是還 在附錄里
圖片來源:視覺中國
核能供熱的美好前景,加速了能源央企對其涉獵的步伐。然而,示范項(xiàng)目落地難卻成為核能供熱推廣面臨的最大阻力。
2017年11月28日,來自住建部、環(huán)保部、能源局、科工局、行業(yè)協(xié)會、高校、企業(yè)的各路人士齊聚一堂,將原本一幢不起眼的三層小樓——中國原子能科學(xué)研究院偏居一隅的游泳池式輕水反應(yīng)堆廠房,圍得水泄不通。
在低調(diào)服役半個(gè)世紀(jì)后,這個(gè)反應(yīng)堆廠房因“燕龍”的橫空出世,一下子熱鬧起來。
當(dāng)天,中核集團(tuán)正式宣布:泳池式輕水反應(yīng)堆(簡稱49-2堆)安全供熱滿168個(gè)小時(shí),具備為原子能院部分辦公樓供熱、功能演示及實(shí)操培訓(xùn)等能力。
同時(shí)發(fā)布的,還有能實(shí)現(xiàn)區(qū)域供熱的“燕龍”泳池式低溫供熱堆。據(jù)測算,一座400MW的“燕龍”低溫供熱堆,供暖建筑面積可達(dá)約2000萬平方米,相當(dāng)于20萬戶三居室。
“利用核能進(jìn)行區(qū)域供熱能更有效改善我國能源結(jié)構(gòu),緩解日趨嚴(yán)重的能源供應(yīng)緊張局面,希望中核集團(tuán)對泳池式反應(yīng)堆供熱的技術(shù)進(jìn)行充分論證,不放過任何技術(shù)關(guān)鍵細(xì)節(jié),力爭將核能供熱技術(shù)的安全性、可靠性論證明白,用公眾接受的語言向社會講清楚?!杯h(huán)境保護(hù)部副部長、國家核安全局局長劉華評價(jià)說。
早在30年前即開展攻關(guān)研究并列為國家重點(diǎn)科研項(xiàng)目的核能供熱項(xiàng)目,一度引發(fā)各方關(guān)注和重視,卻始終未能邁出實(shí)質(zhì)性一步。挑戰(zhàn)之下,示范項(xiàng)目落地難成為核能供熱推廣面臨的最大阻力。
當(dāng)各省市試點(diǎn)紛紛趨之若鶩,難題能否得到化解?
熱源緊缺
在今冬煤改氣“失算”之后,部分地區(qū)熱源緊缺又“卷土歸來”。
在我國北方,每年冬季供暖是關(guān)系國計(jì)民生的大事,采暖范圍遍布全國17個(gè)省、市、自治區(qū),占國土面積的60%以上,采暖人口達(dá)7億。
目前我國主要的供熱方式為集中供熱和分散供熱兩種主要方式。其中,集中供熱的熱源主要以熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域鍋爐房為主,每年供暖消耗煤炭超過5億噸,能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)升級形勢嚴(yán)峻。
國家統(tǒng)計(jì)局最新數(shù)據(jù)顯示,2015年供熱用燃煤消耗量占國內(nèi)原煤總產(chǎn)量的比例為4.62%。隨著集中供熱對分散供熱的替代,供熱用燃煤消耗量占比略有降低,但仍然能夠維持在4%左右,特別是近年來霧霾天氣的持續(xù)增多,環(huán)保問題日益加重,清潔供熱能源的替代需求愈發(fā)強(qiáng)烈。
“隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)展,北方地區(qū)供熱面積已經(jīng)達(dá)到130多億平方米,且以每年5%-10%的速度遞增,很多地方都已面臨熱源緊缺問題。另一方面,我們也應(yīng)看到北方地區(qū)主要的供熱熱源來自化石能源,33%源于直接燃煤,這也是造成北方地區(qū)霧霾一個(gè)非常重要的原因。”清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)科學(xué)系教授夏建軍分析。
不久前印發(fā)的《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017—2021)》提出,到2019年,北方地區(qū)清潔取暖率達(dá)到50%,替代散燒煤7400萬噸。到2021年,北方地區(qū)清潔取暖率達(dá)到70%,替代散燒煤1.5億噸。這些數(shù)字意味著未來幾年,仍有大量的散燒煤和燃煤鍋爐將被替代。
替代的方式是什么?在1月24日例行的國家能源局新聞發(fā)布會上,電力司副巡視員郭偉明確表示,清潔取暖并不是一刀切式的煤改電、煤改氣,而是對煤炭、天然氣、電、可再生能源等多種能源形式統(tǒng)籌謀劃,他強(qiáng)調(diào),“清潔取暖工作必須突出一個(gè)‘宜’字,宜氣則氣,宜電則電,宜煤則煤,宜可再生則可再生,宜余熱則余熱。”
“當(dāng)前供熱發(fā)展最大瓶頸是能源短缺,一方面是我們對燃煤供熱能源的管控難以實(shí)現(xiàn)清潔,另一方面是面臨天然氣短缺的風(fēng)險(xiǎn),核能供熱無疑給供熱行業(yè)帶來了福音。”中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會副理事長、北京熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理劉榮坦言。
事實(shí)上,核能供熱并非是一個(gè)新的概念。早在半個(gè)世紀(jì)前,北歐就有民用核能供暖的核反應(yīng)堆。蘇聯(lián)在勃列日涅夫時(shí)期,為了城市集中供暖的需要,也興建過核能供熱反應(yīng)堆,并在部分社會主義國家得到應(yīng)用。此外,德國、法國、瑞士、加拿大等國也都進(jìn)行過核供熱堆的研究與開發(fā)。
“核能供熱的突出優(yōu)勢表現(xiàn)在低溫供熱上。因?yàn)楹朔磻?yīng)堆原理與鍋爐燃燒原理完全不同,燃料燃燒必須保持爐膛的高溫,供應(yīng)低溫?zé)嵋膊荒芙档汀6肆炎兎磻?yīng)可以發(fā)生在任何溫度下,如果僅僅要求供應(yīng)低溫?zé)?,反?yīng)堆就可以工作在低溫低壓條件下,都可以簡化反應(yīng)堆結(jié)構(gòu),提高安全性和降低造價(jià)。這就是前些年許多國家紛紛投入力量,開展低溫核供熱研究的原因?!鼻迦A大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計(jì)研究院教授田嘉夫分析。
在其看來,經(jīng)濟(jì)規(guī)模的用電和用熱存在很大差別?!昂穗姸际怯珊藷徂D(zhuǎn)化而來,反應(yīng)堆熱能直接利用可以完全實(shí)現(xiàn)。但熱是由熱水或蒸汽傳輸,輸送距離短、熱網(wǎng)規(guī)模??;熱負(fù)荷往往有季節(jié)性或間斷性要求,負(fù)荷因子低;要求熱源靠近熱負(fù)荷中心;要求供熱源有備份,滿足高可靠性;而單位能量的熱價(jià)又遠(yuǎn)低于電價(jià);這是考慮核能供熱時(shí)遇到的特殊難題?!?
