張靜

11月13日,海陽核電站廠區內的換熱首站( 景毅/ 攝)
入冬后,北方各城市的供暖如約而至。而山東省海陽市因為供暖方式的改變,近期引起社會關注。
11月9日,海陽市建成區供暖全部改由核能提供,供暖面積450萬平方米,惠及20萬居民。這個黃海之濱的小城,徹底告別燃煤取暖,一舉成為全國首個“零碳”供暖城市,市民每平方米取暖價格比往年還便宜了1元。
海陽市委常委、副市長張金富在接受媒體采訪時表示,核能供暖將大大改善大氣環境和海洋生態環境,是真正的生態工程,也為我國北方清潔供暖提供了全新的“海陽方案”。
在海陽旅游度假區亞沙村小區,居民刁文平家里溫度計顯示室內溫度為26℃,而當日氣象部門所預報的海陽當地最低氣溫為個位數。
“以前從沒接觸過核能供暖,還擔心溫度不穩定,用上了才發現比燒煤供暖溫度還高,每天都在25℃以上。”刁文平說。
從實施效果來看,海陽核能供暖基本實現“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、核電企業經營作貢獻、生態環保效益大提升”等多重效果。
事實上,海陽市民從2019年起,就開始享受核能供暖了。
2018年,山東省政府發布《山東省冬季清潔取暖規劃(2018-2022)》,積極推進核能取暖示范項目研究論證。
2019年11月9日,被國家能源局命名為“國家能源核能供熱商用示范工程”的“暖核一號”70萬㎡供熱項目正式投運。
經過兩個供暖季檢驗,居民用戶滿意度高,經濟社會效益良好。
2021年11月,“暖核一號”450萬㎡供熱項目投運,海陽核電一號機組取代了12臺燃煤鍋爐,成為世界上最大的熱電聯產機組。該項目每個供暖季節節約原煤10萬噸,減排二氧化碳18萬噸,相當于種植闊葉林1000公頃,同時將原本要排放到環境中的130萬吉焦余熱,提供給用戶取暖。海陽市就此成為全國首個“零碳”供暖城市。
核能供暖為何在海陽率先落地?這與山東省政府的力推及海陽當地的供暖基礎建設密不可分。
山東省能源局局長欒健透露,山東省將在“十四五”及未來一段時期,著力打造膠東半島千萬千瓦級核電基地,同步推進核能供暖等綜合利用,力爭到2030年,在運裝機規模達到1300萬千瓦以上,膠東半島具備條件的地區全部實現核能供暖。
海陽核能供熱項目在商業上、技術上、經濟上的探索,為黑龍江、吉林、遼寧等地小型模塊化供熱堆、大型熱電聯產核電項目提供了借鑒。
國家能源局副局長余兵表示,要將核能供暖作為構建北方地區清潔高效、多元供暖體系的一種全新選擇。
經過3年試點,海陽實現了核能供暖全覆蓋。如今,這一全新的取暖方式開始向周邊擴展。2021年8月發布的《山東省能源發展“十四五”規劃》指出,積極推進海陽核電向煙臺市區、青島即墨等地跨區域供熱。
何為核能供暖?
