近段時間，核能供暖的話題很熱。11月9日，核能供暖在山東海陽率先實現(xiàn)“全城覆蓋”，核能供熱逐漸走進公眾視野。緊接著，12月3日，我國南方地區(qū)首個核能供熱項目—浙江海鹽核能供熱示范工程(一期)正式投運。作為清潔供暖的實現(xiàn)途徑之一，核能供暖及其優(yōu)勢是咋實現(xiàn)的?安全嗎?取暖費貴不貴?在環(huán)境保護方面能起多大作用?
“今年冬天我家用上了核能供暖，溫度穩(wěn)定，價格還比之前便宜了。”在山東海陽市金陽海岸花園小區(qū)，居民姜素芹家的溫度計顯示室溫在25攝氏度左右，120平方米的家里暖意融融。
孟冬時節(jié)，山東各地陸續(xù)進入供暖季。目前，燃煤供暖仍是很多地方的選擇。不過，位于山東沿海的海陽市卻超前一步實現(xiàn)了核能供暖，成為全國首個“零碳”供暖城市。海陽利用核能讓居民溫暖過冬，沒有了煤炭供應、環(huán)境污染等方面的擔憂。
從聞所未聞到非常期待
冬日里，時光也寂靜了許多。行走在海陽旅游度假區(qū)，萬里碧空如洗，白云輕悠飄過，由遠及近傳來陣陣海浪聲，海鷗不時發(fā)出清麗的鳴叫……和想象中供暖季“灰蒙蒙”的天空不同，這里干凈澄澈的環(huán)境讓人倍感清爽。
位于海陽旅游度假區(qū)的亞沙村小區(qū)里，居民刁文平家中溫暖如春，入戶玄關置物柜上的溫度計顯示，室內(nèi)溫度為26攝氏度，而當日氣象部門所預報的海陽當?shù)刈畹蜌鉁厥莻€位數(shù)。刁文平告訴記者，今年11月9日正式啟動核能供暖以來，無論室外溫度如何變化，他家里室溫一直保持在二十六七攝氏度，不僅取暖效果十分平穩(wěn)，相比過去鍋爐供暖，室溫還要高出三四攝氏度，“現(xiàn)在在家里基本上穿個短袖就夠了，穿長袖會覺得熱，沒想到效果這么好”。提起自家的供暖效果，他連連稱贊。
別看現(xiàn)在刁文平對核能供暖贊不絕口，最初聽說小區(qū)采暖熱源要從燒煤變成核能時，他和鄰居們也曾有顧慮和不解。“以前鍋爐供暖，室溫也能達到二十二三度。”他回憶道，因為居民們從來沒有接觸過核能供暖，用暖溫度是否會受影響，是當初居民們最擔心的問題。如今，這個問題顯然有了答案。
小區(qū)居民對待核能供暖的態(tài)度逐漸從最初的聞所未聞改變?yōu)榉浅Ｆ诖?。刁文平說：“前期政府部門給我們發(fā)了‘明白紙’，還安排工作人員解答疑惑，我們知道了核能供暖更清潔、更環(huán)保，是未來的發(fā)展方向，能成為第一批受益者，我們很高興。”
作為探索核能綜合利用、助力推進減碳目標達成的重要實踐，核能供熱既不破壞藍天白云，又讓居民溫暖過冬?？梢哉f，此次海陽率先成功實現(xiàn)核能供暖“全城覆蓋”，具有示范意義，為日后更大范圍清潔供熱邁出了堅實一步。
供熱原理像“自熱小火鍋”
實現(xiàn)核能供暖全覆蓋的首要前提是確保安全，從設計論證到管線施工，甚至在核能供暖的各個環(huán)節(jié)，海陽始終借助科技力量有序推進，在國內(nèi)沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可以參考的情況下先行先試。
“核能供暖，用戶與核電機組之間采取多重屏障隔離，換熱過程中，只有熱能的傳遞，沒有介質(zhì)的直接接觸。”在山東海陽核電站，從核能發(fā)電機組抽取部分發(fā)電后的蒸汽作為熱源，通過廠內(nèi)換熱器換成高溫水，隨后經(jīng)管網(wǎng)多級換熱，抵達用戶終端。技術人員常用網(wǎng)紅食品“自熱小火鍋”來解釋核能供熱的工作原理，“我們平常吃的自熱小火鍋，下面是加熱層，上面是食物層，經(jīng)過物理隔絕，下面作為導熱材料的不可食用部分僅僅發(fā)揮加熱作用，不會與上面的食材接觸”。技術人員告訴記者，通過這種方式，在核電站換熱首站的熱水出廠前，在線監(jiān)測和隔離裝置還會實施檢測，回路間采取壓差設計，確保供暖安全。