對此,中國工程院院士葉奇蓁在2017年11月11日召開的“2017核電產(chǎn)業(yè)鏈高峰論壇”上也明確指出:核電站熱電聯(lián)供應(yīng)與低溫供熱堆相結(jié)合,可發(fā)揮各自優(yōu)勢,解決清潔供熱問題,這一方案將“很有前途”。
在我國,核能供熱反應(yīng)堆研發(fā)的歷史可追溯至上世紀(jì)80年代。1983年,清華大學(xué)原有的池式研究堆實(shí)現(xiàn)我國第首次核能低溫供熱實(shí)驗(yàn);1984年,當(dāng)時(shí)的國家科委批準(zhǔn)在清華大學(xué)核能所建一座5MW的核供熱試驗(yàn)堆;1986年起,低溫核供熱正式列為國家“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目;1989年,50MW低溫核供熱堆正式臨界啟動,之后一次成功完成72小時(shí)滿功率連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。
值得關(guān)注的是,在技術(shù)層面,經(jīng)過層層篩選,業(yè)內(nèi)逐漸形成式供熱堆和殼式供熱堆池兩種主流類型(詳情見本刊2016年5月刊《核能供熱產(chǎn)業(yè)化提速》一文)。其中池式供熱堆以游泳池實(shí)驗(yàn)堆為原型,殼式供熱堆由目前主流壓水堆核電站技術(shù)演進(jìn)而來。前者代表是中核集團(tuán)剛剛發(fā)布的“燕龍”泳池式低溫供熱堆,而后者代表則是中廣核集團(tuán)的NHR200-II低溫供熱堆技術(shù)。
企業(yè)布局
核能供熱正朝著前景更為廣闊、競逐更加充分的示范商業(yè)環(huán)節(jié)演進(jìn)。然而,經(jīng)過多年試錯(cuò),布局企業(yè)面臨的風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇卻愈發(fā)難以界定。
核供熱反應(yīng)堆“燕龍”的橫空出世,使得中核集團(tuán)率先在核能供熱上獲得突破。據(jù)悉,“燕龍”是中核集團(tuán)在泳池式研究堆五十多年安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上,針對北方城市供暖需求開發(fā)的一種安全經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的堆型產(chǎn)品。
探其原理,是將反應(yīng)堆堆芯放置在一個(gè)常壓水池的深處,利用水層的靜壓力提高堆芯出口水溫以滿足供熱要求。熱量通過兩級交換傳遞給供熱回路,再通過熱網(wǎng)將熱量輸送給千家萬戶。
中核集團(tuán)“燕龍”泳池式低溫供熱堆總設(shè)計(jì)師柯國土向《能源》記者介紹,池式低溫供熱堆選址靈活,內(nèi)陸沿海均可,尤其適合北方內(nèi)陸。反應(yīng)堆壽命長達(dá)60年,與燃煤、熱電聯(lián)產(chǎn)相比具有經(jīng)濟(jì)可比性。
“與其他的化石能源供熱相比,池式低溫供熱堆建設(shè)投資約是同規(guī)模燃煤鍋爐的2至3倍,但運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于燃煤鍋爐,且使用壽命達(dá)到60年,是燃煤鍋爐的2至4倍?!敝袊茖W(xué)院院士王乃彥分析。
在其看來,以低溫供熱堆替代核電廠和區(qū)域鍋爐房熱源承擔(dān)城市基本熱負(fù)荷,或?qū)⒊蔀榫徑饣茉喘h(huán)境污染的一種有效可行的方法。
與中核集團(tuán)堅(jiān)持采用二級單位中國原子能科學(xué)研究院的池式堆技術(shù)路線不同,中廣核集團(tuán)聯(lián)合清華大學(xué)采用了“殼式堆”技術(shù),并協(xié)同中國核建旗下的中核能源一同完成了NHR200-II技術(shù)工業(yè)供熱、熱電聯(lián)供項(xiàng)目技術(shù)改造。
