坐落于瑞士北部萊茵河畔的貝茲瑙核電站（Beznau）是世界上最年邁的核電站——分別于1969年、1971年投入運(yùn)行的兩臺(tái)核電機(jī)組仍在服役，提供電力的同時(shí)，該核電站自1980年開(kāi)始“兼職”供熱，通過(guò)140多公里的管道向11個(gè)社區(qū)的工業(yè)和家庭輸送熱力。

自核能和平應(yīng)用于電力生產(chǎn)后，上世紀(jì)70年代以來(lái)，包括瑞士、俄羅斯、保加利亞、羅馬尼亞等國(guó)逐漸設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出很多核供熱系統(tǒng)，作為區(qū)域集中供熱或工業(yè)供熱熱源，積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。國(guó)際上利用核能熱電聯(lián)供原理供熱的壓水堆機(jī)組已累計(jì)安全運(yùn)行1000堆年。

盡管已有40年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但中國(guó)大陸地區(qū)第一座核電站投入運(yùn)行后，除了廠用小規(guī)模供熱外，沒(méi)有大型商用核電廠熱電聯(lián)產(chǎn)為周邊居民供熱的案例。11月15日，山東海陽(yáng)核能供熱項(xiàng)目一期工程第一階段正式投用，首開(kāi)國(guó)內(nèi)核能商業(yè)供熱先河，山東核電有限公司員工倒班宿舍、海陽(yáng)市部分居民小區(qū)在內(nèi)的70萬(wàn)平方米區(qū)域，在全國(guó)首批用上了穩(wěn)定、清潔的核能供熱。

“山東模式”的探索不止于此。海陽(yáng)核電規(guī)劃在2021年實(shí)現(xiàn)供熱范圍覆蓋廠址周邊30km、滿(mǎn)足海陽(yáng)市內(nèi)供熱需求，根據(jù)周邊城市的需求還可以適當(dāng)增加；2023年實(shí)現(xiàn)供熱范圍覆蓋廠址周邊60km、面積3000萬(wàn)平米；隨著后續(xù)機(jī)組建成投產(chǎn)，遠(yuǎn)期可實(shí)現(xiàn)供熱面積2億平米以上，核能供熱將廣泛應(yīng)用于青煙威（青島、煙臺(tái)、威海）膠東半島地區(qū)。

核能供熱與傳統(tǒng)供熱形式有什么不一樣？如何保障安全？經(jīng)濟(jì)賬怎么算，能不能推及到全國(guó)更大范圍內(nèi)？澎湃新聞（www.loaarchitects.com.cn）近日走進(jìn)地處黃海之濱的海陽(yáng)核電站，一探核能供熱的方方面面。

從核電站到居民家中，核能供熱如何確保安全？

海陽(yáng)核電站位于山東青島、煙臺(tái)、威海三大城市之間。項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)6臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組，并預(yù)留兩臺(tái)擴(kuò)建場(chǎng)地，是世界首批三代核電項(xiàng)目，也是山東省單體投資最大的清潔能源項(xiàng)目、首個(gè)開(kāi)工建設(shè)并建成投運(yùn)的核電站。一期工程1、2 號(hào)機(jī)組作為國(guó)家三代核電自主化依托項(xiàng)目，單臺(tái)額定容量為1253兆瓦，已分別于2018年10月22日、2019年1月9日投入商運(yùn)。兩臺(tái)機(jī)組預(yù)計(jì)2019年全年發(fā)電量將達(dá)到206億度，可供山東省超過(guò)三分之一居民生活使用一年。

核能供熱目前可實(shí)現(xiàn)的方式主要有兩種，一種是在城市中或近郊建低參數(shù)的低溫核供熱堆，這類(lèi)小堆更為靈活，但仍面臨經(jīng)濟(jì)性掣肘。另一種是基于現(xiàn)有的大型核電廠，利用核電站的抽汽向熱網(wǎng)供熱，抽汽溫度和壓力根據(jù)熱網(wǎng)需求、輸熱管線的長(zhǎng)短決定。

