核能供热前景美好,但项目落地难成最大阻力-核能供热前景
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核能供热前景美好,但项目落地难成最大阻力

时间:2018-2-26 9:48:33   作者:中核集团   来源:网友投稿   评论:0
内容摘要:与其他的化石能源供热相比,池式低温供热堆建设投资约是同规模燃煤锅炉的2至3倍,但运行成本远低于燃煤锅炉,且使用寿命达到60年,是燃煤锅炉的2至4倍...
2017年11月28日,来自住建部、环保部、能源局、科工局、行业协会、高校、企业的各路人士齐聚一堂,将原本一幢不起眼的三层小楼——中国原子能科学研究院偏居一隅的游泳池式轻水反应堆厂房,围得水泄不通。在低调服役半个世纪后,这个反应堆厂房因“燕龙”的横空出世,一下子热闹起来。

当天,中核集团正式宣布:泳池式轻水反应堆(简称49-2堆)安全供热满168个小时,具备为原子能院部分办公楼供热、功能演示及实操培训等能力。同时发布的,还有能实现区域供热的“燕龙”泳池式低温供热堆。据测算,一座400MW的“燕龙”低温供热堆,金沙电玩城建筑面积可达约2000万平方米,相当于20万户三居室。

“利用核能进行区域供热能更有效改善我国能源结构,缓解日趋严重的能源供应紧张局面,希望中核集团对泳池式反应堆供热的技术进行充分论证,不放过任何技术关键细节,力争将核能供热技术的安全性、可靠性论证明白,用公众接受的语言向社会讲清楚。”环境保护部副部长、国家核安全局局长刘华评价说。
早在30年前即开展攻关研究并列为国家重点科研项目的核能供热项目,一度引发各方关注和重视,却始终未能迈出实质性一步。挑战之下,示范项目落地难成为核能供热推广面临的最大阻力。

各省市试点纷纷趋之若鹜,难题能否得到化解?

在我国北方,每年冬季金沙电玩城是关系国计民生的大事,采暖范围遍布全国17个省、市、自治区,占国土面积的60%以上,采暖人口达7亿。目前我国主要的供热方式为金沙棋牌下载和分散供热两种主要方式。其中,金沙棋牌下载的热源主要以热电联产和区域锅炉房为主,每年金沙电玩城消耗煤炭超过5亿吨,能源结构和产业升级形势严峻。

国家统计局最新数据显示,2015年供热用燃煤消耗量占国内原煤总产量的比例为4.62%。随着金沙棋牌下载对分散供热的替代,供热用燃煤消耗量占比略有降低,但仍然能够维持在4%左右,特别是近年来雾霾天气的持续增多,环保问题日益加重,清洁供热能源的替代需求愈发强烈。

“随着城镇化的进展,北方地区供热面积已经达到130多亿平方米,且以每年5%-10%的速度递增,很多地方都已面临热源紧缺问题。供热信息网了解到另一方面,我们也应看到北方地区主要的供热热源来自化石能源,33%源于直接燃煤,这也是造成北方地区雾霾一个非常重要的原因。”清华大学建筑学院建筑技术科学系教授夏建军分析。
不久前印发的《北方地区冬季清洁取暖规划(2017—2021)》提出,到2019年,北方地区清洁取暖率达到50%,替代散烧煤7400万吨。到2021年,北方地区清洁取暖率达到70%,替代散烧煤1.5亿吨。这些数字意味着未来几年,仍有大量的散烧煤和燃煤锅炉将被替代。
替代的方式是什么?在1月24日例行的国家能源局新闻发布会上,电力司副巡视员郭伟明确表示,清洁取暖并不是一刀切式的煤改电、煤改气,而是对煤炭、天然气、电、可再生能源等多种能源形式统筹谋划,他强调,“清洁取暖工作必须突出一个‘宜’字,宜气则气,宜电则电,宜煤则煤,宜可再生则可再生,宜余热则余热。”
核能供热前景:泳池式轻水反应堆供热技术项目前景

