当前位置: 供暖锅炉 >> 供暖锅炉发展 >> 叶奇蓁院士核能供热前景广阔
9月1日—5日,中国能源研究会主办的能源产业创新发展与品牌建设年会暨首届能源产业创新博览会(下称“本届活动”)在国家会议中心与服贸会同期召开。本届活动历时五天,国家电网、中石国化、中国电气装备等14家能源企业分别展示了各自转型创新的成就。政府有关部门领导、行业协会专家领导、能源央企领导,以及科研机构,投资商等能源细分领域的专业人士共计余人次出席会议。
在大会主旨报告环节,中国工程院院士叶奇蓁发表了《核能利用的发展》主旨报告,重点介绍了核能供热等利用方式现状,并展望了广阔的发展前景。
叶奇蓁指出,核能作为一种清洁能源,在降低煤炭消费、有效减少温室气体排放、缓解能源输送压力等方面具有独特的优势和发展潜力,是实现碳达峰、碳中和目标的重要能源组成。
我国在运核电全球第三,在建核电全球第一。《年前碳达峰行动方案》等部署要求,合理确定核电站布局和开发时序,在确保安全的前提下有序发展核电,保持平稳建设节奏。根据中国核能行业协会发布的数据,截至年底,中国大量运行核电机组53台,装机容量万千瓦,年发电量亿千瓦时,占总发电量的5.02%。根据有关机构测算,到年中国在运核电将达到万千瓦,在建万千瓦。
叶奇蓁介绍,“华龙系列”和“国和系列”将是我国核电建设的主要机型。“华龙一号”采用能动非能动相结合的先进安全系统,以成熟可靠的技术为基础,已在福清核电5、6号机组建成,出口巴基斯坦的“华龙一号”机组也已投运。国家电投作为牵头实施单位的“国和一号”(CAP)设备整体国产化率达到90%以上。目前,“国和一号”技术研发工作已经完成,示范工程正在按计划推进。
核能供热方面,十部委联合发布的《北方地区冬季清洁取暖规划(-年)》,提出了年、年实现北方地区清洁取暖率分别达到50%、70%的总体目标。规划不仅将核能纳入了清洁取暖能源之一,同时还提出“加强清洁供暖科技创新,研究探索核能供暖,推动现役核电机组向周边供暖,安全发展低温泳池堆供暖示范。”年,国家发展改革委和国家能源局联合发布《能源技术革命创新行动计划(-年)》指出,到年,核能供热具备规模建设条件。
叶奇蓁介绍,城市核供热主要有两种方式:一是将核电站设计或改造成热电联供的电站,利用核电站二回路的抽汽向热网供热,抽汽温度和压力可根据热网的需求,以及核电站与热网的距离,即输热管线的长短决定。二是采用城市供热专用低温供热堆,输出压力1-2MPa,温度摄氏度左右的热水,由于参数低,安全性好,可建设在城市近郊。
在核电站热电联供方式上,山东烟台的海阳核电站,通过抽汽供热,为七千多户居民、约70万平方米的居民提供了源自核能源的热能。核能供热项目首个供暖季(五个月)累计对外供热28.3万GJ,使海阳核电厂热效率提高了3.25个百分点。同时节省标准煤吨,减排烟尘92.67吨、二氧化硫.9吨、氮氧化物吨以及二氧化碳2.41万吨,环保效益显著。目前已完成二期供热工程,万平方米的居民供热,取代了当地12台燃煤锅炉,节约原煤约10万吨,减排18万吨二氧化碳。
海阳核电正在加快推进以核电热电联产方式进行的核能供热,1、2号机组稍加改造后,即可具备万平方米供热能力。随着后续机组建成投运,预计最终可提供超过1亿平方米供热能力,供热半径达km,每年可节约标煤数百万吨。
年,“水热同产同送”科技示范工程在海阳投运。该技术通过抽取海阳核电机组的蒸汽,驱动水热同产装置,将海水直接变成95摄氏度的高温高品质淡水,首次实现了源侧的水、热同步产出与供给。此工程投运对于解决北方沿海地区淡水资源短缺问题具有重要意义。
核电站热电联供之外,泳池式低温供热堆也是核能供热的主要方式之一。叶奇蓁介绍,泳池式低温供热堆有安全性好、零排放、易退役等优势,热容量大,即使不采取任何余热冷却手段,多吨的池水可确保堆芯不会裸露。一座MWt池式低温供热堆每年可替代32万吨燃煤或万立方米天然气,环保效益显著。
泳池式低温供热技术成熟,且有丰富的运行实践经验。国内已建11座池式反应堆,累计安全运行超过堆年,如中国原子能科学研究院的49-2反应堆建于年,至今仍在运行。年,清华大学利用核能所现有游泳池堆改造后首次进行了核供热试验,连续两年向所内平方米建筑物供给核热,证明了池式堆供热的技术可行性。
叶奇蓁指出,模块化小型反应堆(SMR)技术被设想用于小型电力或能源市场,特别是长距离输电到不了的边远地区或孤立电网,SMR可以满足更广泛用户和应用灵活的发电需求,包括取代退役的化石发电厂,为发展中国家或偏远地区和离网地区提供小型电力的热电联产,以及实现混合核能/可再生能源系统。
海上浮动核电站是小型核反应堆的应用场景之一。和船舶结合的浮动核电站可为海洋平台提供能源,包括:电力、蒸汽等,为海洋开发提供支持。浮动核电站还可为孤立海岛、封闭海湾提供电力和能源。
叶奇蓁介绍,未来核能利用形式还包括移动核电站、核能制氢等。微型反应堆将用于沙漠、无人区、边远地区、战略要区的开发用电;高温堆采用热化学循环的方案制取氢气,适合大规模制氢。
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齐琛冏
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