核能供热项目备受期待 落地难成最大障碍

2017年11月28日，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，供暖建筑面积可达约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。

各省市试点纷纷趋之若鹜，难题能否得到化解?

在我国北方，每年冬季供暖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集中供热和分散供热两种主要方式。其中，集中供热的热源主要以热电联产和区域锅炉房为主，每年供暖消耗煤炭超过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%。随着集中供热对分散供热的替代，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。

“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。

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，针对北方城市供暖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。

据悉，中广核正在大力推动低温供热堆技术的市场开发。“低温供热堆具有安全性高、厂址适应性强、技术上可取消厂外应急等特点，可以靠近用户，建在城市周边、内陆偏远地区等厂址区域，从而使电、热、水、冷多种能源供应成为了可能。在实现批量化、模块化建造后，低温供热堆建造、部署时间将大大缩短，仅需要2-3年即可建成。”供热信息网了解到与此同时，三大核企最晚成立的国家电投也不甘落后，其自主研发的微压供热堆HAPPY200也于2017年完成总体方案迭代及优化，并进行了候选厂址的调研勘察。

产融结合之路却异常艰难

核能供热的美好前景，加速了能源央企对其涉猎，然而产融结合之路却异常艰难。30年前的阜新、珲春、天津等地选址不了了之，令一些产融结合者至今仍心存余悸。

与此同时，选择北方大型核电站试点热电联供作为小型堆区域供热的过渡，青岛等城市也在积极探索。据悉，青岛供热以燃煤锅炉和热电联产为主，供热面积达2.1亿平方米。根据青岛2014年清洁能源规划——“四改造、三开发、二替代、一建立”的总体工作思路，预计到2020年，供热面积达3.1亿平方米，其中20%海水源热泵，燃气20%，余热资源20%，其他采用热泵技术，却仍有6000万平方米的缺口。

记者注意到，青岛谋求“核电+供暖”的诉求并非全国个例。早在2017年2月17日，辽宁核电有限公司即向国家知识产权总局申报了“一种基于大型商用核电机组的热电联产方法”发明专利获得授权，成为我国第一个核电供暖专利。

“徐大堡核电项目地处我国东北地区，具备在我国率先开展核电供暖的优势。”此前，辽宁核电有限公司副总经理葛政法在接受中核集团内部媒体采访时透露，“目前，我国北方运行及在建的核电站均已电力生产为唯一目的，由于核电调峰的需求越来越大，所以有必要探索核电综合利用方案，在电力生产的同时兼顾民生问题。”

一边是积极打造“我国核电产业北方基地”的山东，另一边是谋求更多低温供热示范堆落户的河北。这点，在2017年1月13日由中国电力发展促进会核能分会举办的“核能供热技术推广应用研讨会”上，即可看出。

彼时，来自河北承德、石家庄、邯郸、邢台、保定、秦皇岛等城市的代表踊跃发言，交流诉求。

“地方的需求是迫切的，关键是拍板的问题。”国核电力规划设计研究院高工林令之一语中的。在其看来，中国北方被雾霾困扰、环境问题成为社会公众高度关注的当下，核能供热能否迈出关键步伐，不仅取决于公众恐核心理的消除，更有赖于政府的加强引导和规划，才能真正推动核能供热示范项目早日落地。“微压堆HAPPY200，目前厂址选择正在进行中，计划率先在吉林推广，形成北方示范，用于冬季民用采暖以及粮食深加工等。”林令之说。