“目前,中廣核正攜手清華大學(xué)共同推進(jìn)成熟的NHR200-II低溫供熱堆技術(shù),推動示范項(xiàng)目落地。這項(xiàng)技術(shù)早在上世紀(jì)九十年代就通過了國家核安全局安全評審,在2016年國家能源局組織國內(nèi)行業(yè)專家的小堆技術(shù)路線評審中排名第一,具有重要的推廣價(jià)值和示范意義?!痹?月23日舉行的中廣核2018年度新聞發(fā)布會上,中廣核研究院副總經(jīng)理郝志堅(jiān)向《能源》記者透露。
據(jù)悉,中廣核正在大力推動低溫供熱堆技術(shù)的市場開發(fā)?!暗蜏毓岫丫哂邪踩愿?、廠址適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)上可取消廠外應(yīng)急等特點(diǎn),可以靠近用戶,建在城市周邊、內(nèi)陸偏遠(yuǎn)地區(qū)等廠址區(qū)域,從而使電、熱、水、冷多種能源供應(yīng)成為了可能。在實(shí)現(xiàn)批量化、模塊化建造后,低溫供熱堆建造、部署時(shí)間將大大縮短,僅需要2-3年即可建成?!焙轮緢?jiān)說。
與此同時(shí),三大核企最晚成立的國家電投也不甘落后,其自主研發(fā)的微壓供熱堆HAPPY200也于2017年完成總體方案迭代及優(yōu)化,并進(jìn)行了候選廠址的調(diào)研勘察。
事實(shí)上,早在2013年初,中核能源科技有限公司與中電投電力工程有限公司(現(xiàn)合并為“國家電投”)就聯(lián)合總承包吉林白山核供熱堆項(xiàng)目達(dá)成共識,雙方隨之正式簽署《吉林白山核供熱堆項(xiàng)目工程建設(shè)總承包聯(lián)合體協(xié)議書》。
然而,此后數(shù)年,有望成為殼式一體化核供熱堆技術(shù)的首個(gè)商業(yè)化示范項(xiàng)目的白山項(xiàng)目卻遲遲未能落地。不僅如此,遼寧阜新、天津兩市曾批準(zhǔn)深水池核供熱示范工程立項(xiàng),沈陽市、哈爾濱也曾傳將建我國首座核供熱工程示范堆等消息,也均不了了之。
業(yè)內(nèi)分析:國家政策和公眾接受是多年來制約低溫堆技術(shù)推廣的關(guān)鍵因素,其次是市場需求、推廣模式、資金投入等。
“對于核能供熱的前景,我不是很看好。雖然當(dāng)?shù)卣话愫芊e極,但落地往往面對多重阻力。”在北京大學(xué)物理學(xué)院副教授雷奕安看來,核能供熱推廣受阻因素頗多,其中最大的問題正是安保隱患。
“核供熱堆無法實(shí)施等同于核電站反應(yīng)堆的安保標(biāo)準(zhǔn),存在較大隱患,一旦有人搞破壞,產(chǎn)生的后果將無法接受。”雷奕安向《能源》記者分析。
試點(diǎn)之爭
核能供熱的美好前景,加速了能源央企對其涉獵,然而產(chǎn)融結(jié)合之路卻異常艱難。30年前的阜新、琿春、天津等地選址不了了之,令一些產(chǎn)融結(jié)合者至今仍心存余悸。
“當(dāng)時(shí)的市場時(shí)機(jī)不夠成熟,并無碳減排及霧霾的環(huán)境壓力,地方政府領(lǐng)導(dǎo)在最后一刻選擇放棄?!敝袊娏Πl(fā)展促進(jìn)會核能分會副會長兼秘書長田力在接受《能源》記者采訪時(shí)分析,“重要技術(shù)設(shè)備也不成熟,如阜新項(xiàng)目放射性一回路的4個(gè)回路設(shè)計(jì)存在缺陷,板式換熱器廠家并未取得核級資質(zhì)。導(dǎo)致項(xiàng)目均未獲得批準(zhǔn)立項(xiàng)。”
然而,上述種種并不阻礙新一輪開拓者前進(jìn)的步伐,尤以山東、河北、吉林三省為甚。
在山東,據(jù)煙臺發(fā)改委核電辦副主任張潔非介紹,山東核電項(xiàng)目將重點(diǎn)落在煙臺,未來煙臺還將建設(shè)國家級核電研發(fā)中心。