“当前供热发展最大瓶颈是能源短缺,一方面是我们对燃煤供热能源的管控难以实现清洁,另一方面是面临天然气短缺的风险,核能供热无疑给供热行业带来了福音。”中国城镇供热协会副理事长、北京热力集团有限责任公司副总经理刘荣坦言。事实上,核能供热并非是一个新的概念。供热信息网显示早在半个世纪前,北欧就有民用核能金沙电玩城的核反应堆。苏联在勃列日涅夫时期,为了城市集中金沙电玩城的需要,也兴建过核能供热反应堆,并在部分社会主义国家得到应用。此外,德国、法国、瑞士、加拿大等国也都进行过核供热堆的研究与开发。

“核能供热的突出优势表现在低温供热上。因为核反应堆原理与锅炉燃烧原理完全不同,燃料燃烧必须保持炉膛的高温,供应低温热也不能降低。而核裂变反应可以发生在任何温度下,如果仅仅要求供应低温热,反应堆就可以工作在低温低压条件下,都可以简化反应堆结构,提高安全性和降低造价。这就是前些年许多国家纷纷投入力量,开展低温核供热研究的原因。”清华大学核能技术设计研究院教授田嘉夫分析。

在其看来,经济规模的用电和用热存在很大差别。“核电都是由核热转化而来,反应堆热能直接利用可以完全实现。但热是由热水或蒸汽传输,输送距离短、热网规模小;热负荷往往有季节性或间断性要求,负荷因子低;要求热源靠近热负荷中心;要求供热源有备份,满足高可靠性;而单位能量的热价又远低于电价;这是考虑核能供热时遇到的特殊难题。”供热信息网了解到对此,中国工程院院士叶奇蓁在2017年11月11日召开的“2017核电产业链高峰论坛”上也明确指出:核电站热电联供应与低温供热堆相结合,可发挥各自优势,解决清洁供热问题,这一方案将“很有前途”。

在我国,核能供热反应堆研发的历史可追溯至上世纪80年代。1983年,清华大学原有的池式研究堆实现我国第首次核能低温供热实验;1984年,当时的国家科委批准在清华大学核能所建一座5MW的核供热试验堆;1986年起,低温核供热正式列为国家“七五”科技攻关项目;1989年,50MW低温核供热堆正式临界启动,之后一次成功完成72小时满功率连续运行实验。
值得关注的是,在技术层面,经过层层筛选,业内逐渐形成式供热堆和壳式供热堆池两种主流类型(详情见本刊2016年5月刊《核能供热产业化提速》一文)。其中池式供热堆以游泳池实验堆为原型,壳式供热堆由目前主流压水堆核电站技术演进而来。前者代表是中核集团刚刚发布的“燕龙”泳池式低温供热堆,而后者代表则是中广核集团的NHR200-II低温供热堆技术。

核能供热前景广阔

核能供热正朝着前景更为广阔、竞逐更加充分的示范商业环节演进。然而,经过多年试错,布局企业面临的风险与机遇却愈发难以界定。核供热反应堆“燕龙”的横空出世,使得中核集团率先在核能供热上获得突破。据悉,“燕龙”是中核集团在泳池式研究堆五十多年安全稳定运行的基础上,针对北方城市金沙电玩城需求开发的一种安全经济、绿色环保的堆型产品。
探其原理,是将反应堆堆芯放置在一个常压水池的深处,利用水层的静压力提高堆芯出口水温以满足供热要求。热量通过两级交换传递给供热回路,再通过热网将热量输送给千家万户。

中核集团“燕龙”泳池式低温供热堆总设计师柯国土向记者介绍,池式低温供热堆选址灵活,内陆沿海均可,尤其适合北方内陆。反应堆寿命长达60年,与燃煤、热电联产相比具有经济可比性。“与其他的化石能源供热相比,池式低温供热堆建设投资约是同规模燃煤锅炉的2至3倍,但运行成本远低于燃煤锅炉,且使用寿命达到60年,是燃煤锅炉的2至4倍。”中国科学院院士王乃彦分析。在其看来,以低温供热堆替代核电厂和区域锅炉房热源承担城市基本热负荷,或将成为缓解化石能源环境污染的一种有效可行的方法。

与中核集团坚持采用二级单位中国原子能科学研究院的池式堆技术路线不同,中广核集团联合清华大学采用了“壳式堆”技术,并协同中国核建旗下的中核能源一同完成了NHR200-II技术工业供热、热电联供项目技术改造。
“目前,中广核正携手清华大学共同推进成熟的NHR200-II低温供热堆技术,推动示范项目落地。这项技术早在上世纪九十年代就通过了国家核安全局安全评审,

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