奇特的核能，缔造我国首个零碳供暖城市

前方核能！

本来和普通人日子非常远的核能，正在走近咱们的日子。在山东海边城市海阳的居民现在只需摸摸自家的暖气管子，就能够和“核能供暖”来次密切触摸。

11月9日，国家电投山东核电的“暖核一号”450万平方米项目在海阳市投运，供暖面积掩盖整个城区，惠及20万居民，海阳因而成为全国首座“零碳”供暖城市。

核能供热现已完结，取暖季有望离别煤灰、烟尘和雾霾，完结“零碳”，这为2030年碳达峰、2060年碳中和供给新的解题途径。未来核电站还有望同步处理发电、供热和供水三大问题。

奥秘的核能，正在离咱们的日子越来越近。

△ 温暖一座城，湛蓝一片天

01

霸占一道道技能难关

2016年末让17省沦亡的“最强雾霾”，让许多人心有余悸。“我住的离盘古大观不远，雾霾最严峻时，盘古大观那块巨大的电子屏，像是飘在天上，其他啥都看不见。”吴放至今浮光掠影。

“蓝天保卫战”从此打响，习近平总书记也在当年年末的中央财经领导小组会议上着重“推进北方地区冬天清洁取暖”，动力职业和电力职业的一系列革新由此开端。“煤改气”“煤改电”作为民生工程开端强势推进。

其时提出的标语是“宜煤则煤，宜电则电，宜气则气”。作为一个干了20多年的资深核电人，吴放在自己的笔记本上又加上了“宜核则核”。

这不是我国人第一次提出核能供热的主意。吴放1995年结业于清华大学工程物理系。早在上世纪80年代，他们的前校长、国家最高科学技能奖得主王大中就掌管研讨、规划、制作、运转成功国际上第一座5兆瓦壳式一体化“低温核供热堆”。

跟着清洁核能技能的不断展开，芬兰、俄罗斯、乌克兰、瑞典的核电站都开端了对外供热，而我国在商用这个范畴一向处于空白。

2000年前后，我国200兆瓦壳式供热堆曾在哈尔滨、长春、吉化、大庆和沈阳等城市打开了演示供热工程的前期作业，但至今仍未落地。2006年，核能供热和淡化海水项目——牟平区养马岛项目获发改委立项同意，但后来种种原因导致项目半途夭亡，本钱较高，或为其间部分原因。

2018年，国家电投集团海阳核电项目一期工程并网发电。海阳核电站坐落海阳市核电工业园区，三面环海，其一期工程与浙江三门核电一期工程一同被选定为国家三代核电自主化依托项目，背负自主化项目制作重担。现在，海阳核电一期工程1、2号机组已累计发电超600亿度。

为执行国家电投党组“加快由核电向核能拓宽、单一核能向多能归纳运用拓宽、核能向核技能运用和核环保拓宽”战略决议计划，2018年，山东核电党委书记、董事长吴放提出了核能供热的想象，在国内首先打开大型压水堆热电联产研讨与实践。一年后，海阳核能供热项目开端上马。

△ 国家电投集团海阳核电站

核安全文明理念中倡议保存决议计划，核电站宁可挑选保险和缓慢，而不会挑选冒进。所以，2018年开端做研讨时，初始团队对这个项目希望度并不像后来那么高，“能不能做成，外边能不能承受咱们，这些都是未知数。”“暖核一号”规划办理工程师张真回忆说，“刚开端干的时分就几个人，都仍是比较孤单的。”

而吴放的决心一向非常坚决，张真说：“吴放董事长的坚决与坚持，是这个项目非常大的驱动要素。他还常常提示咱们这些研制人员，不要抱着试试看的心思，要非常坚决地往下做。”

2019年，“暖核一号”70万平方米项目作为我国首个核能供热商用工程投运，首先应用在海阳市周边的海边小镇凤城。张真有个同学家就住在凤乡镇，提早享用到了核能供暖，而且给予很高点评。“其时在城区的同学还会问，什么时分能把全海阳给供上？”