國家電投山東核電董事長吳放對核能供暖過程這樣解釋:主要是從核電機組二回路抽取蒸汽作為熱源,通過廠內換熱首站、廠外供熱企業換熱站進行多級換熱,最后經市政供熱管網將熱量傳遞至最終用戶。
“整個過程中,只發生了蒸汽加熱水和水加熱水兩個步驟,核電站與供暖用戶間有多道回路進行隔離;每個回路間只有熱量的傳遞,沒有水的交換,更不會有任何放射性物質進入用戶暖氣管道的可能;熱水也只在小區內封閉循環,與核電廠層層隔離,沒有任何接觸,十分安全。”吳放說。
“自發熱小火鍋”下面是加熱層,上面是食物層,經過物理隔絕,下面不可食用的導熱材料僅發揮加熱功能,不會與上面的食材接觸。與此類似,核能供暖的用戶接觸到的也是層層隔離后、十分安全的熱水,對人體沒有任何傷害。海陽前期70萬平方米核能供暖工程已經各方專家檢測論證,結論是用戶用水無任何放射性,與正常用水各類指標一致。
在打贏藍天保衛戰、助力碳達峰的大背景下,核能供暖走出了一條綠色供暖之路。
目前中國煤炭消耗中,電力行業占用大約一半,然后是鋼鐵水泥這樣的重工業,第三個重點領域就是每年冬季的供暖。
中國科學院院士王乃彥曾經指出,目前,我國采暖方面燃料使用仍以煤炭為主,每年煤炭消耗已超過5億噸,由此產生嚴重的空氣污染,尋找替代燃煤的新型清潔能源刻不容緩。
近些年,各地針對環保減排需求已經采取了一些有力措施,比如淘汰了小規模燃煤鍋爐,只留下規模效率高的鍋爐,部分地區以天然氣替代煤炭,這些舉措雖然沒有完全解決碳排放問題,但有效改善了空氣質量。此外,包括青島在內很多城市使用熱電廠產生的余熱來供暖,提高了熱電廠使用燃煤的能源效率。
但是,尋找新的綠色熱源,仍是北方所有熱力公司最為關切的問題。
國家發改委、國家能源局等10部門2017年聯合印發《北方地區冬季清潔取暖規劃(2017-2021)》,規劃明確提出,加強清潔供暖科技創新,研究探索核能供暖,推動現役核電機組向周邊供暖,安全發展低溫泳池堆供暖示范。
海陽前期70萬平方米核能供暖工程已經各方專家檢測論證,結論是用戶用水無任何放射性,與正常用水各類指標一致。
核能供暖有多環保?數字可以說明問題:一座200MW熱功率的核能供熱站,相比煤電,一年可減排煙塵3600噸、減排二氧化碳46萬噸、減排二氧化硫4000噸,減排氮氧化物1200噸、減排灰渣3.6萬噸;相比天然氣,一年可減排二氧化碳20萬噸、減排氮氧化物800噸。
更重要的是,使用核能供熱后既確保了節能減排,減少環境污染,又能保證用戶家中溫度持續穩定,不再因環保指標、鍋爐設備檢修等各種問題影響供熱。
核能供暖,核電項目投資建造成本和運維成本直接決定其是否可持續、可推廣。
能源供給層面看,中國工程院院士于俊崇曾認為:“中國有一定鈾的儲量,核能供暖一部分可以通過國內鈾的開采獲取,另一途徑可以從國際市場上購買,聯合國原子能機構估算過,現在國際上鈾儲量按現在核電發展速度可用100年,核能供熱原料方面是沒問題的。”
核能供暖項目一次性建設投資確實比較大,但后期運行成本遠低于燃煤鍋爐。

11月13日,海陽城區金陽海岸花園小區居民家中的實測溫度(景毅/攝)
王乃彥分析,核能供熱每年核燃料的運輸量約為煤量的十萬分之一,且使用壽命可達60至80年,是燃煤鍋爐的3至4倍。
從實施效果來看,海陽核能供暖基本實現“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、核電企業經營作貢獻、生態環保效益大提升”等多重效果。
2019年,海陽市海源能源有限公司將原有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。雖然付出了改造成本,但后期運維成本大大降低。
“以往冬季供暖,特別是遇到極寒天氣時,脫硫裝置、鍋爐等設備的故障率就會明顯升高。因為要搶修故障設備,工作人員加班幾乎是常態,時常要工作至深夜十一二點,不僅加重生產成本,也影響用戶體驗。”海陽市海源能源有限公司董事長趙新說,使用核能供熱后,不再使用原來的鍋爐及環保設備,以前需要9人一組三班倒的鍋爐房,變成了“無人值守”的換熱站,只需要進行常規巡視即可。
如此一來,節省了電費、維修保養費、環保支出及人力成本,有效降低了生產成本。以一個供熱季為例,海源能源在環保、用電、人工等方面的成本節省可達300萬元。相關統計數據還顯示,海陽核電供熱項目實施以后,海源能源全廠熱效率由36.69%提升為39.94%。
在膠東經濟圈一體化推動下,跨區域核能供暖或將率先在山東實現。
目前,單臺核電機組供熱3000萬平方米的科研工程正在推進,計劃于2022年開工,2023年投產,項目可覆蓋方圓130公里,可達煙臺、青島主城區。
早在2020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研。對青島、煙臺、威海這些城市來說,能否盡快實現核能供暖,不僅取決于核能熱源的建設,更取決于城市的整體供暖規劃。“跨區域供暖涉及市政規劃、管網鋪設、熱企銜接、費用核算等等一系列問題,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。”海陽供暖及管網企業的一些人士表示。