攻克了核能供熱安全的“最初一公里”，在經(jīng)過核電站換熱器后，如何把溫度高、壓力強的高溫水順利輸送至熱力公司總換熱站，考驗著市政一級管網(wǎng)的“引流”能力。
在位于海陽市海翔中路東村河大橋的一處地上供熱管網(wǎng)區(qū)域，記者看到相較于傳統(tǒng)管線，新改造的承擔輸送核能供暖高溫水的管道明顯“粗壯”了不少。承擔此次海陽市內(nèi)配套管網(wǎng)改造任務的海發(fā)水務集團副總經(jīng)理辛張波告訴記者，要支撐起核能供暖對海陽的全城覆蓋，意味著管網(wǎng)要面臨更大的流量以及壓力負荷。為此，他們對核電站廠外到各個熱力公司的全市單線46公里的配套管網(wǎng)實施了雙線全部定制化“換新升級”。
比如，管道直徑增加至1米，管道壁厚增至1.2厘米，都是以前的近兩倍。保溫層以往是現(xiàn)場手工操作，現(xiàn)在轉為直接在工廠一體化預制。
這些技術改進大大提升了管網(wǎng)的承壓、保溫能力，有效降低了熱損失，保證了供熱效果。據(jù)初步預測，今年海陽核能供暖熱損耗在8%至9%，整個采暖季有望低于10%，對于長輸管網(wǎng)來說，已十分可觀。
不僅升級了管道硬件材料，當?shù)剡\送核能供暖熱水的配套管網(wǎng)還首次實現(xiàn)了智能化。辛張波說：“我們的管網(wǎng)搭載了溫度感應裝置，一旦出現(xiàn)管道泄漏問題，第一時間自動向總控室發(fā)送報警信號，確保及時、有效的處置。”
供暖季可節(jié)約燃煤10萬噸
早在2018年8月，作為海陽核電站的運營方，山東核電就啟動了核能抽氣供熱項目研究，并成功在海陽核電生產(chǎn)辦公場所實現(xiàn)了核能供熱。此后，山東核電邀請了由中國核能行業(yè)協(xié)會、清華大學、電力規(guī)劃設計總院等“大咖級”專家組建的隊伍，對海陽核電一期工程遠距離大規(guī)模核能對外供熱工程可研報告進行評審，技術方案獲得專家一致認可。
2019年5月，海陽核電站首批啟動的70萬平方米供熱項目正式落地，進入全面實施階段。2019年7月10日，海陽核能供暖一期70萬平方米項目正式開工，2019年9月30日，核能供熱換熱首站建設和15公里主管網(wǎng)鋪設完成。2019年至2020年供暖季時，海陽市臨港、旅游度假區(qū)和核電產(chǎn)業(yè)園70萬平方米共7757戶用戶使用上了核能供熱。作為國內(nèi)首個核能供熱商用工程，該項目被國家能源局命名為“國家能源核能供熱商用示范工程”。
隨著今年11月9日二期450萬平方米核能供熱項目投入使用，海陽城區(qū)全域核能供熱模式正式啟動，海陽實現(xiàn)了從傳統(tǒng)高能耗的燃煤取暖，向核能清潔供暖的“無縫切換”。
“二期450萬平方米核能供熱項目在提高能源利用效率、減少碳排放方面具有顯著優(yōu)勢，對保障北方清潔供熱、促進碳中和目標、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有重要示范意義。”山東核電有限公司黨委書記、董事長吳放表示。
據(jù)測算，核能供暖取代了海陽12臺燃煤鍋爐，每個供暖季減少耗電900萬千瓦時，可節(jié)約燃煤10萬噸，減排二氧化碳18萬噸、二氧化硫1188噸、氮氧化物1123噸、熱量130萬吉焦，相當于種植闊葉林1000公頃，將有效改善海陽市供暖季大氣環(huán)境和海洋生態(tài)環(huán)境。
從燃燒煤炭到采用核能，清潔能源在為用戶提供更好采暖體驗的同時，也推動著傳統(tǒng)熱力企業(yè)轉型升級。
在海陽市海源能源有限公司董事長趙新看來，隨著海陽市核能供暖實現(xiàn)全覆蓋，企業(yè)的“紅利期”才剛剛開始。“比如2019年，我們將65噸級鍋爐房拆除，改建為核能供暖在熱力公司的換熱首站，短期看，企業(yè)需要負擔改造成本，但從長遠來看，對企業(yè)的經(jīng)營助益很大。”他告訴記者，以往冬季供暖，天氣越冷，脫硫、鍋爐等設備的故障率就會明顯升高，因為要搶修故障設備，企業(yè)工作人員加班幾乎是常態(tài)，時常工作至深夜，這樣不僅加重了企業(yè)的生產(chǎn)成本，更影響了用戶的用熱體驗。
