核能供热开展形式研讨

2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性争辩上指出，我国将进步国家自主奉献力度，采纳愈加有力的方针和办法，二氧化碳排放力求于2030年前到达峰值，努力求取2060年前完结碳中和。依据中共中央、国务院印发的《关于完好精确全面遵循新展开理念做好碳达峰碳中和作业的定见》，到2025年、2030年和2060年，我国非化石动力消费比重别离到达20%左右、25%左右和80%以上。

碳排放买卖的实施以及当地政府面对的动力双控方针压力，清洁低碳转型是动力范畴的展开方向。会集供热是我国耗费煤炭和发生碳排放的重要范畴，在“双碳”展开方针下也需求向清洁清洁供暖方向转型。核能作为清洁低碳安全有用的动力方法，在会集供热范畴发挥重要作用。展开核能供热有助于推进动力绿色低碳展开战略，完结动力结构和工业晋级，一起国家动力局也在试点运转。

我国会集供热展开现状及趋势

我国北方区域居民冬天取暖是重要的国计民生事项，党中央、国务院屡次对居民会集采暖做出重要批示指示。现在，全国需求采暖的省份有17个，占国土面积的60%以上，采暖人口到达7亿以上。我国会集供暖的热源以热电联产和区域锅炉房为主，运用的燃料以煤炭为主，每年耗费煤炭数亿吨。燃煤是导致华北区域冬天雾霾、拉闸限电、完结“双碳”方针存在压力的重要原因，亟需选用新式清洁动力代替燃煤取暖。

依据国家计算局数据，2000-2020年我国城市会集供热面积逐年添加。2000年我国城市会集供热面积为11.10亿平方米，2020年添加至98.82亿平方米，年添加率高达10.41%。跟着我国乡村城镇化的快速展开和南边部分区域逐渐完结冬天供暖，我国会集供热面积还在不断攀升，保存估量到2030年将到达150亿平方米。

核能是其时较老练的代替一次动力的动力方法之一，运用核能进行会集供热已进行了很多的研讨。与传统热源比较，核能供热能够明显削减污染物排放，供热安全性有保证，将有用改进我国动力结构，缓解日趋严峻的动力供应严峻局势，在保护环境、健康我国制作、“双碳”方针完结以及缓解燃煤运送压力等方面具有活跃意义。

核能供热面对严峻机会

国家支撑核能供热

（1）2016年，国家展开变革委和国家动力局联合发布《动力技能革命立异举动计划（2016-2030年）》指出，到2050年，核能供热具有规划制作条件。

（2）2017年，由十部委印发的《北方区域冬天清洁取暖规划（2017-2021）》清晰指出核能、地热、太阳能等动力是清洁供暖的重要方法。

（3）2018年，国家动力局在《2018年动力作业辅导定见》指出，活跃研讨推进北方区域核能供暖试点作业。

（4）2018年，国家动力局发布《北方区域核能供暖五年举动计划》（征求定见稿），将核能供暖演示工程列为重点项目予以推进。

（5）2021年，国务院印发《2030年前碳达峰举动计划》指出，活跃推进高温气冷堆、快堆、模块化小型堆、海上起浮堆等先进堆型演示工程，展开核能归纳运用。

城市会集供暖面积快速展开

跟着我国城镇化提速和城市修建会集供暖面积的继续添加，为核能供热供给了用户环境。2020年，我国供热面积为98.82亿平方米，估计到2030年到达150亿平方米。若添加面积的10%由核能供热来供给，核能供热面积将到达5.2亿平方米，约相当于26-52个热功率为400MWt的“燕龙”低温供热堆的供热面积。

国内已具有杰出的核能供热实践

1981年，我国清华大学就提出了展开低温供热堆的主张，1983-1984年完结泳池堆核能供热实验，获得满足成果。1986年3月，清华大学开工制作5MWt低温供热堆，1989年12月满功率运转，开端向5万平方米的修建物供热，接连供暖100天，验证了核能供热的优异功能。

