《能源》雜志丨啟迪新核田力：核能供暖是碳中和下的供暖新解打印
發布時間：2021-08-31來源：《能源》雜志
只要燃燒化石燃料（煤、石油、天然氣），就會排放二氧化碳。而二氧化碳作為溫室氣體中的主要成分，將會對地球氣候和生態帶來災難性的變化，無論我們有多么需要經濟增長和工業發展，都不能在全球碳達峰和碳中和的共同戰役中熟視無睹，更不能無所作為。
很顯然，在全世界絕大部分國家都承諾了在2050年之前實現碳中和的形勢下，中國要想在新時代的世界政治經濟舞臺上有足夠的發言權和影響力，必須要行動起來了。
可以想見的未來的能源結構是，燃煤發電/供熱機組到期關停，有些不到期也會被關停。發電機組設計壽命30年，30年彈指一揮間。位于廣東經濟重鎮東莞的曾經領業內之先的沙角A、B、C電廠共十臺機組陸續到期關停，2025年之前全部退役。在碳減排的壓力下，今后電廠申請延壽獲得批準的難度愈來愈大。
北方地區，風電資源豐富，集中式光伏也建設了不少，今年又開始整縣推進屋頂光伏，電是不缺了。可是到了冬天，集中供暖的民生需求成為了影響碳減排、碳中和目標實現的主要障礙。盡管很多城市附近的火電廠已經改造成了熱電聯供機組，但同樣面臨到期關停的命運。
新的熱源在哪里？成為北方所有熱力公司最為關切的問題。北京市已經實現了燃氣供暖，但是市主要領導還是提出了集中供熱系統重構的更高要求，北京市集中供暖系統上馬心儀已久的核能熱源是或早或晚的必然事件，因為節省下來的燃氣補貼的確不是一個小數目。隨著氣候的變遷和人民生活水平的提高，長江沿線乃至長江以南的城鎮居民都有了冬季取暖的強烈需求，盡管因為供熱周期短，可以采用分戶電取暖，但是如果沒有足夠的綠電供應做基礎，用電越多，碳排放量反而愈大。
從這個角度看，長江沿線建設核電勢在必行，愈早建成愈好。所謂內陸核電安全風險高是個偽命題，且不說核電大國美國和法國的一多半核電機組都在內陸，內陸核電和沿海核電的安全標準一致、同等重要，而且中國的核電監管標準和安全運行水平一直是全球最領先的。核安全局及核安全中心數千人的監管力度之嚴和水平之高也是全球公認的。
中國早期核能供暖
其實核能領域很久以前就已經給出了集中供暖的零碳熱源解決方案—核能供暖。
早在1982年《國外核新聞》雜志就刊載文章，介紹了加拿大低溫池式供熱堆技術。低溫池式堆并不是新技術，中國的核科學研究也是低溫池式研究堆起步的。50年代蘇聯援建的原子能研究院的101堆就是一個典型的低溫池式重水堆。1958年建成并運行,在運行了49年后,已經于2007年停堆,進入退役的準備期。2019年啟動退役工作程序。
位于北京昌平南口鎮的清華大學核研院廠區，也有一座自主研制的功率為2MW（熱）的池式研究堆，蘇聯專家起了個頭就撤回了，在呂應中先生率領下，1960年開始，在平均年齡只有23歲半的清華大學師生自力更生的艱苦努力下，于1964年建成，反應堆代號901，至今安全穩定運行近50年。
池式堆在供暖技術上的一大革命性特點，就是它不用像其他化石能源熱源一樣必須經歷一個高溫甚至超高溫燃燒的階段。池式堆產生的能量直接將水的溫度定格在100oC左右，而且是幾乎100%的能量利用率。這樣就簡化了能量轉換設備系統的復雜度，減少了能量轉換過程的損失，也大大降低了人身安全風險，改善了工作人員運行環境。
1984年底到1985年初，由于清華大學核能所主要領導的變動，核能所沒能夠在低溫常壓池式堆的技術路線上乘勝前進。而是組織技術路線選擇論證，重打起鼓另開張，選擇了有壓力的殼式堆作為主攻方向。1985年開始研發建造5MW殼式低溫供熱堆，殼內工作壓力15個大氣壓。經過全所人員集中攻關，于1989年12月，達到滿功率運行，為核能所5萬多平方米建筑面積集中供暖，并連續供暖多個冬季。
從此以后，核能供熱/供暖領域就出現了兩個技術路線：池式堆和殼式堆。常識告訴我們，一個統一標準設計的大型工業產品都不那么容易推廣，更何況有兩個設計標準，又是有潛在風險的核能裝置，雙方又都能說得出來對方的缺點和不足。如此一來，導致業內聲音不一致，力量不統一。
結果所有項目都是不了了之。其中，不同技術路線之爭給客戶帶來的困惑、地方政府主要領導人的更換、核能項目周期較長、以及投資企業對于投資經濟性、運行安全性的擔心等，都是影響客戶下決心真正啟動和投入的重要原因。