之后，政府相关部分托付相关规划院为这个项目做了第三方点评，点评为“清洁、安全、安稳、高效，可推行”。当地政府给予了大力支持，2019年5月，海阳市政府与山东核电签定核电抽汽供热项目协作协议；一个月后，国家电投与山东省签署了《胶东半岛核能清洁供热项目协作结构协议》。试点成功后，核能供暖就开端在海阳市全面铺开。

试点项目的成功也引起了各地政府、核电同行、供热职业的广泛重视，先后有江苏、浙江、辽宁等地的核电同行前来海阳调研。这些对外交流活动，让山东核电的技能骨干们感到了骄傲。山东核电更多的职工参加进来，构成了一个多达几百人的团队，包含规划人员、工程制作人员、后期调试及运转人员等等。

“暖核一号”450万平方米项目是一个浩大的体系工程，山东核电引入了多方力气：总承包方是国家电投归纳才智动力有限公司（国核电力院），国家电投上海核工院、哈尔滨汽轮机厂参加了项目的首要技能计划研制及技能评价作业，主设备供货方是东方锅炉厂，施工单位则是山东电建一公司、中核检修、中核二四，46千米的管道铺设一同打开，千丝万缕，需求多方和谐。

△ “暖核一号”70万平方米厂内换热首站

在各方的不懈努力下，“暖核一号”450万平方米项目霸占了“核电机组惯例岛汽轮机中间级抽汽”的相关技能，填补了“百万千瓦级中压饱满汽轮机组抽汽技能”的国内空白。研制了适用于饱满蒸汽的大口径抽汽止回阀、快关调节阀等新式阀门，在核电热电联产要害设备上完结了国内创始。并在“核电热电联产的运转操控技能”上完结了新的跨过。

事非经过不知难，这些跨过和创始需求霸占许多的技能难关和难题，比方管系振荡、热电联产后核电厂的操控计划修正与优化，特别是堆机操控曲线。山东核电组织才智动力（国核电力院）、上海核工院、哈尔滨汽轮机厂树立专项攻关团队，经过四方和谐会议推进作业打开，阅历了计划初定、误差供认、评价剖析、各方供认等一系列进程，终究供认了堆机操控曲线。一项又一项技能难题的处理，山东核电协同各方规划院共同完结。项目投运后，团队成员活跃搜集机组运转数据，打开经历反应作业，经过建模、数据剖析等提出运转优化主张。

技能上的打破是最底子也是最要害的一步，但仍有很长的路要走。仅仅是施工方面，就因运转核电厂的特殊性而遭到许多约束，技能上难度很高。“暖核一号”450万平方米项目施工办理工程师闫健说：“由于是在已运转的核电站里完结改造，物理上、空间上、吊装、地下管线的施工，受约束的当地非常多，施工难度比较大。”每周闫健和搭档们都至少有三四个晚上，和施工单位开专题会，来处理各种难题。

最扎手的是一次吊装施工。海阳核电1号机组有3条500千伏的高压架空线，供热项目的厂区循环水管道钢结构桁架要从高压线下方经过，施工单位要把30多吨重、20多米长的桁架，从地上吊到大约7米多高的高度，“停掉这个高压线是底子不行能的，所以安全难度和技能难度非常大。”闫健提到。施工之前，专家会和内部讨论会开了好屡次，周密组织下，总算顺畅完结吊装。

核能供热逐渐得到国家层面的揭露必定与认可。2021年3月13日，《“十四五”规划大纲》发布，其间专门提到：“打开山东海阳等核能归纳运用演示”。海阳核能供热正式进入国家“十四五”规划，项目的推进获得了强壮推力。

△ 海阳核电一期工程1、2号机组

11月7号，海阳呈现寒流气候，最低气温-2℃。海阳市政府6号就要求海阳核电厂7号完结调试，9号正式供暖。本来设定的倒计时又被提早了6天。

担任规划、调试、运转的许多搭档，从5号晚上就开端预备进步供热功率，经过渐渐加汽把温度提起来，这个进程中每一步操作开阀门都谨小纤细。刚开端操作时会比较严重，从晚上5点钟咱们进主控室开端调，一向调到了第二天早上的5点，困了累了就喝杯咖啡提提神继续干……才把两头加热器平稳地投上了，把机组的状况安稳住了。

