“核能及其綜合利用具有碳減排效益顯著、安全穩定等優勢，是助力中國實現雙碳目標的重要手段之一。“4月26-28日，中國核能可持續發展論壇2023年春季國際高峰會議在京召開。中國核能行業協會專家委員會特邀顧問、國家電力投資集團有限公司原董事長王炳華在會上表示。2022年，中國一次能源消費總量約54.1億噸標煤，非化石能源消費占比約17.5%。為實現碳達峰、碳中和目標，2030、2060年，中國非化石能源消費占比將分別達到25%、80%左右。王炳華表示，能源行業低碳轉型以及工業部門、建筑業等脫碳的需要，為包括核能在內的低碳能源發展及開展綜合利用提供了廣闊的市場空間。核能綜合利用，主要指將核能項目從以往單一的供電，向供暖、供汽、制氫、海水淡化、制冷等領域發展。其中，核能供暖、供汽是目前核能綜合利用的最主要途徑。此方式有利于提高核能利用效率。核能發電效率約37%，通過直接利用熱能，實現能量的梯級利用，以海陽核電900 MW供暖為例，供暖季機組效率可以提升至56%左右。此外，有利于促進核能技術發展，提升核電的靈活性。例如，可推動高溫堆、多功能模塊化小型堆等先進核能技術研發及關鍵技術攻關；通過抽汽供熱、儲熱、制氫、海水淡化等方式，可以在一定尺度上提升核電的靈活性，減少核電的調峰壓力。目前，中國已開展了大型核電廠供暖、供汽示范，山東海陽核電廠、浙江秦山核電廠、遼寧紅沿河核電廠已實現559萬平米核能供暖，其中海陽核電廠“暖核一號”供暖范圍已覆蓋海陽市全城區，且正在推進900MW級（3000萬平方米）跨區域核能供暖。據王炳華介紹，江蘇田灣核電廠核能工業供汽改造正在推進中，且正在探索商業化核電海水淡化項目。此外，海南昌江多用途模塊式小堆示范工程已進入核島安裝階段，在發電的同時將為周邊企業提供蒸汽及海水淡化服務；江蘇、廣東、貴州等多個省份正在規劃和布局高溫氣冷堆、小型反應堆開展綜合利用。從技術儲備來看，除了現有大型壓水堆綜合利用改造及優化外，中國目前已研發了多種具有自主知識產權的，適用于開展核能綜合利用的反應堆技術，包括高溫氣冷堆、“玲龍一號”、NHR200-II、CAP200等。高溫氣冷堆（HTGR）是核能反應堆的堆型之一，因堆芯出口溫度很高，通常可達到850℃-1000℃或以上，且用氦氣作冷卻劑而得名，被稱為具有第四代核電系統特征的先進堆型。該堆型具有固有安全特性，設有阻止放射性釋放的多重屏障，發生事故不需專設的冷卻系統，且能夠自主停堆，不會發生堆芯融化、大量放射性釋放事故。“高溫和超高溫氣冷堆由于其在核能制氫等綜合利用領域的獨特優勢，成為全球各國積極布局的領域。”中國工程院院士葉奇蓁在會上表示。“玲龍一號”、NHR200-II、CAP200等均屬于多用途小堆。相比于大型壓水堆，小型堆投資小、成本低，選址靈活。其中，“玲龍一號”是由中核集團研發，示范工程于2021年7月在海南昌江開工建設。NHR200-II低溫供熱堆是由清華大學核能與新能源技術研究院設計開發、擁有完全自主知識產權的小型模塊化堆；CAP200由上海核工程研究設計院研發。王炳華稱，從經濟性來看，核能供熱（包括供暖、供汽）成本與燃煤供熱相當，較燃氣供熱具有優勢。根據當前已投運的海陽核電、秦山核電供熱項目，并結合新建核電項目同步考慮核能供熱進行成本測算，核電機組熱電聯產出廠熱價約為30-40元/GJ（不含廠外投資），在動力煤價格1000元/噸以上的情況下，核能供熱具有成本優勢。大型核電廠反滲透海水淡化成本約5-6元/噸，與商用海水淡化項目成本相當。據他介紹，根據當前核電布局，利用北方地區已投運核電項目進行供暖，具備實現1.6億平米核能供暖能力；隨著在建核電機組的建成投產，預計2030年，將具備3.2億平米核能供暖能力。進一步結合核電廠周邊城市實際情況及供暖替代的可行性分析，預計2030年中國核能供暖面積將達到1.5億平米左右；2060年，考慮到多用途小堆及內陸地區核電發展，中國核能供暖面積有望達到15億平米。王炳華稱，核能制氫、海水淡化也具有較好的市場空間，核能集中供冷具備技術可行性，但其進一步規模化發展取決于技術的進步與經濟性的提升。中核集團總經理助理盧鐵忠也在會上表示，通過經濟低碳的方式大規模制備氫氣，是實現氫氣廣泛使用的前提，核能制氫是其中的重要選項。中國清潔制氫市場空間巨大，核能制氫具有較大的潛力。根據中國氫能聯盟的預測，預計2030年中國氫氣的年需求量將達到3715萬噸；到2060年，中國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右。以水為原料，核能制氫的技術路線可分為核電制氫（效率不超過30%）、核熱制氫（效率超過60%）和電熱混合制氫（效率接近60%）三種。其中，熱制氫和電熱混合制氫所需的高溫工藝熱,可與高溫氣冷堆熱力參數契合，預期成本最低，但由于面臨耐高溫材料研發的挑戰，目前技術成熟度較低。王炳華預計，2030年，考慮1.1億千瓦壓水堆核電均具備制氫能力時（考慮反應堆額定功率30%用于制氫），可實現核能制氫年產量330萬噸，能夠滿足全國一成的氫氣需求；2060年，倘若熱制氫、電熱混合制氫及高溫氣冷堆技術取得突破，可實現核能制氫年產量900萬噸以上。根據在建和已規劃核能海淡項目測算，預計2025年中國核能海水淡化規模將達到21萬噸/日；到2030年，將達到40萬噸/日。
為更好地開展核能綜合利用，王炳華建議，要強化產業引導，做好相關規劃銜接，盡快啟動小型堆城市綜合利用示范。此外，應加強政策支持，提升核能綜合利用經濟性，創新商業模式，探索核能綜合利用新的商業化路徑。
發布日期：2023-06-07 來源：界面新聞 瀏覽次數：3010