1月19日,中核集團(tuán)與煙臺市人民政府簽署《海上清潔能源綜合供給平臺及泳池式低溫供熱堆項(xiàng)目合作協(xié)議》。這是中核集團(tuán)自2017年正式發(fā)布“燕龍”以來首次牽手地方政府。
“中核集團(tuán)海上清潔能源綜合供給平臺、燕龍泳池式低溫供熱堆已具備產(chǎn)業(yè)化能力。”簽約儀式上,中核集團(tuán)總經(jīng)理、黨組副書記余劍鋒表示。
按照協(xié)議約定,雙方將加速推進(jìn)海上清潔能源綜合供給平臺及泳池式低溫供熱堆項(xiàng)目在煙臺市開發(fā)和建設(shè),打造煙臺市國家軍民融合示范項(xiàng)目,助推煙臺市建設(shè)核電裝備千億級產(chǎn)業(yè)集群。
與此同時(shí),選擇北方大型核電站試點(diǎn)熱電聯(lián)供作為小型堆區(qū)域供熱的過渡,青島等城市也在積極探索。
據(jù)悉,青島供熱以燃煤鍋爐和熱電聯(lián)產(chǎn)為主,供熱面積達(dá)2.1億平方米。根據(jù)青島2014年清潔能源規(guī)劃——“四改造、三開發(fā)、二替代、一建立”的總體工作思路,預(yù)計(jì)到2020年,供熱面積達(dá)3.1億平方米,其中20%海水源熱泵,燃?xì)?0%,余熱資源20%,其他采用熱泵技術(shù),卻仍有6000萬平方米的缺口。
“我們計(jì)劃同海陽核電合作,(一期機(jī)組年發(fā)電170億千瓦時(shí),其中1/3熱量用于發(fā)電)希望能回收剩余2/3的熱量,使得余熱利用技術(shù)存在對接的可能性。目前預(yù)可研工作已經(jīng)展開,希望達(dá)成合作意向,并影響二期機(jī)組的建設(shè),進(jìn)行必要改造?!鼻鄭u市供熱辦主任喻立群介紹。
在其看來,通過試點(diǎn),一方面可以驗(yàn)證核能熱源與熱力管網(wǎng)的耦合技術(shù),另一方面積累核能區(qū)域供熱應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn),增進(jìn)民眾對于核能區(qū)域供熱的認(rèn)知度和接受度。
《能源》記者注意到,青島謀求“核電+供暖”的訴求并非全國個(gè)例。早在2017年2月17日,遼寧核電有限公司即向國家知識產(chǎn)權(quán)總局申報(bào)了“一種基于大型商用核電機(jī)組的熱電聯(lián)產(chǎn)方法”發(fā)明專利獲得授權(quán),成為我國第一個(gè)核電供暖專利。
“徐大堡核電項(xiàng)目地處我國東北地區(qū),具備在我國率先開展核電供暖的優(yōu)勢?!贝饲?,遼寧核電有限公司副總經(jīng)理葛政法在接受中核集團(tuán)內(nèi)部媒體采訪時(shí)透露,“目前,我國北方運(yùn)行及在建的核電站均已電力生產(chǎn)為唯一目的,由于核電調(diào)峰的需求越來越大,所以有必要探索核電綜合利用方案,在電力生產(chǎn)的同時(shí)兼顧民生問題?!?
一邊是積極打造“我國核電產(chǎn)業(yè)北方基地”的山東,另一邊是謀求更多低溫供熱示范堆落戶的河北。
這點(diǎn),在2017年1月13日由中國電力發(fā)展促進(jìn)會核能分會舉辦的“核能供熱技術(shù)推廣應(yīng)用研討會”上,即可看出。
彼時(shí),來自河北承德、石家莊、邯鄲、邢臺、保定、秦皇島等城市的代表踴躍發(fā)言,交流訴求。
邢臺市發(fā)改委副主任陳石坦言,邢臺市大氣污染指數(shù)長期倒數(shù)第一,污染主要集中在冬天供暖,因此核供熱在京津冀推廣很重要,指標(biāo)擁有較大吸引力。
“邢臺市1.2萬平方米,人口700多萬,目前供熱價(jià)26元/平方米,城市城鎮(zhèn)化中集中供熱呼聲很高?!标愂f,“全國供暖最重要的方式,是在經(jīng)濟(jì)不是很發(fā)達(dá)的地區(qū),通過產(chǎn)業(yè)政策給予支持,減少政府財(cái)政壓力。建議京津冀地區(qū)應(yīng)該多建幾個(gè)示范堆?!?