“第二天下午大约两点钟，调试的搭档又给咱们打电话，需求去主控供认一下。”张真还处于比较紧绷的状况，此刻外网要求也把蒸汽量再往上加，咱们又进入到主控室开端操作，奋战到第二天早上，相当于接连干了两个通宵。

终究，在寒流席卷海阳之时，“暖核一号”供给的温暖被输送到海阳市的千家万户，居民家中气温维持在25度左右，体感舒适，温暖如春。

△ 向阳下的海阳核电一期工程1、2号机组

02

安全、清洁的“暖核一号”

在海阳旅行休假区亚沙村小区一位居民的家里，入户玄关置物柜上的温度计显现，室内温度为26℃，户主说道：“现在日常在家里，基本上穿个单衣就够了，穿两件都会觉得热，没想到效果这么好。”

开端传闻小区采暖热源要从燃煤变成核能时，居民们也曾有顾忌。

居里夫人曾说过：日子中没有可怕的东西，只要应去了解的东西。人们对核能不了解，会本能对核能发生疑虑。但就像是乘坐飞机事实上比驾驭轿车更安全，比尔·盖茨曾指出：“一切的安全记载显现，核能比其他动力更安全。”

技能人员常会把核能供热的作业原理类比网红食物“自热小火锅”：“下面是加热层，上面是食物层，经过物理阻隔，下面作为发热材料的不行食用部分，仅仅发挥加热效果，而不会与上面的食材触摸。”

吴放对核能供热进程做了进一步解说：从核电机组二回路抽取部分做过功的蒸汽作为热源，经过厂内换热首站、厂外供热企业换热站进行多级换热，最终经市政供热管网将热量传递至终究用户。核电站与供暖用户之间有多道回路进行阻隔；每个回路之间只要热量的传递，没有水或水蒸气的交流，更不会有任何放射性进入用户暖气管道的或许；热水也只在小区内关闭循环，与核电厂层层阻隔，“没有任何触摸，非常安全”。

核能供热工程现已各方专家检测证明，用户用水无任何放射性，与正常用水各类方针共同。

△ 海阳核能供热原理图

此外，在施工进程中，也竭力保证安全。闫健说，施工方一开端对核电站出产区域供热改造收支办理的严厉操控、安全及质量办理的高规范不理解，花了很长时刻训练和交流，施工方在心里承受了核电站安全至上的理念和行为准则。

而关于核电机组的操作，更是严厉到极致。核电站操作机组的人，被称为“黄金人”——由于培育一个操作员的本钱相当于与人等重的黄金的价格，所以业界被称为“黄金人”。

每个操作员要经过很长时刻的学习、训练，一轮又一轮的考试，才干成为“黄金人”，培育时刻差不多要十年。

在核电站作业，安全意识是深度内化的，张真的爱人恶作剧说张真得了“安全强迫症”。他到了生疏的环境首先要搞清楚的是逃生道路，往常开车也特别小心翼翼。由于核电厂的文明着重：严、慎、细、实。作业久了，安全文明刻在骨子里了。

△ 山东海阳核电人

关于海阳核电来说，技能攻关和施工完结仅仅是走了一半路，跟外网的热力公司对接、跟当地政府协作、跟居民交流，每一步都不简略。

吴放称誉海阳市委市政府“很有担任”，勇于第一个吃螃蟹，与企业协作寻求新的打破。项目推进进程中，海阳市政府树立调试、运转指挥部，组成归纳和谐组、专家组、应急抢修组、舆情处置组、极点气候应急保证组，有用推进项目调试、运转；组成热源及热力公司调度团队，制作、调试阶段经过和谐周会交流洽谈规划接口、施工进度、调试计划、运转战略等，保证项目顺畅投运。

