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保衛藍天,中華“行動派”

發布日期:2019-11-26 15:38
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“一聲吶喊,一聲堅定發展核能的吶喊,在中國大地回蕩。一個萌芽,一個新生核能經濟的萌芽,在中國大地生長。”

這飽含激情的文字來自業界廣為流傳的《新核宣言》,它道出了中國核能專家攀登核科學高峰的決心,抒發了中國核能界產業報國的情懷。今天,中國民用核技術應用日益廣泛,為改善國家能源結構,增進社會福祉不斷作出新的更大的貢獻。其中,除了在電力、醫療等領域大放異彩之外,核能有望取代傳統燃煤,引發傳統供暖領域的變革。

近日,本報采訪調研組深入核能供暖科研和產業一線,除了實地探訪開展城市供暖實驗和演示的“49-2”核反應堆之外,還專訪了數位業內專家,了解核能供暖技術的發展歷史、現狀,分析制約其應用的因素,探尋破解之道。  

  近40年磨礪安全成熟

一則關于“全國首個核能商業供熱項目正式投運”的新聞近來引起了廣泛關注。據報道,山東海陽核電廠開始向周邊70萬平方米居住區供暖,“開啟了中國核能綜合利用新篇章”。對此,中國電力發展促進會核能分會副會長田力在接受本報采訪時表示,這的確是中國核能供暖領域發展的一件大事,讓人們更好地認識和接受核能在供暖領域中的應用。他同時指出,海陽核電廠供暖是利用熱電聯產實現的,有很大局限性。他解釋說,這種核熱電聯產的供暖方式依賴核電站建設和運營,而核電站數量有限且遠離人口聚集區,輸送熱損失較多,接入市政供暖管道等也面臨諸多不利因素。與核電站熱電聯產供暖相比,專門用于供暖的小型核反應堆由于參數低,具有廣泛適用性且可建在城市近郊,被視為核能供暖發展的主流方向。

在用于供暖的小反應堆的建設、運營方面,中國目前的技術發展水平如何?田力的回答是“非常成熟”。他說,核能供暖對很多人來說可能比較新鮮,但是對于業內來說,實在是老話題,中國已經進行了近40年技術積累,并且形成了多種技術路徑。他介紹說,早在上世紀80年代,清華大學團隊就成功利用池式研究堆實現向本校3幢面積1.6萬余平方米的建筑物供暖。除了池式堆外,清華大學之后又走出另一條核能供暖反應堆技術路徑即殼式堆,后來國內又研制出池殼混合堆。2015年,新核(北京)能源科技有限公司推出“藍光熱井”常壓池式核能供暖系統。2017年11月,中國原子能科學研究院改造后的“49-2”池式堆進行城市供暖實驗,取得圓滿成功,充分驗證了其可行性和安全性。中國核工業集團以此為契機發布了其主流產品400兆瓦的“燕龍”池式供熱堆,作為基本熱負荷的承擔者,可以為約2000萬平方米供暖,服務20萬個家庭。

  適應需求強勢回歸

早在上世紀八九十年代,中國東北、華北等地多個城市有意向甚至列入計劃采用核能供暖。然而,令人遺憾的是,由于種種非技術原因,這些意向或計劃后來都沒有變成現實,核能供暖話題慢慢冷下來,相關技術也漸漸淡出公眾視野。

近年來,隨著治理空氣污染,打贏藍天保衛戰被放在日益突出的位置,傳統上的燃煤鍋爐作為北方冬春季空氣污染主要來源,被替代的壓力與日俱增。而天然氣在中國是稀缺資源,大量依賴進口,“煤改氣”供暖面臨現實約束;在中國火電為主導的情況下,“煤改電”系統改造和用電成本較高,也無法解決碳排放和氮氧化物排放問題。人們把目光再次投向核能,核能供暖技術回歸公眾視野。

2017年,“49-2”池式堆進行城市供暖實驗取得圓滿成功,核能供暖領域日益活躍:2018年初,山東煙臺市與中核集團就池式供熱堆項目簽訂協議;2018年7月,黑龍江省政府與國家電投成立核能供暖產業聯盟,旨在推動核能供熱項目落地;2019年6月,山西大同市政府與啟迪控股簽約包括核能供暖在內的多個能源革命項目合作框架協議。

只聽樓梯響,不見人下來。除了近日山東海陽核電熱電聯產模式成功實現商業運營之外,并沒有傳出任何關于小型堆供暖項目投入商業化運行的消息。核能供暖可謂好處多多,國內相關技術也很成熟,是什么原因導致出現上述局面呢?