對此,石家莊供熱管理中心主任劉文棟也坦言,石家莊市總供熱面積1.6億平方米,其中80%熱電聯(lián)產(chǎn)、20%區(qū)域鍋爐(以天然氣為主)。2016年11月之后,政府已經(jīng)明確指出燃煤熱源的削減是重要工作,尋找新的熱源迫在眉睫。
“核能供熱想在石家莊落地,需要國家政策大力支持,特別是優(yōu)惠。如何做到不增加政府風(fēng)險(xiǎn)和財(cái)政負(fù)擔(dān),尤其重要。但目前來看,還沒有成熟的項(xiàng)目?!眲⑽臈澲赋?。
值得關(guān)注的是,在2017年9月河北省發(fā)改委印發(fā)的《河北省“十三五”電力發(fā)展規(guī)劃》中,加快低溫供熱堆項(xiàng)目前期工作也被列為重點(diǎn)能源項(xiàng)目范疇。該規(guī)劃明確指出:應(yīng)結(jié)合城鎮(zhèn)集中供熱發(fā)展規(guī)劃,積極利用國內(nèi)先進(jìn)可靠技術(shù),在條件適宜地區(qū),謀劃布局一批低溫供熱堆項(xiàng)目,重點(diǎn)加快推進(jìn)承德、邢臺項(xiàng)目前期工作,爭取列入國家首批示范。
“地方的需求是迫切的,關(guān)鍵是拍板的問題?!眹穗娏σ?guī)劃設(shè)計(jì)研究院高工林令之一語中的。
在其看來,中國北方被霧霾困擾、環(huán)境問題成為社會公眾高度關(guān)注的當(dāng)下,核能供熱能否邁出關(guān)鍵步伐,不僅取決于公眾恐核心理的消除,更有賴于政府的加強(qiáng)引導(dǎo)和規(guī)劃,才能真正推動核能供熱示范項(xiàng)目早日落地。
“微壓堆HAPPY200,目前廠址選擇正在進(jìn)行中,計(jì)劃率先在吉林推廣,形成北方示范,用于冬季民用采暖以及糧食深加工等?!绷至钪f。
此外,據(jù)一位不愿具名的專家透露,由于國電投在吉林白山的項(xiàng)目多年未能邁出實(shí)質(zhì)性一步,示范堆選址已經(jīng)轉(zhuǎn)而在吉林通化、公主嶺、四平伊通等市縣推進(jìn)。
“不同企業(yè)提出不一樣的方案,選址在不同地區(qū),這從研究角度來說,必然如此?!崩邹劝卜治觯暗吹?,核能供熱依然面臨退役和乏燃料處理等問題。即便應(yīng)用前景廣闊,地方政府積極扶持,但項(xiàng)目能否落地依然要看民意。”
作者:能源雜志
2.22
T.O.D.A.Y
「核能供熱」
(訪中國電力發(fā)展促進(jìn)會核能分會副會長兼秘書長田力)
《能源》:近期核能供熱再受重視,您認(rèn)為主要影響因素有哪些?
田力:當(dāng)前,低溫供熱實(shí)驗(yàn)堆和示范堆的研制與建造條件已經(jīng)成熟,加快常壓低溫核能供熱堆的商業(yè)化推廣,對于解決我國北方地區(qū)的霧霾治理、碳減排,緩解能源緊張、減輕運(yùn)輸壓力,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的“能源革命”意義。
主要影響因素如下:1、熱源結(jié)構(gòu)不合理,導(dǎo)致冬季北方城鄉(xiāng)霧霾日益嚴(yán)重,選擇大能量、低污染、滿足大規(guī)模集中供熱需求的清潔熱源被提上日程。2、替代燃煤供暖的天然氣資源緊張且代價(jià)高昂;煤改電電網(wǎng)擴(kuò)容改造成本高。3、各種儲能方式技術(shù)不成熟、成本高,商業(yè)化推廣尚待時(shí)日。4、各種能源的發(fā)電裝機(jī)容量超過16億千瓦,嚴(yán)重過剩。加之冬季北方熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤機(jī)組大量投產(chǎn),大型高效清潔火電機(jī)組和核電機(jī)組上網(wǎng)發(fā)電受到嚴(yán)重制約,影響能源系統(tǒng)整體效益,造成大氣環(huán)境進(jìn)一步惡化。5、隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn),居民集中居住區(qū)增加迅猛,同時(shí)城市熱網(wǎng)取得長足發(fā)展,冬季區(qū)域集中供熱需求快速增長。6、大管徑,高流速,低損耗,長距離輸熱技術(shù)取得突破。
《能源》:上世紀(jì)90年代初,清華大學(xué)和核二院先后在遼寧阜新、吉林琿春、天津等地進(jìn)行了120兆瓦池式低溫核供熱站預(yù)可行性研究,均告失敗,原因是什么?