一向以来，山东核电坚持揭露通明的情绪，高度重视核电科普作业，在海阳市具有杰出的群众根底。供热项目提上日程后，山东核电与海阳政府部分联合给海阳市居民发放了核能供热“明白纸”，进行核能供热的科普，还组织作业人员为居民解疑答惑，让居民知道了核能供暖更清洁、更环保。“这是未来的展开方向，能成为第一批受益者，咱们很快乐。”一位海阳市居民提到。

邻近居民，特别锅炉房周围的居民被采访时说道：“闻不到煤烟的味，也没有煤灰了”，还有人说：“咱们家门口本来拉煤大车天天不停地跑，把路都压坏了，家里有小朋友，老是忧虑被撞。现在好了，大车少多了。”

核能供热制作初期，出资远高于同规划燃煤锅炉，但建成后运转本钱远低于燃煤锅炉。海阳市海源动力有限公司董事长赵新说，核能供暖后，不需求再运用本来的锅炉及环保设备，供暖各站完结了无人值守，节省了电费、修理保养费、环保开销以及人力本钱。以一个供暖季为例，一台40吨的燃煤锅炉，热力企业在环保、用电、人工等方面的本钱节省可达300余万元。

赵新还弥补道：“将核能供暖首站操控体系归入才智热网调度管控渠道，对核能热源、输配体系以及终端用户的供暖环节进行参数监测、数据剖析与智能管控，一同依据气候，当令进行温度调控，能够完结才智供暖，使供暖质量到达史无前例的新水平。”

03

“水热同产同传”及未来

“暖核一号”投运后，海阳核电1号机组成为国际上最大的热电联产机组，替代了当地12台燃煤锅炉，每个供暖季估计节省原煤10万吨，减排二氧化碳18万吨、烟尘691吨、氮氧化物1123吨、二氧化硫1188吨、相当于栽培阔叶林1000公顷，一同削减向环境排放热量130万吉焦，有用改进供暖季的区域大气环境和海洋生态环境。

3月份被列入《“十四五”规划大纲》，而11月项目就得以完结，吴放激动地说：“咱们是《“十四五”规划大纲》里较早完结的项目！”

2021年11月初，第26届联合国气候峰会在英国格拉斯哥举行，中方发布了《2030年前碳达峰举动计划》，构成碳达峰碳中和“1+N”方针体系，清晰了时刻表、道路图。

2030年碳达峰、2060年碳中和关于我国来说，充溢应战。

国家电投作为清洁动力企业的先行者和排头兵，更提出了2023年碳达峰的方针。

现在，国家电投清洁动力发电装机容量已超越1.14亿千瓦，其间，风电、光伏发电装机超越7400万千瓦，光伏发电装机超越3800万千瓦，均位居国际第一。

11月30日，以广东揭阳神泉一315兆瓦海优势电项目全容量并网为标志，国家电投清洁动力装机在同类型动力央企中首先打破60%。

近二十年，全球碳排放增加速度很快。我国的发电量在增加，但本年仍呈现缺电现象，这是由于我国已成为“国际工厂”，特别是疫情席卷全球后，许多国家愈加需求我国制作，使得我国的碳中和方针压力非常大。

而动力保证不只要低碳化，还要多样化，才干保证动力安全。我国的动力资源特点是：富煤、贫油、少气，对煤炭极为依靠。对已探明的煤炭储量，最达观的观念认为能够再用60年，失望的观念认为只能够支撑30年。我国以煤为根底的动力体系、工业体系假如要改动，需求绵长的进程，要及早有备无患。

揭露材料显现，现在我国煤炭耗费中，电力职业占用大约一半，然后是钢铁水泥这样的重工业，第三个范畴就在于每年冬天供暖。“暖核一号”让核电供热的规划化展开有了可仿制的模板和规范。假如能够大规划推行，城市取暖将不再依靠煤炭，这将为我国推进清洁取暖、完结我国“3060”方针供给更经济、更环保的计划，也创始了我国核能、核电展开的新途径。