使用核能供熱后，不再采用原來的鍋爐及環(huán)保設備，以前需要9人一組3班倒的鍋爐房，變成了無人值守的換熱站，只需常規(guī)巡視即可。這樣一來，既節(jié)省了電費、維修保養(yǎng)費、環(huán)保支出以及人力成本，又有效降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。以一個供暖季為例，海陽市海源能源有限公司在環(huán)保、用電、人工等方面的成本可節(jié)省300萬元左右。
與此同時，山東核電公司通過實施核能供熱項目，不僅提高了機組熱效率，還給居民騰出了讓利空間。海陽城區(qū)全域供暖啟動后，海陽市委、市政府堅持“居民用暖價格不增加、政府財政負擔不增長、熱力公司利益不受損、核電企業(yè)經(jīng)營做貢獻、生態(tài)環(huán)保效益大提升”的原則推進核能供熱項目建設，供暖費每建筑平方米較往年下調(diào)了1元錢，從原有的22元每平方米降到21元每平方米，讓群眾用上更干凈、更省錢、更舒適的核能供熱。
跨區(qū)域供熱提上日程
短短3年間，海陽核能供熱項目完成了從概念到設計規(guī)劃、落地實施、完善改進的過程。中國科學院院士王乃彥表示，核能供熱是綠色清潔能源，沒有二氧化碳、二氧化硫的排放，對供暖省份來講，用清潔能源替代燃煤，意義較大。山東省能源局對海陽核能供暖給予了“清潔、安全、穩(wěn)定、高效”的結論，項目被國家發(fā)展改革委、國家能源局在全國范圍內(nèi)示范推廣。
今年8月發(fā)布的《山東省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》中提出，實施核能積極有序開發(fā)利用行動。規(guī)劃要求加快核能供熱，全面建成國家能源核能供熱商用示范工程，實現(xiàn)海陽市450萬平方米核能供熱“全覆蓋”，打造全國首個“零碳”供暖城市;積極推進海陽核電向煙臺市區(qū)、青島即墨等地跨區(qū)域供熱。海陽已提前完成核能供熱“全覆蓋”，推進海陽核電向煙臺市區(qū)、青島即墨等地跨區(qū)域供熱也被提上議事日程。
今年9月山東省政府印發(fā)的《落實“六穩(wěn)”“六保”促進高質(zhì)量發(fā)展政策清單(第四批)》要求，整合膠東半島地區(qū)熱力市場資源，在具備條件的地區(qū)優(yōu)先采用核能供暖，2021年年底前青島、煙臺、威海3市將核能供暖納入城市供暖規(guī)劃。
山東核電相關專家介紹，遠距離供暖需要考慮熱損耗、工程成本、材料選擇、大管網(wǎng)的穩(wěn)定運行等問題，目前山東核電在開展相關科研工作以及水熱耦合的研究、探索和實踐。后續(xù)，隨著科研工作的深入開展，將通過設計優(yōu)化、新技術的應用及新材料的選擇等，進一步提高效率，降低成本。
對于三地核能供暖的時間表問題，供暖及管網(wǎng)企業(yè)表示，“這不僅取決于核能熱源的建設，更取決于不同城市的整體供暖規(guī)劃。跨區(qū)域供暖還要涉及市政規(guī)劃、管網(wǎng)鋪設、熱企銜接、費用核算等一系列問題，這些問題雖然不是技術性難題，但可能比攻克技術難題還要耗費功夫”。
目前“暖核一號”3000萬平方米供熱科研工程順利推進，擬于2022年開工，2023年投產(chǎn)。屆時，項目可覆蓋方圓130公里，可達煙臺、青島主城區(qū)。未來2億平方米的供熱項目也在規(guī)劃中，后續(xù)更大供熱范圍的供熱項目也會逐步開展，將更大面積地替代青島、煙臺主城區(qū)的供暖。
記者在海陽采訪時得知，去年供暖季，青島住建部門有關負責人曾就核能供暖問題專門到海陽調(diào)研對接，為了解決跨區(qū)域核能供暖問題，城市之間已經(jīng)走動起來了。
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