10月19日，由山東省發(fā)改委、煙臺(tái)市人民政府、中國(guó)核學(xué)會(huì)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)、中國(guó)能源報(bào)社主辦，煙臺(tái)市發(fā)改委、煙臺(tái)市新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)中心、煙臺(tái)眾創(chuàng)核電研發(fā)中心承辦的“2021碳達(dá)峰碳中和煙臺(tái)論壇”在山東省煙臺(tái)市國(guó)際博覽中心開幕。

綜合利用核能，助力山東實(shí)現(xiàn)零碳能源供應(yīng)

中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授江億

綜合利用核能，實(shí)現(xiàn)熱電水三聯(lián)供，對(duì)滿足山東半島電力、熱力和淡水供應(yīng)將發(fā)揮重要作用。

山東用電、用熱需求旺盛。一方面，火電裝機(jī)容量居全國(guó)首位，2019年，山東煤炭消費(fèi)總量達(dá)4.3億噸，發(fā)電消耗一半燃煤，且熱電機(jī)組裝機(jī)占火電總裝機(jī)的比例超過(guò)85%，20萬(wàn)千瓦以下小熱電機(jī)組占比超過(guò)30%，發(fā)電煤耗高、效率偏低，每年消耗約8300萬(wàn)噸燃煤;另一方面，山東集中供熱面積達(dá)20.5億平方米，其中青島、煙臺(tái)等城市供熱以燃煤鍋爐和小熱電為主，能耗高、污染大，碳排放量也大，加上大量燃煤小熱電同時(shí)為工業(yè)生產(chǎn)供熱，致使非電燃煤中約70%用于各類小鍋爐。

水資源短缺也是山東面臨的一大問(wèn)題，如果該問(wèn)題不解決，將無(wú)法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

因此，核能的全面開發(fā)、綜合利用可同時(shí)解決以上三大問(wèn)題，即利用核能水熱電三聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，以全面電氣化的電力替代燃煤、燃?xì)狻⑷加停粤闾紵嵩礉M足冬季建筑供熱和工業(yè)生產(chǎn)的熱量需求，以足夠的淡水資源確保安全可靠供水。

具體而言，核電機(jī)組運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量余熱，充分利用余熱，可進(jìn)行海水淡化并制備淡熱水，再通過(guò)單管“水熱同送”系統(tǒng)送到城市周邊;通過(guò)“水熱分離”裝置分離出熱量和常溫淡水，由此實(shí)現(xiàn)供水、供熱。目前，已建成的海陽(yáng)核電小型示范項(xiàng)目運(yùn)行效果良好，綜合效益顯現(xiàn)。

在供熱、供水的基礎(chǔ)上，再增加一套跨季節(jié)儲(chǔ)熱裝置，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全年連續(xù)運(yùn)行，性能將更佳。水熱聯(lián)產(chǎn)等裝置屬于高投資項(xiàng)目，一旦建成需長(zhǎng)期運(yùn)行，且核電裝置不希望季節(jié)性轉(zhuǎn)換，而需要連續(xù)運(yùn)行。因此，通過(guò)建設(shè)跨季節(jié)的蓄熱裝置，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)制水、產(chǎn)熱。屆時(shí)，春夏秋季熱量轉(zhuǎn)換到儲(chǔ)熱裝置，連續(xù)供應(yīng)常溫?zé)崴緞t由系統(tǒng)和儲(chǔ)熱裝置共同供熱，并供應(yīng)常溫?zé)崴?/p>

測(cè)算顯示，“1000MW機(jī)組+跨季節(jié)儲(chǔ)熱”全年連續(xù)運(yùn)行8000小時(shí)，能發(fā)電70億千瓦時(shí)，輸出熱量4500萬(wàn)GJ，可為1.5億平方米建筑供熱，并產(chǎn)生淡水1.5億噸/年。若有30臺(tái)這樣的機(jī)組，可滿足山東半島35億平方米建筑供熱、45億噸淡水供應(yīng)，并提供50%的電力。跨季節(jié)儲(chǔ)熱不僅使水熱聯(lián)產(chǎn)裝置、水熱同送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全年連續(xù)運(yùn)行，還能使核電通過(guò)改變抽氣量而改變發(fā)電量，從而具有一定的靈活性，不再需要供熱調(diào)峰熱源，可完全根據(jù)天氣決定供熱側(cè)熱量，提高供熱可靠性。

如前所述，綜合利用核能，實(shí)現(xiàn)熱電水三聯(lián)供，將對(duì)滿足山東半島電力、熱力和淡水供應(yīng)發(fā)揮重大作用，是實(shí)現(xiàn)山東半島零碳能源和可持續(xù)淡水供應(yīng)的重大舉措。要滿足山東半島熱、電、水需求，需要有0.3億千瓦裝機(jī)的核電。因此，建議在“十四五”期間做好整體規(guī)劃，為今后20年相關(guān)項(xiàng)目建設(shè)和改造提出“一張藍(lán)圖”，可先完成1-2個(gè)熱電水三聯(lián)供示范工程;到2045年，隨著核電項(xiàng)目陸續(xù)完成，再分期分片完成配套工程。