核电供暖应用现状及对策建议
梁吉哲 申龙 唐明博
辽宁省环保集团辐洁生态环境有限公司 辽宁省环境科学学会
1.引言
我国北方地区冬季供暖主要依赖燃煤锅炉,这成为导致冬季雾霾和实现“双碳”目标压力增大的重要因素。通过引入核能供暖,可以大幅减少煤炭的消耗和相关污染物排放,符合国家清洁能源发展的战略目标。
辽宁作为核电大省,现有中广核红沿河核电站6 台机组已投入商运,中核徐大堡核电站正在建设,大连庄河核电站正在积极推进项目审批,未来辽宁将具有近20 台核电机组投入使用,产能规模巨大,具备开展核能供暖的优势条件。本文从政策、技术方面论证核电供暖可行性,为辽宁省大面积推动核电供暖提供参考。
2.核电供暖的现状
国际上核能供暖主要有两种方式,分别是热电联产和单一核能供暖。20 世纪60-70 年代,国际上就开始采用热电联产核能供暖技术研发,至今已具有一定规模。目前,世界约有57 座商用反应堆(占总数的11.6%)在发电的同时产生热水或蒸汽用于区域供暖,主要分布于寒冷的东欧。核能供暖的安全性与可靠性已经得到验证,至今积累了超过1000 堆·年的应用经验,未发生与核安全相关的事件和事故[1-2]。
近五年内,国内核电供暖也开展的广泛的实践应用。2019-2020 供暖季,海阳核电站为72 个小区提供核能供热,供暖面积近70 万m2,2021 年海阳主城区全面实现核能供暖“全覆盖”,成为全国首个“零碳”供暖城市。2021 年11 月10 日,秦山核电站开始为4000 户居民供暖,项目共分为三个阶段,整体项目目标是到 2025 年,核能供暖面积达到400 万m2,覆盖海盐县主城区及澉浦镇全域。2022-2023 年供暖季,红沿河镇实际供暖面积10.91 万m2,远期供暖覆盖的供暖面积将达到24.24 万
。作为核电大省,在“双碳”政策影响下,如何利用好辽宁省的核电资源,进一步提高能源使用效率,避免资源浪费,值得思考和重点关注。
3.核电供暖可行性分析
3.1 政策可行性分析
近年来,国家对于清洁能源和低碳发展的重视程度不断提升,其中核能作为一种高效、清洁的能源形式,逐渐在供暖领域得到应用。从《2030 年前碳达峰行动方案》到《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021)》,国家政策不断明确和强调核能供暖的重要性和推广方向。红沿河核电站作为东北地区的重要能源基地,其核供暖示范项目的推进,正是响应国家政策、推动清洁能源供暖的具体体现[3-4]。
随着全球能源结构的调整和清洁能源技术的发展,我国核电行业在技术研发、安全管理等方面取得了显著进展,为核供暖的推广提供了有力支持。山东海阳核电站、辽宁红沿河核电站的核供暖示范项目,不仅展现了核电技术的成熟和可靠,也为行业内的其他核电站提供了可借鉴的经验和模式[5-7]。
辽宁省在清洁能源供暖领域也积极响应国家政策,出台了一系列支持清洁能源供暖的政策措施。2022 年《辽宁省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》明确指出要推动清洁能源利用。推进辽东南地区减煤化向去煤化过渡,推广核电余热供暖、低温堆集中供暖,积极探索推进制氢、海水淡化等核能综合利用[8]。
3.2 技术可行性分析
国内核能供暖研究也可分为核供热堆供暖和热电联产供暖的方式,目前国内外核电供暖常规做法集中于热电联产供暖,可以最大限度地提升核能的利用率,减少核能发电的冷端损失,但该方法多为核电站周边邻近地区提供热源,供热覆盖面积有局限性。
针对电厂余热利用存在距离远、余热品位低、回收成本高的难点,国内开始以低回水温度为特征的大温差长输供热技术研究。大温差供热模式是建设长输热网、城市热网、庭院管网组成的三级热网结构,逐级降低回水温度,回收低品位余热。长距离供热热网温差大(供回水温度,125℃/10-20℃),在中继能源站通过调峰热源驱动热泵,热网回水温度最低可降到10℃,提高了长输热网的输配能力,城市热网为低热网供水和回水温度(60-90℃/30℃),便于接入城市热网附近的各种低品位余热[9]。