之前推廣核能供暖行動不那么堅決的另一個原因，是可以燒煤，燃煤鍋爐和熱電廠熱電聯供都可以作為冬季集中供暖的基礎熱源。盡管污染大氣環境，但是以前環境容量足夠大，多排放一些煙塵和二氧化碳好像沒什么。還有一個原因就是以前集中供暖管網沒有這么多、這么大，一說投資核能供暖，就要配套建設熱網，熱網投資比熱源投資還要高，想想如此麻煩，也就算了。哪個單位的宿舍樓或小區要集中供暖，就單獨建設燒煤鍋爐房就可以了。
2013年以來，隨著人民生活水平的提高，對生活環境的要求也愈來愈高，而這個時候，全國大部分地區的環境容量達到了上限，霧霾成了新聞輿論中出現頻率最高的一個詞匯。2013年，東北三省在十月供暖季，開始出現了大規模嚴重的霧霾天，嚴重到霧霾進入了百科詞條，pm2.5突破了1000μg/m3。
治理大氣污染、改善大氣環境、“打贏藍天保衛戰”很快成為各級政府的一項硬任務。俗話說：“人無遠慮、必有近憂”，在大氣環境領域已經應驗了。現在又開始了碳達峰和碳中和，如果我們還不重視二氧化碳減排，還不采取切實措施，那么，用不了幾年，溫室氣體排放對全人類的災難性后果就會更加明顯地顯現出來，而且還是不可逆的。
核能供暖再受青睞
2012年初，能源局宣布設立核電司，受時任核電司司長委托，我在電力行業籌建了中國電力發展促進會核能分會。2014年底，我向相關領導建議可以考慮推廣核能供暖項目。核電司認為：核能供暖不發電是核能領域能源革命的亮點，發展核能供暖，不僅可以為治理霧霾做貢獻，還可以為碳減排做貢獻。而且，核能供暖還是核能領域推動混合所有制改革的突破口。
核電司領導建議我們設立一個專業化的公司來推進此事，公司名稱就叫新核能源。同時，領導希望我們盡快注冊專利、明確知識產權歸屬，將這個池式堆技術在國內保護起來，免得市場需求熱起來了，外國公司進來瓜分市場。
發展核能供暖必須解決歷史遺留的技術路線問題。在向核電司領導以及三大核電集團相關部門匯報之后，核電司領導決定明確支持核能供熱/供暖技術開發和落地，中核集團業很快將池式堆作為主要的供暖堆技術路線加以推廣，中廣核和國家電投也由不太感興趣到推出各自的技術路線，共同發力清潔供暖基礎熱源市場。
從2016年開始，每年春節之前我們電促會核能分會都會組織一次核能供暖技術的宣傳推廣和論證研討會。直到2017年將池式堆核能供暖寫入十部委聯合發布的《北方地區冬季清潔取暖規劃（2017-2021）》：“加強清潔供暖科技創新，研究探索核能供暖，推動現役核電機組向周邊供暖，安全發展低溫泳池堆供暖示范。”
2017年初，有一次在和啟迪控股董事長王濟武先生交流時，談到核能供暖，沒想到王濟武先生也是十分看好核能及其在未來能源領域中的重要地位，提出希望新核能源與啟迪清潔能源成立一個合資公司，共同推進,于是就有了啟迪新核。我們相信并希望，滿足北方地區集中供暖需求的小型核反應堆技術，最終會統一到池式堆技術路線上來。
難點：核設施退役
公眾對核設施的退役比較關心。因為種類繁多，加上規模大小、場址條件、運行狀況等有別，不同核設施的退役方式大不相同。在國際上，3種退役策略已被廣泛采用，即立即拆除、延緩拆除、封固埋葬。
“立即拆除”是在核設施永久關閉后，盡可能快地除去和處理核設施內的放射性物質，原場址可以有限制或無限制利用。“延緩拆除”是在核設施關閉后先做部分和簡易的去污、拆除工作，在保證安全的條件下對核設施進行長期貯存，讓放射性核素衰變，然后拆除。對大型反應堆退役，延緩拆除往往是優選的策略。“封固埋葬”是把核設施整體或它的主要部分，處置在它現在的位置或核設施邊界范圍內的地下。
不可否認，退役要付出不小的經濟代價。但是，應該與核設施運行期間帶來的經濟和社會效益相比較，核電以及核能供熱/供暖裝置設計壽命60年，不僅滿足人們對于能源的需求，而且還比其他能源減少了二氧化碳、氮氧化物、硫化物以及煙塵的排放，更不會導致冰川融化，總體平衡下來，一定是利大于弊。核能復興的聲音也開始愈來愈響了。
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