在海陽(yáng)核電項(xiàng)目中，供熱是大型核電站在完成發(fā)電“主業(yè)”同時(shí)順帶的“副業(yè)”。

澎湃新聞?dòng)浾咦咴L海陽(yáng)核電廠內(nèi)換熱首站、海陽(yáng)市豐源熱力有限公司總換熱站了解到，核能熱電聯(lián)產(chǎn)與火電熱電聯(lián)產(chǎn)相類(lèi)似。但雖然說(shuō)起來(lái)都是“燒開(kāi)水”，核電站通過(guò)五個(gè)回路對(duì)廠外供熱的設(shè)計(jì)要復(fù)雜得多。

在核電站運(yùn)行中，核裂變產(chǎn)生熱量，把水加熱產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而發(fā)出電能。在這個(gè)過(guò)程中，核反應(yīng)產(chǎn)生的能量會(huì)先加熱壓力容器中的高壓水，受熱后的高壓水流入蒸汽發(fā)生器中，用來(lái)加熱蒸汽發(fā)生器中壓力略低的水。由于壓力低的水沸點(diǎn)低，此時(shí)壓力低的水受熱就會(huì)變成蒸汽去推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

所謂的抽汽，就是從中抽取一部分推動(dòng)汽輪機(jī)工作的蒸汽，用來(lái)加熱核電廠內(nèi)換熱首站的水，加熱后的水再經(jīng)過(guò)三回路換放傳送至地方熱力公司總換熱站，繼而像傳統(tǒng)供熱模式一樣加熱原有市政供熱網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的水，將熱量送到千家萬(wàn)戶(hù)。

山東核電設(shè)計(jì)管理處工程師張真對(duì)澎湃新聞介紹稱(chēng)，從蒸汽加熱水到水加熱水，核電站與供熱用戶(hù)之間設(shè)置了多道回路進(jìn)行隔離，只存在熱量的交換，不涉及介質(zhì)的摻混?！俺擞枚嗟栏綦x以及壓差設(shè)計(jì)來(lái)保障供熱安全外，我們還在出廠前設(shè)置了輻射監(jiān)測(cè)裝置，進(jìn)一步確保安全可靠?！?/p>

將原本全部用來(lái)推動(dòng)發(fā)電的蒸汽導(dǎo)出一部分用來(lái)“燒水供熱”，會(huì)不會(huì)影響核電站本身的發(fā)電效率呢？張真介紹，已投運(yùn)的70萬(wàn)平米供熱抽汽量對(duì)海陽(yáng)核電發(fā)電的影響很小。除此之外，核電循環(huán)冷卻水余熱中仍有大量可利用來(lái)集中供熱的潛力。

海陽(yáng)核能供熱的經(jīng)濟(jì)賬：居民用暖價(jià)格不增加、政府財(cái)政負(fù)擔(dān)不增長(zhǎng)

分工上，海陽(yáng)核電廠供熱首站負(fù)責(zé)向廠外熱力公司提供穩(wěn)定的熱水作為熱力公司換熱站的熱源，以取代熱力公司原有的燃煤鍋爐。熱力公司負(fù)責(zé)核電廠外所有熱網(wǎng)的建設(shè)及運(yùn)維，以及向最終用戶(hù)提供穩(wěn)定熱源。

澎湃新聞?dòng)浾咴诤ｊ?yáng)市豐源熱力有限公司換熱站看到，原有的65噸燃煤鍋爐已經(jīng)停止運(yùn)行。該公司董事長(zhǎng)趙新稱(chēng)，以往燃煤鍋爐供熱產(chǎn)生的噪音和所需工作人員多，現(xiàn)在換熱站內(nèi)可以做到無(wú)人值守。