2017年11月，我国原子能科学研讨院发动49-2泳池堆展开供热演示，完结安全供热满168小时，具有为两座办公楼和49-2堆厂房总面积约1万平方米的供热才能，标志着我国在核能供热技能范畴的自主研制获得重要展开。

我国秦山核电站和海阳核电站现已完结商用核电机组的区域供热。2021年，秦山核电站完结我国南边区域首个核能供热演示工程（一期），供热面积46万平方米，为近4000户居民供热。2021年，海阳核电站为山东海阳市供热面积到达450万平米，为20万居民海阳城区居民供热，助力海阳城区成为国内首个悉数完结核能供热的城市。

核能供热概略

在冬天冰冷、供暖期长的北欧核电国家比较盛行运用商用核电机组进行区域供热，并具有老练经历和丰厚的商用经历。核能供热首要有单一核能供热和热电联产两种方法。

单一核能供热方法

单一核能供热方法是指以首要以供热为意图制作的低温供热核反应堆，在供热期内首要以供热方法运转，在非供热期内停运检修，考虑经济性也可用于出产同位素等其他使用。

我国、前苏联、加拿大、德国、瑞士、法国等国都对低温核供热堆进行了研制。加拿大热功率为2MWt的SLOWPOKE-III（SDR）常压池式供热堆为修建物进行了2年演示实验。从上世纪60到80时代，我国和国外相关国家开端探究单一核能供热问题，验证了核能供热的安全性与可靠性，并积累了很多的经历，未发生核安全和核事故。我国研制了“燕龙”、NHR-200 I、NHR-200 II、HAPPY 200等多种类型的低温供热堆。

因为其时考虑各国自然资源禀赋，不注重碳排放压力，而且会集供热自身需求就不大，比较价格较低的化石动力供热，单一核能供热其时在经济性方面并不占优势，且简单遭到政治原因影响等要素的影响，因此没有得到推行使用。

热电联产供热方法

热电联产是指从大型核电机组的汽轮机或管道中抽取部分热量，作为城市供热的热源。有的以发电为主、供热为辅，有的以供热为主、发电为辅。20世纪60-70时代，世界上就开端研制商用核电机组核能供热，几乎是与核电技能一起起步，至今已具有必定规划。

依据世界原子能安排计算，2020年全球有59台商用核电机组（占总数的13.3%）在发电的一起发生热水或蒸汽用进行区域供热，首要散布于冰冷的北欧和东欧国家，如俄罗斯、乌克兰、瑞典。国外商用核电机组区域供热到达2267万吉焦，相当于供暖面积7847万平方米。商用核电机组的核能供热的安全性与可靠性现已得到验证，至今积累了超越1000堆·年的使用经历。

2019年11月，海阳核电核能供热项目一期工程正式投用，向70万m2的7757住户供热，创始国内核能商业供热先河，被国家动力局颁发“国家动力核能供热商用演示工程”，海阳市也被颁发“山东省核能归纳开发运用演示市”。2021年11月，海阳核能供热二期项目投运，为海阳市整个城区450万平方米的20万居民供热，海阳市成为全国首个“零碳”供暖城市。2021年11月10日，秦山核电站开端为4000户居民供暖面积46万平方米，为南边会集供热项目起到了杰出演示作用。

核能供热的优势与工业化推行状况

环保效益好

“燕龙”低温供热堆每年可代替32万吨燃煤或1.6亿m3天然气，而每年耗费的核燃料仅大约2.5吨，耗费的核燃料与燃煤比大约为1:128000，极大地缓解了运送压力。同为功率为400MWt的核能供热与燃煤锅炉、燃气锅炉的环保效益比较如表1所示。

表1 功率为400MWt的不同热源环保效益比较

商用核电机组进行居民区域供热具有清洁、安全、安稳、高效的优秀特性。秦山核能供热项目悉数建成后，具有150MW供热才能，削减焚烧标煤约2.46万吨，减排CO2约5.9万吨。海阳核电核能供热项目一期工程年节省标煤2.32万吨，海阳核能供热二期项目代替12台燃煤锅炉，年节省标煤10万吨，减排二氧化碳24万吨。海阳核电站8台机组悉数建成，供热面积超越2亿平方米，年节省标煤660万吨。