4.存在的问题及建议
4.1 推动核能供暖存在的困难
核能供热技术虽已经成熟,应用示范项目已稳定运行,但是在我国北方地区冬季取暖期大规模应用还存在一定困难。
1.经过数十年的商业发展和试验验证,低温供热堆和商用核电机组进行区域集中供热在技术上已经没有问题,但是公众接受度成为影响产业推广的重要障碍。
2.核能在国家清洁取暖战略中的地位尚未得到足够重视,执行力度不够,虽然政府大力推动北方地区清洁供暖,但从供热信息网了解到目前相关政策仅对核能供热进行概述性的介绍,缺乏明确的规划和目标。
3.相比我国东部地区的城市供热需求,我国商用核电站和低温供热堆数量少、区域分布少,目前东北地区只有红沿河一座商用核电站在运,商用低温供热堆尚未有投入使用的。
4.国内缺乏核能供热相关法规标准,亟需建立和完善一系列法规及标准,使核能供热尤其是低温供热堆技术推广工作有充分的法律基础和标准支撑。
5.核电站一般地处偏远区域,尤其是东北地区核电站距离规模化的城镇较远,长输管网投资大,核电安全属性乏汽余热无法利用,出厂热价高。
4.2 推动核能供暖发展的建议
当前,核能供暖正处于从试点示范向规模化发展的关键阶段,其环境效益显著,对双碳政策贡献极大。在未来的推广中应在市场化原则下,按照热源、管网、热网等环节“分别投资、协同运维”的模式,形成“政府+核能供暖企业+管网公司+热力公司”合作共赢局面。基于“客观、公正、合理”原则,制定核能供暖成本核算和定价制度,有效疏导各环节成本,实现“居民可承受、企业有合理收益、政府不增加额外负担”。
1.加大科普宣传,提高公众的接受度。充分发挥各方资源优势,进一步推动核能科普和公众沟通工作,积极利用多种媒体,加大科普宣传力度,适时组织各界代表参观沿海核电站和原子能院核能供热演示堆,提高民众对核能利用的认识,消除恐核心理。
2.加强领导组织,编制规划,积极推动核能供热。建议成立核能供热协调领导机构,统筹协调核能供热中的重大问题。将核能供热纳入城市供热规划,明确核能作为基荷热源的地位,做好管网对接工作,在核能供热价格及运行成本上,政府制定相应的补贴等优惠政策。
3.完善核能供热技术的相关法规和标准。由国家有关政府部门牵头,相关协会学会机构组织积极配合参与,建立和完善核能供热法规标准,使核能供热在推广过程中有充分的法规基础和标准支撑。
4.将核能供暖作为特定技术类型纳入CCER 碳减排机制,科学确定供暖项目的碳等效减排贡献量,充分体现其零碳价值。
5.按照财政部、税务总局《关于延续供热企业增值税房产税城镇土地使用税优惠政策的通知》(财税〔201938 号),推动落实对核能供暖企业向居民供热取得的采暖费收入免征增值税优惠。
文献参考
[1]International Atomic Energy Agency (IAEA).Energy,Electricity and Nuclear Power Estimates for the Period up to 2050[M]. 2016 ed. Vienna: IAEA, 2016: 12-13, 17.
[2]王茜,李林蔚,高彬等,世界核电发展趋势走向分析,产业与科技论坛.2022.13(23):17-19.
[3]国家能源局,《能源技术革命创新行动计划(2016-2030 年)》[4]国家发展改革委等,《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021)》[5]国家能源局,《2018 年能源工作指导意见》.
[6]国家能源局,《北方地区核能供暖五年行动[7]国务院,《2030 年前碳达峰行动方案》
[8]辽宁省,《辽宁省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》.
[9]阎昌琪,李洪喜,核能在低温供热方面的应用[J].节能技术,1992(3):29-31.