當我們在討論核能的時候，我們在討論什麼？

◎ 劉喬

近來，東北限電引起了全社會的廣泛關注。以東北電網為例，水電、風電、光伏等新能源裝機約為3500萬千瓦，但7月份最低出力只有3。6萬千瓦，僅為裝機容量的0。1%。

這說明新能源還無法為系統提供可控容量。而且，我國的新能源資源與電力負荷需求是成逆向分佈的，受技術、成本的限制，特高壓大規模送電面臨較大困難。

再考慮到中東部地區大規模開發新能源面臨的土地資源約束，化學、電儲能只能解決短期調節等因素。因此，在未來新型電力系統中，核電將成為最佳選擇之一。

應對氣候變化和履行“雙碳”承諾給核電發展提供了很大的機遇。在“雙碳”背景下，新型電力系統中核電裝機規模有望達到3-5億千瓦時，將可能超乎預期。

這是10月20日-22日在山東煙臺召開的中國核學會2021年學術年會上討論出的觀點。

“是時候將內陸核電建設提上議程了”

近年來，我國核電裝機容量持續提高，在建核電機組數量連續多年保持全球第一，核電執行安全總體水平位居國際先進行列。

截至8月底，全國17個核電基地在運核電機組51臺，核准在建機組20臺。1-8月全國核電累計發電量，同比增長12。8%。

自我國首臺核電機組投入商運以來，我國核能發電量已累計達到2。6萬億千瓦時以上，等效減排二氧化碳約21億噸。

從目前的情況來看，我國仍然以大電網為主，如果未來電網架構不發生顛覆性變化，我國特別是中東部複合中心區，必須加快發展核電，沿海的廠址無法滿足這些地區“雙碳”發展的需求，“是時候將內陸核電建設提上議程了”。

比以往任何時期都更加需要科技創新

如何既確保安全，又在經濟性上具有競爭力，是擺在核電開發面前的巨大挑戰。要解決這個矛盾，只能透過核電的創新來取得發展。

葉奇蓁院士認為，提高安全性的研究和耐事故燃料的研究開發至關重要，同時建設智慧核電、應用人工智慧也將提高核電執行的安全性、系統裝置的可靠性以及核電站的經濟性。

吳宜燦院士首次提出“從源頭確保核安全”的理念，並指出核安全“四項革新”舉措——目標、技術、方法、措施，以創新推動核電行業的革命性進步。

要加快先進核能技術的研發，各科研機構，特別是具備研發能力的各高校要與企業攜手共進，在核燃料、核材料、核控制技術方面，加強研發和技術成果轉化，在進一步提高核電安全性和經濟性的前提下，加強電網友好性的研究，充分利用核電的靈活性調峰能力。

同時，核電廠址十分寶貴，滿足條件的少之又少，建議在加強核電廠址保護、為產業發展預留空間的同時，也要隨著核電安全技術的進一步提升而最佳化廠址選取條件，拓寬發展空間。

國家原子能機構系統工程司副司長高洪濱提到，當前世界格局正在深刻調整，新一輪科技產業革命與新軍事革命交錯推進。目前，國家原子能機構正在抓緊研究編制面向2035年首個核科技專項規劃——核科技中長期發展規劃。

站在新的歷史起點上，我國核工業比歷史上任何時期都更加需要科技創新。

利用沿海核電餘熱，可解決我國北方城鎮1/3供熱

從能源效率的觀點來看，直接使用熱能是更為理想的一種方式，發電只是核能利用的一種形式。

目前，核能已經不僅僅只是提供電力的角色，核能制氫、核能供汽、核能供暖、海水淡化等各種綜合利用形式，不但是提高能效的有效手段，也是增加核能系統靈活性的有效手段。

用於單一發電的核能系統，電力調峰需要透過調節反應堆功率來實現，而多聯供的核能系統則可以透過調節不同能源品種的產量來實現電力調峰。由於不需要調節反應堆功率，電力調峰的能力得到大幅度提升，響應時間也更快，同時經濟性也得到了保證。

清華大學教授付林充分肯定了核能供暖這一核能綜合利用方式。目前，我國供熱能源結構仍是以煤為主，從而不可避免地伴隨著高碳排放問題。他認為，在目前的“雙碳”背景下，適宜發展基於餘熱利用的集中供熱模式。

其中，“利用沿海核電餘熱，可滿足沿海至腹地200-300公里範圍內、近70億平方米建築的冬季供熱需求，約佔我國北方城鎮未來供熱建築總量的1/3。”

全國首個零碳供暖城，呼之欲出

大型核電機組熱電聯供已具備成熟的技術和經驗。

2019年，山東核電建成並投運全國首個核能供熱商用工程，覆蓋核電廠周邊70萬平方米，已持續穩定供熱2個供暖季，被國家能源局命名為“核能供熱商用示範工程”。

今年，覆蓋整個海陽市城區450萬平方米的二期專案也將於11月投入執行，屆時核電廠的熱效率可由原來的36。9%提升到39。94%，並且每個供暖季節約原煤約10萬噸，減排二氧化碳約18萬噸，將助力海陽市打造成為全國首個零碳供暖城市。單臺機組供熱面積3000萬平方米的改造工作也正在推進當中，預計於2023年實現對外供熱的能力。

供應淡水？

山東核電有限公司董事長吳放介紹，“山東核電確立了高品質熱能發電、中品質熱能供熱制水、低品質熱能生態建設的核能梯級高效利用思路。”

“採用水熱同產、水熱同送及水熱分離技術，全年還可產生70-100億噸淡水，滿足該區域城市約一半的淡水需求。”目前，世界首個水熱同傳、水熱同產同送科技示範工程也均已投運，為同步解決北方沿海地區清潔取暖及淡水緊缺問題提供了全新的核能方案。

高溫堆制氫？

氫能作為未來發展的重點，是一種二次能源，它是透過一定的方法利用其它能源製取的。現在有很多辦法提取氫，電解水制氫、化學制氫等，但高溫氣冷堆產氫的成本是最低的，可為石化、鋼鐵行業提供大規模、穩定的綠氫。

我國高溫氣冷堆制氫技術居世界前列，單個高溫堆模組制氫量可達25000Nm3/h。等到超高溫氣冷堆技術成熟時，屆時增加中間換熱器，制氫發電就可同步進行，互不影響。

高溫堆渴望多方面“大展宏圖”

“除了供熱供暖、制氫、製冷、海水淡化等綜合利用，核能還可為化工、鋼鐵、建材等高碳排放企業提供脫碳技術方案。”中核能源科技有限公司黨委委員、副總經理殷雄介紹。

高溫氣冷堆具有良好的固有安全性、高溫多用途等特點，在核能綜合利用方面具有顯著優勢，可與石化園區、鋼鐵行業等高能耗企業的使用者需求相匹配，為使用者提供綜合能源解決方案；也可作為火電廠址複用、突破內陸核電的優選堆型。

目前，高溫氣冷堆示範工程己實現臨界，技術可靠性得到驗證，同時產業鏈已初步形成，具備產業化推廣條件。

“雙碳”目標的提出為核能綜合利用發展帶來了難得的契機。中核集團結合使用者需求形成了“玲龍一號”小堆、燕龍核能供熱堆、高溫氣冷堆等固有安全性高、綜合應用能動和非能動設計等的先進堆型，它們供熱、海水淡化、制氫、工業供汽，靠近城鎮或偏遠島嶼佈置各適其宜，將對我國能源結構最佳化做出不可忽視的貢獻。

編輯 | 楊金鳳 馬瀚

原標題：《當我們在討論核能的時候，我們在討論什麼？》