核能供热具有经济竞争性

单一供热的低温核供热堆在运转4、5、6个月时，核能供热价格别离为47元/吉焦、38元/吉焦和35元/吉焦。在供暖价格上，优于燃气供温暖采电供暖，可比燃煤供暖。秦山核电站一期核能供热项目热价同徐州燃煤热价相同，同为热价30元/平方米。海阳核电站核能供热二期项目建成后，海阳城区的取暖费也下降了，从原有的22元/平方米降到21元/平方米，每平米下降1元，收取的取暖费总计1.113亿元。跟着后续海阳核电站6台机组成成投运，估计2030年终究供热半径到达100千米，年收取取暖费42亿元。

核能供热工业化推行状况及趋势剖析

现在，国内约约10个省份27个城市表达了对核能供热的爱好，首要散布在冬天冰冷的北方区域和大气污染严峻的区域，如黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、河北、甘肃、陕西、山东、江苏、贵州等省份。我国核能供热具有较为宽广的展开空间，尤其是在代替燃煤小锅炉，推进清洁动力供热等方面。我国北方内陆区域制作低温供热堆现已获得重要展开，滨海区域商用核电机组热电联产供热活动获得优秀演示作用。

核能供热展开面对的问题

核能供热技能虽现已老练，可是间隔在我国北方区域冬天大规划取暖使用还存在较大距离，首要原因有：

（1）通过数十年的商业展开和实验验证，低温供热堆和商用核电机组进行区域会集供热在技能上现已没有问题，可是大众承受度成为影响工业推行的重要妨碍。

（2）核能在国家清洁取暖战略中的位置没有得到满足注重，履行力度不行，尽管我国政府大力推进北方区域清洁供暖，可是相关方针仅对核能供热进行概述性的介绍，短少清晰的规划和方针。

（3）比较我国东部区域的城市供热需求，我国商用核电站和低温供热堆数量少、区域散布少，如东北区域只要红沿河一座商用核电站在运，短少在运的内陆核电站，商用低温供热堆更是没有建成。

（5）国内短少核能供热相关法规规范，亟需树立和完善一系列法规及规范，使核能供热尤其是低温供热堆技能推行作业有充沛的法令根底和规范支撑。

推进核能供热展开的主张

为有用助力完结“双碳”方针和环节“双控”压力，并创始核能工业展开新格局，主张及早试点并逐渐推行核能供热代替然煤机组。

（1）加大科普宣扬，进步大众的承受度

充沛发挥各方资源优势，进一步推进核能科普和大众交流作业，活跃运用多种媒体，加大科普宣扬力度，当令安排各界代表观赏滨海核电厂和原子能院49-2核能供热演示堆，进步民众对核能运用的知道，消除恐中心思。

（2）加强领导安排，编制规划，活跃推进核能供热

主张树立核能供热和谐领导安排，统筹和谐核能供热中的严峻问题。将核能供热归入城市供热规划，拟定核能供热五年计划，清晰核能作为基荷热源的位置，做好管网对接作业，政府投入资金展开核能冬天供热夏日供冷的研制作业。在核供热价格及运转本钱上，政府拟定相应的补助等优惠方针。

（3）及早展开低温供热堆演示试点作业

以低温供热演示工程为中心，组成核能供热开发公司，选定当地演示区，确认用户集体，以清华大学壳式堆和中核集团燕龙堆为突破口，尽早发动演示项目制作。

（4）做好徐大堡和红沿河等北方核电机组的供热准备作业

秦山核电站和海阳核电站现已在国内起到了杰出的商用核电机组核能供热演示作用，中核集团应在制作徐大堡核电站的一起，做好向葫芦岛市供热的准备作业。

（5）完善核能供热技能的相关法规和规范

国家有关政府部门牵头，先关协会学会安排安排，核职业活跃合作参加，树立和完善核能供热法规规范，使核能供热在推行进程中有充沛的法规根底和规范支撑。

（作者供职于我国核能电力股份有限公司、中核战略规划研讨总院）