“如果（核能供熱）到2021年實(shí)現(xiàn)整個(gè)海陽(yáng)地區(qū)450萬(wàn)平方米供熱面積全覆蓋的話，可以替代現(xiàn)有的海陽(yáng)400多個(gè)噸位的供熱燃煤鍋爐，如果核能供熱面積擴(kuò)展到2億平方米，煙青威地區(qū)所有用于集中供熱的鍋爐可全部替代?！?趙新說(shuō)道。

這對(duì)于近年來(lái)減煤壓力頗大的山東省而言，意義不言而喻。據(jù)介紹，以供熱面積每百萬(wàn)平米計(jì)算，核能供熱項(xiàng)目每年可節(jié)約標(biāo)煤3.3萬(wàn)噸（按山東省燃煤熱值計(jì)算，折合原煤6.24萬(wàn)噸）。

國(guó)內(nèi)目前多種供熱方式并存，經(jīng)濟(jì)性是決定核能供熱與其他能源品類(lèi)供熱相比市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力幾何的另一關(guān)鍵因素。

討論大型核電站供熱經(jīng)濟(jì)性時(shí)，不容忽視的一點(diǎn)是，國(guó)內(nèi)相關(guān)法規(guī)對(duì)核電廠周邊的人口密度有明確限制規(guī)定：根據(jù)《核動(dòng)力廠環(huán)境輻射防護(hù)規(guī)定》（GB6249-2011），必須在核動(dòng)力廠周?chē)O(shè)置非居民區(qū)和規(guī)劃限制區(qū)。非居民區(qū)（該區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁有常住居民）邊界離反應(yīng)堆的距離不得小于500m，規(guī)劃限制區(qū)（與非居民區(qū)直接相鄰的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)必須限制人口的機(jī)械增長(zhǎng)）半徑不得小于5km。規(guī)劃限制區(qū)范圍內(nèi)不應(yīng)有1萬(wàn)人以上的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，廠址半徑10km范圍內(nèi)不應(yīng)有10萬(wàn)人以上的城鎮(zhèn)。

相比之下，可實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)的大型火電廠距離城市負(fù)荷中心更近，遠(yuǎn)距離輸送是否稀釋了核能供熱的經(jīng)濟(jì)性？

“我們經(jīng)過(guò)測(cè)算，核電廠熱電聯(lián)產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)性競(jìng)爭(zhēng)力上可以和大型燃煤電廠熱電聯(lián)產(chǎn)相持平。”山東核電有限公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)吳放接受澎湃新聞等媒體采訪時(shí)稱(chēng)，海陽(yáng)核能供熱項(xiàng)目同時(shí)實(shí)現(xiàn)了“居民用暖價(jià)格不增加、政府財(cái)政負(fù)擔(dān)不增長(zhǎng)、熱力公司利益不受損、核電企業(yè)經(jīng)營(yíng)做貢獻(xiàn)、生態(tài)環(huán)保效益大提升”。

“目前100公里以?xún)?nèi)的供熱距離，現(xiàn)有技術(shù)都可以保證較高的經(jīng)濟(jì)性和熱效率?！眳欠欧Q(chēng)，倒推幾十年前，遠(yuǎn)距離輸熱受到技術(shù)限制。俄羅斯等國(guó)家的冬季供熱時(shí)間更長(zhǎng)，核電供熱的經(jīng)濟(jì)性有別于我國(guó)。隨著近年來(lái)保溫材料、施工工藝的發(fā)展，國(guó)內(nèi)核電遠(yuǎn)距離供熱成為可能。

核電廠傳統(tǒng)上單純發(fā)電，熱能利用效率相對(duì)較低，上述多方共贏局面正是靠提高核電廠熱效率、綜合利用核能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

澎湃新聞在采訪中了解到，若將來(lái)供熱面積擴(kuò)大到周邊450萬(wàn)平米區(qū)域，海陽(yáng)核電廠的熱效率可以從現(xiàn)有的36.69%提高到39.94%。