△ 未来，“暖核一号”有望进行全国更大规模的仿制和推行

现在，国内相关核电企业现已活跃参加核能供热项目，秦山核能供热工程一期现已投运，红沿河核电站也正在改造中。在吴放的想象中，“暖核一号”能够给一切类型的核电站配套。“‘国和一号’能够加‘暖核一号’，‘华龙一号’也能够用‘暖核一号’，不仅仅作为发电，而是打开核能的归纳运用。”

“暖核一号”将海阳核电1号机组的热效率从36.69%进步至39.94%。但吴放和搭档们立异的脚步并未停歇，下一年下半年，海阳核电3000万平方米供热项目的施工将开端，能够为130公里规模内的区域供暖，有或许将烟台、威海、青岛归入其间。一旦3000万平方米供热项目投运，机组热效率将进步到55.9%，是本来的1.5倍，假如海阳核电两台机组一同打开3000万平方米供热，动力奉献力相当于再造一个百万千瓦级核电机组。

△ 海阳核电核能归纳运用愿景图

与此一同，海阳核电从2020年开端做的“水热同产同传”试点取得成功，把水和热合并成一根管道，从核电站输送到10公里内山东核电的宿舍区“专家村”，之后进行水热别离，把热量提取出来进行供暖；放热后的纯净水直接能够输送到宿舍区进行饮用。现在一天能够出产100多吨的饮用水。

“‘水热同产同传’由咱们跟清华大学江亿院士团队联合开发，是国际创始，是革命性的。”吴放提到。试点成功后，下一步开端规划做一个10万吨的海水淡化项目，仅仅还要处理一些技能难题。

长期以来，我国北方缺水，滨海城市也遍及缺水。习近平总书记在深化推进黄河流域生态维护和高质量展开座谈会上，着重要全方位遵循“四水四定”准则，为城市展开打开了更大的环保空间。假如大规划完结核电水热电联供，将大大缓解城市的缺水难题，对全球的低碳出产日子方式也起到了引领效果。

△ “水热同产同传”出产的饮用水

在格拉斯哥联合国气候峰会上，“核电是否是绿色的”是各国的争辩焦点。德国和比利时长期以来一向在减缩其核能部分，而新西兰和奥地利等国家也对立将核能与风能、太阳能等可再生动力一同列为清洁动力。与此相对，俄罗斯一向在推进其他国家供认其核电站是绿色环保的；美国和英国核项目也在不断展开；捷克、法国和多个其他欧洲国家宣告树立“联盟”，力求在欧盟结构下，争夺核能的继续出资；波兰、肯尼亚、乌克兰、巴西、罗马尼亚和印度尼西亚都在和美国协作开发自己的新核电站。

就在国家电投“暖核一号”正式供热的同一天，法国总统马克龙宣告：将重启新的核电项目制作。他着重：“为了保证法国动力独立和完结咱们的（气候）方针，特别是2050年碳中和，咱们将重新启动国内核反应堆制作。”

2021年11月16日的美国《时代周刊》以《新一代核反应堆或许是绿色未来的要害》为题，讨论了当时核能展开的远景，并预言我国十年内，将超越美国成为国际上最大的核能体系的运营商。

我国核电确真实悄然展开：现在，我国（大陆）在运核电机组51台、装机容量5328万千瓦，在建机组20台、装机容量2270万千瓦。到2021年10月，全国核电累计发电量3354亿千瓦时，相当于节省标煤约1亿吨，减排二氧化碳近2.75亿吨。

我国核电人肩上的担子也更重了。即使在出差中，吴放也要操心电厂发电的事，每天留心报告上来的各种参数，他说：“咱们是‘小驴拉磨天天拉’，没有一时一刻能够放松的。”

核电人一切的“勇于担任、勇于胜利、长于开辟、勤于自省”，无疑都是根据“安全”。而在未来，安全、清洁的核能将更多地改动咱们的日子。

材料参阅：

[1] 我国水网，首个核能淡化海水项目落户山东；

[2] 北极星核电网，核能供热工业化提速；

[3] 界面新闻，核能供热试点之争；

（部分图片来自国家电投、视觉我国）