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全國首個核能工業(yè)供汽工程開工！
▲田灣核電基地。中核集團/供圖
文丨本報記者 朱學蕊
記者5月27日從中核集團旗下中國核電獲悉，由該公司投資控股的江蘇田灣核電蒸汽供能項目能源站正式澆筑第一罐混凝土，標志著全國首個工業(yè)用途核能供汽工程開工。工程開工意味著我國核電利用在走過單一發(fā)電、居民供暖階段后，進入到工業(yè)供汽領域，核能綜合利用之路正越拓越寬。
核能供汽是利用核電廠熱量解決石化產(chǎn)業(yè)用汽需求，降低綜合能耗和消除環(huán)境污染的一種新途徑，主要是從核電機組二回路抽取蒸汽作為熱源，經(jīng)過多級換熱，最后經(jīng)工業(yè)用汽管網(wǎng)將熱量傳遞至用戶端。田灣核電蒸汽供能項目用汽需求方——連云港石化產(chǎn)業(yè)基地，是我國沿海地區(qū)規(guī)劃建設的七大石化產(chǎn)業(yè)基地之一，也是生態(tài)環(huán)境部、商務部、科學技術部明確的國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)，目標瞄準世界一流大型石化基地。
▲田灣核電蒸汽供能項目開工。中核集團/供圖
田灣核電蒸汽供能項目以田灣核電二期工程3、4號機組蒸汽作為熱源，將蒸汽輸送至連云港石化產(chǎn)業(yè)基地進行工業(yè)生產(chǎn)。項目總投資7.3億元，建設周期24個月，預計2023年底投產(chǎn)供汽，不僅為連云港石化基地能源供給貢獻綠色力量，也為全國石化產(chǎn)業(yè)轉型升級提供能源示范方案。
田灣核電蒸汽供能項目建成后，每年可為連云港石化基地提供480萬噸工業(yè)蒸汽，可實現(xiàn)每年減少燃燒標準煤40萬噸，等效減排二氧化碳107萬噸、二氧化硫184噸、氮氧化物263噸，相當于新增植樹造林面積2900公頃。同時，每年為石化基地節(jié)省70多萬噸碳排放指標，提供更多的環(huán)境空間。
▲田灣核電基地。中核集團/供圖
據(jù)了解，該項目設計已通過電力規(guī)劃設計總院評審，于2月23日開始樁基施工，目前相繼完成了氣象塔和環(huán)境監(jiān)測站遷建、能源站全部樁基施工建設，預計今年底將完成項目配套的海水淡化廠房和能源站結構封頂。
作安全、經(jīng)濟、高效的清潔能源，核能是人類應對氣候變化重要能源選擇。在碳達峰碳中和與能源低碳轉型大背景下，加快核能綜合利用，尤其在北方地區(qū)供暖季采用核能供暖、在核電項目所在地替代化石能源熱源，是推動北方地區(qū)清潔取暖、工業(yè)用汽清潔低碳化的有效途徑。
新聞鏈接
放眼全球 核能綜合利用有多熱？
核能綜合利用的內涵廣泛，應用場景多樣，除傳統(tǒng)的核能發(fā)電外，還可以用于區(qū)域供暖、工業(yè)供熱（冷）、海水淡化、核能制氫、同位素生產(chǎn)等；此外，在太空航行、深海探測、海島供能等特殊場景中，核能還具有持續(xù)性強、供能形式多樣等特殊優(yōu)勢。
根據(jù)國際原子能機構發(fā)布的2021年版《世界核電反應堆》報告，截至2020年底，在全球32個國家總計442臺在運核電機組中，有11個國家69臺機組除核能發(fā)電外，還實現(xiàn)了包含區(qū)域供暖、工業(yè)供熱、海水淡化等其中一項或兩項的綜合利用。
當前，美國、俄羅斯、法國等核能強國均積極推動核能綜合利用，將其作為應對氣候行動的重要舉措，并以其為牽引驅動核能科技創(chuàng)新，搶占核能技術制高點。美、英、日等國大力開展核能制氫技術的研究，法國積極推進多功能模塊化小型堆的研發(fā)建設，俄羅斯在浮動核電站、核動力破冰船的研發(fā)應用方面位居世界前列。
透視中國 核能綜合利用前景如何？
隨著我國“雙碳”戰(zhàn)略的持續(xù)推進、能源安全戰(zhàn)略的深化落實，核能將在支撐我國“雙碳”目標實現(xiàn)過程中發(fā)揮不可或缺的作用，核能的綜合利用也將迎來新的發(fā)展機遇。
我國在政策層面高度重視推動核能綜合利用。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中提出，“推動模塊式小型堆、60萬千瓦級商用高溫氣冷堆、海上浮動式核動力平臺等先進堆型示范?！薄伴_展核能綜合利用示范。”
中共中央、國務院印發(fā)的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中提出，要“在北方城鎮(zhèn)加快推進熱電聯(lián)產(chǎn)集中供暖，加快工業(yè)余熱供暖規(guī)模化發(fā)展，積極穩(wěn)妥推進核電余熱供暖?！?/span>