田力:以上項(xiàng)目均未獲得批準(zhǔn)立項(xiàng),主要有以下原因:1、缺乏公眾宣傳,當(dāng)時(shí)人們對核技術(shù)了解不多,包括政府官員在內(nèi),普遍存在核恐懼。2、當(dāng)時(shí)的市場時(shí)機(jī)不夠成熟,并無碳減排及霧霾的環(huán)境壓力,環(huán)保與新能源政策遠(yuǎn)差于現(xiàn)在,地方政府領(lǐng)導(dǎo)在最后一刻選擇放棄。3、重要技術(shù)設(shè)備不成熟,如阜新項(xiàng)目放射性一回路的4個(gè)回路設(shè)計(jì)存在缺陷,板式換熱器廠家未取得核級資質(zhì)。4、當(dāng)時(shí)清華大學(xué)及國家發(fā)改委能源局主要支持的是殼式低溫堆,導(dǎo)致池式低溫堆未能獲得足夠的資金支持和政策支持。5、核能工業(yè)界只是推薦核熱源,并未系統(tǒng)考慮熱網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求,沒有給出整體協(xié)同的解決方案。因此熱力公司對于核熱源心存疑慮、有所顧忌。
《能源》:自2014年起,中國電力發(fā)展促進(jìn)會核能分會組織了多場核能供熱技術(shù)專家研討會,達(dá)成了怎樣的共識?
田力:自2014年4月,我們在國際原子能機(jī)構(gòu)建立的核電建設(shè)國際培訓(xùn)中心組織了第一期核能供熱技術(shù)培訓(xùn)班之后,中國電力發(fā)展促進(jìn)會核能分會又相繼在國家能源局核電司、國家核安全局等支持下,先后于2016年春節(jié)前以及2017年1月組織了兩場專家研討會。在此作用下,國家能源局核電司也于2017年7月11日組織召開了包括京津冀、東北三省、甘肅和內(nèi)蒙發(fā)改委能源局代表參加的核能供熱研討會。
幾次研討會之后,專家主要達(dá)成了以下幾點(diǎn)共識:核能用于集中供熱符合中國現(xiàn)階段國情,必須抓住歷史機(jī)遇,盡快盡早建成示范工程。目標(biāo)單位要選準(zhǔn),優(yōu)先緊盯中小城市、供熱緊張城市、燃煤指標(biāo)緊張城市或地區(qū),不選擇大城市。優(yōu)先建立示范工程樣板效應(yīng)。
同時(shí),技術(shù)方案應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化,子系統(tǒng)和具體細(xì)節(jié)需組織專家論證和試驗(yàn)驗(yàn)證,確保方案得以實(shí)施。此外,還要創(chuàng)新核能發(fā)展模式。引入各種資金、聯(lián)通上下游企業(yè)、多頭并進(jìn),才能打開核能發(fā)展思路,促進(jìn)創(chuàng)新,使示范項(xiàng)目快速落地。同時(shí),也要積極爭取國家能源局政策支持,讓核能供熱早日進(jìn)入新能源政策支持產(chǎn)業(yè)目錄。
《能源》:與傳統(tǒng)熱源電廠相比,核能供熱堆的優(yōu)勢有哪些?