田力作為《新核宣言》主要起草人之一,對發展核能供暖在內的中國核能事業滿腔熱情,他根據多年對該領域的觀察和經驗,對此問題給出了自己的答案。他認為大致有四個方面的原因:一是由于核能的特殊性,客戶和公眾因為缺乏了解或者不具備相關知識,對核能供暖有安全疑慮,而國際上發生的核安全事故特別是惡性核安全事故更加重了疑慮;二是業內圍繞池式堆、殼式堆、池殼混合堆展開的技術路線之爭在一定程度上造成了認識上的混亂,影響了客戶和社會公眾對核能供暖技術的評價和信心;三是殼式堆一度成為有關方面的主推技術路徑,但是其建造成本高企,客戶和投資方望而卻步;四是由于沒有池式供暖堆的相關標準和評審規范,有關方面不得不參照核電的標準進行選址和設計,造成包括項目選址等前期工作在內的諸多困難。

  推進示范謀求突破

總要有第一個吃螃蟹的。就目前來看,全國哪個地方最可能在核能供熱堆示范項目落地上拔得頭籌呢?“我覺得內蒙古包頭可能性比較大。”中國電力發展促進會核能分會專委會秘書長王迎蘇在接受本報采訪時如是表示。作為清華大學核電專業科班出身的業內知名專家,王迎蘇曾任華能核電開發有限公司總經理,做過能源部、電力部等的核電部門負責人。近年來,他積極支持核能供暖小型堆示范和推廣。

今年3月,啟迪新核(北京)能源科技有限公司與內蒙古包頭裝備制造產業園區管委會簽訂包頭市核能供熱及核技術應用項目合作開發協議,與中核北方核燃料元件有限公司簽訂池式供熱堆項目合作意向書。王迎蘇看好包頭項目在很大程度上基于該項目選擇的是池式供熱堆技術路線,不僅造價較低,而且國際上已建成200多座池式堆,累計安全運行1萬堆年;同時,該項目位于合作方中核北方核燃料元件有限公司的廠區內,當地民眾對核能供暖安全性有更深刻認知,這樣既能為該項目提供豐富的燃料供給和科研技術支持及人才儲備,又可為項目順利實施奠定基礎。

啟迪新核總裁徐剛在接受本報專訪時表示,包頭項目采用該公司開發的“藍光熱井”池式堆,堆芯位于水池底部,在任何事故下,依賴反應堆固有負反饋特性可實現自動停堆;停堆后不需要采取任何余熱冷卻手段,1800噸水可確保20多天堆芯不會裸露。燃料包殼、堆水池深埋地下,其它設備布置在密封廠房等4道屏障,有效地隔離放射性。過濾廢水收集系統可收集萬一泄漏的放射性廢液,實現近“零排放”。地下反應堆具有優異的外部事件防護能力,可以切實消除大規模放射性釋放,無需廠外應急。

生態環境部核與輻射安全中心前副總工程師常向東肯定核堆供暖技術,特別是池式堆技術的安全性。但是,他同時指出,消除公眾對核技術的安全疑慮不容易,核電的發展初期也經歷過類似階段。包頭項目供熱堆選址定在了當地已有的核燃料制造廠內,巧妙地化解了社會接受度這一困難,雖然不具有普遍意義,但是有利于示范工程建設。

  深入探索呼喚標準

包頭池式堆項目被寄予厚望,但是在推進中,有關方面碰到缺乏相關標準和規范問題。啟迪新核副總經理、包頭項目經理王成鋼介紹說,包頭廠址的地震烈度較高,如按核電建設安全標準,在抗震設計上有較大難度。但業內專家認為,由于池式供熱堆結構相對簡單,固有安全性好,采取適當安全防護措施,就可保障安全。由于目前沒有針對小型池式供暖堆選址與項目建設的標準規范,項目的審批和建造面臨很大難度。

常向東強調,推出核供熱設施選址、設計、制造標準已迫在眉睫,項目開發建設部門、設計單位和相關職能部門特別是核安全監管部門需要進一步協調推進。他回顧中國核電發展歷程指出:“開始建核電站時,也面臨國內無標準可依的問題。標準是在實踐探索中逐步建立完善起來的。我們要尊重科技規律,實事求是,逐步制定、完善。”

“探索有效商業模式也很重要”,田力說:“供暖是民生工程,利潤本來就很低,再按照傳統核電的模式進行建設和運行管理,企業的財務成本高企。因此,我們要探索新的投融資模式,比如推進項目股東多元化、PPP模式等,保障合理收益,規避風險,培植產業。”

國家發改委、能源局、環保部等十部門共同制定的《北方地區冬季清潔取暖規劃(2017-2021年)》明確提出,安全發展低溫池堆供暖示范,為核能供暖的發展指明了方向,提供了有力的政策支持。相信在各方努力下,清潔高效的核能供暖進入億萬家庭將變成現實,不僅給人們在寒冬里送來溫熱,而且為節能減排、空氣污染治理和美麗中國建設做出應有的貢獻。

本文來源:人民網-人民日報海外版編輯:梁亞玲

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