國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》明確提出“積極推動高溫氣冷堆、快堆、模塊化小型堆、海上浮動堆等先進堆型示范工程，開展核能綜合利用示范?！?/span>
2022年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確提出，“開展核能綜合利用示范，積極推動高溫氣冷堆、快堆、模塊化小型堆、海上浮動堆等先進堆型示范工程，推動核能在清潔供暖、工業(yè)供熱、海水淡化等領域的綜合利用?！?/span>
同月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，提出“推進固體氧化物電解池制氫、光解水制氫、海水制氫、核能高溫制氫等技術研發(fā)?！?/span>
價值幾何 核能綜合利用為何出圈？
核能綜合利用有利于提升能源使用效率。核裂變過程釋放出大量熱能，可以較好匹配工業(yè)生產(chǎn)過程中對高溫工藝熱參數(shù)的需求。核能綜合利用就是契合各類應用場景，或將熱能轉化為電能、或直接提供高溫工藝熱，通過能量的梯級利用，實現(xiàn)科學用能，有助于提高能源利用效率。
核能綜合利用與高耗能行業(yè)耦合發(fā)展將進一步凸顯核能的零碳價值。在“雙碳”背景下，以傳統(tǒng)化石能源消費為主的高耗能行業(yè)發(fā)展面臨嚴重制約，亟需突破化石能源壁壘，而核能綜合利用可以滿足高耗能行業(yè)多樣化的用能需求，可以為高碳排放產(chǎn)業(yè)提供脫碳技術方案，支撐國家大型化工基地、大型工業(yè)基地建設，與國家關于產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉型的部署高度契合。相比于其它，核能制氫是更具有前景的清潔氫生產(chǎn)手段，具有分解效率高、便于工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)勢，是最具提供大量產(chǎn)業(yè)用氫氣潛力的技術。核能海水淡化也可以為缺少淡水的地區(qū)提供可行的解決方案。
中核集團還推動了哪些核能綜合利用示范?
2021年12月3日，我國南方首個核能供暖項目——浙江海鹽核能供熱示范工程一階段正式投運。一期工程供暖面積達46萬平方米，惠及近4000戶居民。預計到“十四五”末項目全部建成，能夠滿足海鹽約400萬平方米供暖需求。據(jù)測算，相對于南方地區(qū)的電取暖方式，該項目全部建成投運后，每年可節(jié)約電能消耗1.96億度。2022年4月，該示范項目完成首個供暖季任務，持續(xù)安全穩(wěn)定供熱100天，在供熱質量提升的同時，供熱價格較過去降低了約1/3，為我國南方大規(guī)模集中供熱項目建設發(fā)揮了良好的示范作用。
2022年4月26日，全球首批商用堆碳-14輻照生產(chǎn)靶件在中核集團秦山核電三廠2號重水堆機組入堆，并預計將在2024年開始向市場供貨，產(chǎn)量可充分滿足國內需求。這是中核集團在醫(yī)用同位素生產(chǎn)方面取得的重大突破，將徹底解決國內碳-14同位素供給問題，為打造核技術應用產(chǎn)業(yè)示范基地、建立穩(wěn)定自主的醫(yī)用同位素供應保障體系，提升人民健康水平作出新的更大貢獻。
除了充分利用現(xiàn)有核電機組開展核能綜合利用外，中核集團還通過科技創(chuàng)新，積極研發(fā)先進核能系統(tǒng)，拓展更多核能綜合利用的新場景。
2021年7月13日，中核集團海南昌江多用途模塊式小型堆科技示范工程正式開工建設，成為全球首個開工的陸上商用模塊化小型堆。小型堆采用中核集團“玲龍一號”（ACP100）技術，是中核集團通過十余年自主研發(fā)并具有自主知識產(chǎn)權的多功能模塊化小型壓水堆堆型，具有小型化、模塊化、一體化、非能動的特點，可以作為清潔的分布式能源，供電的同時可滿足海水淡化、區(qū)域供暖、工業(yè)供熱（冷）等多個領域應用的需求。
2021年12月20日，全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站并網(wǎng)發(fā)電。作為高溫氣冷堆核電站示范工程建設的重要參與方，中核集團聯(lián)合清華大學、華能集團從EPC總承包、燃料元件制造、工程建設等多方面發(fā)揮重要作用。高溫氣冷堆具有固有安全、出口溫度高等獨特優(yōu)勢，可以提供高品質的工業(yè)用汽，未來還可以實現(xiàn)大規(guī)模高效穩(wěn)定制氫，有力推動冶金、石油精煉、合成氨等領域減排降碳。中核集團將高溫氣冷堆作為型譜化堆型序列的主力堆型之一，正在穩(wěn)步推進下一個更大規(guī)模的高溫氣冷堆項目。