田力:核能供熱是無污染、無碳排放,名副其實(shí)的有害物質(zhì)的“零排放”能源技術(shù):無任何煙塵、灰渣、碳化物、硫化物、氮氧化物的排放。低溫核供熱則更為契合暖房工程最終用戶地板或暖氣采暖的實(shí)際需要熱水溫度。
此外,核能供熱具有更好的經(jīng)濟(jì)性,運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低。以燃料成本為例,一座200MW的池式堆每年消耗1噸的核燃料(成本2000萬元左右),可替代動力煤16-20萬噸(成本6400萬元)。核能供熱堆壽命可達(dá)60年,而普通鍋爐為15-20年。
《能源》:為何核能供熱項(xiàng)目在市場上推進(jìn)緩慢?您認(rèn)為最大的阻礙因素是什么?
田力:主要原因有兩點(diǎn):一方面是市場時(shí)機(jī)不成熟,盡管多個(gè)城市都曾有興趣研究甚至立項(xiàng),但當(dāng)時(shí)沒有足夠大的碳減排壓力和治霧霾動力,加上民眾對“核”的天然恐懼心理和政府官員們多一事不如少一事的心態(tài),核能供熱項(xiàng)目總是在最后關(guān)頭功虧一簣。
另一方面是當(dāng)時(shí)的國家相關(guān)部門技術(shù)路線選擇的結(jié)果,選擇了單純支持殼式低溫核供熱堆技術(shù)的推廣,常壓池式低溫核供熱堆技術(shù)沒有得到支持。盡管當(dāng)時(shí)的朱镕基總理于2000年曾批示表示支持,但因?yàn)榉N種原因沒有得到落實(shí)。
當(dāng)前,核能供熱推廣的最大壓力在于地方政府及公眾接受度。不過,現(xiàn)有已經(jīng)建成的低溫堆均為實(shí)驗(yàn)堆,尚無實(shí)現(xiàn)商業(yè)化首堆的落地。
對此,我認(rèn)為技術(shù)持有方與中央和地方能源、熱力主管部門的有效溝通力度需進(jìn)一步加強(qiáng),做好有充分說服力、正確的論證報(bào)告。
此外,具有遠(yuǎn)見卓識以及希望進(jìn)入核能領(lǐng)域的能源企業(yè)集團(tuán),在當(dāng)前電力裝機(jī)容量嚴(yán)重過剩的市場形勢下,應(yīng)該獨(dú)具慧眼,選擇核能供熱市場,拿到核能入場券。
核能供熱是符合節(jié)能減排需求的清潔能源,是有保障的采暖能源,是環(huán)境保護(hù)需要的無污染排放能源,也是有利于創(chuàng)造可再生能源發(fā)電上網(wǎng)容量空間的多能互補(bǔ)技術(shù),在我國未來的能源系統(tǒng)中,必將占據(jù)一席之地。
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1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中,因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。
2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。
3.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,故核能電廠所使用的燃料體積小,運(yùn)輸與儲存都很方便,一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料,一航次的飛機(jī)就可以完成運(yùn)送。
4.核能發(fā)電的成本中,燃料費(fèi)用所占的比例較低,核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢影響,故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。
要用反應(yīng)堆產(chǎn)生核能,需要解決以下10個(gè)問題:
1.為核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供必要的條件,使之得以進(jìn)行。
2.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必須能由人通過一定裝置進(jìn)行控制。失去控制的裂變能不僅不能用于發(fā)電,還會釀成災(zāi)害。(如切爾諾貝利核電站和福島核電站等等)
3.裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量要能從反應(yīng)堆中安全取出。
4.裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和放射性物質(zhì)對人體危害很大,必須設(shè)法避免它們對核電站工作人員和附近居民的傷害。
5.核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料,或者是使用過之核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放射線,故必須慎重處理,且需面對相當(dāng)大的政治困擾。
6.核能發(fā)電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏,故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重。
7.核能電廠投資成本太大,電力公司的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較高。
8.核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn)。
9.興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。
10.核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì),如果在事故中釋放到外界環(huán)境,會對生態(tài)及民眾造成傷害。