在經(jīng)濟(jì)賬之外，吳放認(rèn)為核能供熱的隱形效益還在于使核電站運(yùn)營(yíng)方進(jìn)一步融入當(dāng)?shù)匕l(fā)展，“通過(guò)采暖季供熱，我們可以更深入地融入周邊社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?！?/p>

海陽(yáng)核能供熱，在國(guó)內(nèi)可復(fù)制嗎？

截至今年9月底，我國(guó)大陸地區(qū)運(yùn)行核電機(jī)組共47臺(tái)，分布在南至海南昌江、北至遼寧紅沿河的沿海地帶?？亢穗娬灸芰侩A梯利用來(lái)為地區(qū)供熱、核電廠效益提升同時(shí)地方公用事業(yè)企業(yè)及下游用戶(hù)利益均不受損的海陽(yáng)經(jīng)驗(yàn)，可在多大范圍內(nèi)復(fù)制推廣？

從核電機(jī)組分布的省份來(lái)看，廣東、浙江、福建的核電裝機(jī)容量位列前三，秦嶺淮河線以北地區(qū)的在建在運(yùn)核電站有江蘇連云港田灣核電、山東煙臺(tái)海陽(yáng)核電、山東威海榮成核電、遼寧大連紅沿河核電。

國(guó)家電投科技與創(chuàng)新部副主任趙偉明曾對(duì)媒體表示，我國(guó)核電機(jī)組大多分布在秦嶺淮河線以南的沿海地區(qū)，地處亞熱帶，冬季短且少?lài)?yán)寒。如果將此區(qū)域核電站進(jìn)行供熱改造，那經(jīng)濟(jì)性提升不明顯，東北地區(qū)沿海的核電機(jī)組用來(lái)供熱具有較大空間。

統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，膠東半島青島、煙臺(tái)、威海三市2018年末常住人口總數(shù)約1934萬(wàn)人，2018年地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）23475億元。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人口密度、狹長(zhǎng)地形、已有在建在運(yùn)項(xiàng)目的核電基地布局，共同促成了大型商用核電廠熱電聯(lián)產(chǎn)在膠東半島的現(xiàn)實(shí)可行性。

“核電不可能包打天下。”吳放補(bǔ)充道，遠(yuǎn)期整個(gè)膠東地區(qū)的清潔取暖實(shí)際上是以核能供熱為基礎(chǔ)，搭配風(fēng)電、光伏及儲(chǔ)能作調(diào)峰?！澳z東半島一旦能以這種以核為主、多能互補(bǔ)的方式解決供暖問(wèn)題，遼東半島也一樣，兩者地理位置、形狀、氣候相似?！?/p>

位于遼寧西部沿海葫蘆島市、仍待官方核準(zhǔn)正式開(kāi)工的徐大堡核電站也有類(lèi)似規(guī)劃。

2017年，遼寧核電有限公司副總經(jīng)理葛政法接受媒體采訪時(shí)表示，徐大堡核電供熱專(zhuān)題自2015年啟動(dòng)相關(guān)工作，開(kāi)展了系統(tǒng)研究論證。根據(jù)方案，徐大堡核電站一期工程核電機(jī)組擬向距離廠址18公里的綏中縣城實(shí)施區(qū)域供熱，供熱面積為500萬(wàn)平方米，供熱距離約22公里。他同時(shí)表示，“核電廠熱電聯(lián)供具有良好的環(huán)保優(yōu)勢(shì)和社會(huì)效益，按照目前葫蘆島地區(qū)的供暖價(jià)格，核電供暖能夠確?；镜馁Y本收益率要求，并且具有極大的環(huán)保效益和社會(huì)效益?！?/p>

另?yè)?jù)澎湃新聞了解，田灣核電站也已啟動(dòng)核電機(jī)組為周邊提供熱力及工業(yè)用氣的相關(guān)工作。