核能综合利用研究现状与展望-第3页-北极星核电网

投稿

我要投稿

我国 60% 以上的地区、50% 以上的人口需要冬季供热。目前的供热方式主要为集中供热和分布式供热；其中，集中供热主要来自于燃煤热电联产或者燃煤锅炉，每年需要消耗 5 亿吨煤炭。为了缓解用煤导致的严重环境污染和雾霾天气，我国部分地区率先开始“煤改气”“煤改电”的工程，但这也导致了天然气资源稀缺、电网负担加重等困难。

核能作为清洁能源，在未来会成为重要的供热资源。核能供热的一大优势就是低碳、清洁、规模化。以一座 400 MW 的供热堆为例，每年可替代 32 万吨燃煤或 1.6 亿立方米燃气，与燃煤供热相比，可减少排放二氧化碳 64 万吨、二氧化硫 5 000 吨、氮氧化物 1 600 吨、烟尘颗粒物 5 000 吨。

目前核能供热主要有两种方式：低温核供热和核热电联产。20 世纪 80 年代，瑞典的核动力反应堆 Agesta 已经实现了连续供热，是世界上第一个民用核能供热核电站的示范。此后，俄罗斯、保加利亚、瑞士等国也开始研发、建造核能供热系统。我国于 20 世纪 80 年代也开始了核能供热反应堆的研发；1983 年，清华大学在池式研究堆上实现我国首次核能低温供热实验。

经过多年的研究和发展，在低温核供热技术层面已经逐渐形成了池式供热堆和壳式供热堆两种主流类型。池式供热堆以游泳池实验堆为原型，壳式供热堆由目前主流压水堆核电站技术演进而来。核热电联产的最大优势是节能，实现了能源资源的优化配置，热电联产的综合能源利用率可以达到 80%，具有较高的综合能源利用率；其缺点是热电不能同时兼顾，因此需要同核供热协同形成优势互补。

近年，核能供热产业在国内获得极大的关注。2017 年，由国家发改委、国家能源局、环保部等十部门共同制定的《北方地区冬季清洁取暖规划（2017—2021 年）》就明确提出，研究探索核能供热，推动现役核电机组向周边供热，安全发展供暖示范。中核集团推出了“燕龙”泳池式低温供热堆，中广核集团和清华大学推出了壳式低温供热堆，国家电投提出了微压供热堆，上述核能供热试点目前已经在黑龙江、吉林、辽宁、河北、山东、宁夏、青海等多个省区开展了相关厂址普选和产业推广工作。

核能供热战略布局可以有效解决我国北方多地的缺热情况。另外，引入大温差长途输热技术后，我国核能供热将不再受困于远距离输热的限制，核反应堆因此可以安置在核安全距离以外，并为城市提供安全、稳定的热能。

核能高温工艺热利用

合成氨、煤气化和甲烷蒸气重整等化工过程都需要 700℃ 以上的高温热，这些传统化工行业的能耗巨大，而对于合成氨、煤液化以及石油裂解产物（如乙烯）的需求正在逐渐增长。面对越来越严苛的碳排放要求以及传统能源资源的日益匮乏，探索新的工业能源供给和耦合十分重要。如果能够直接利用反应堆产生的高温热，可以实现节能 30% 左右，在降低能源消耗总量的同时，提高了核能的经济性。

以熔盐堆为代表的第四代核反应堆，其出口温度可以达到 700℃ 以上。未来可使用反应堆产生的热可直接作为工业生产过程的热源，用于天然气的蒸汽重整、煤的气化和液化、合成氨、乙烯生产等高耗能领域，而节约下来的化石燃料可以用作化工原料。

高温工艺热利用面临的一个重要挑战是安全防护及管理和许可问题，需要消除管理者和公众对于核能和化工耦合利用的担忧；同时，对于不同类型的工艺热利用，需要执行新的管理规定，申请新的许可。

展望

2019年5月在日本召开的第27届国际核工程大会（ICONE27）核能-可再生能源复合能源系统分会上，与会科学家提出基于先进核能系统，结合核能综合利用技术，打通核能和可再生能源的壁垒，构建面向未来的多能融合新能源体系。

面对未来的能源低碳化需求，核能和可再生能源是实现零碳排放的重要途径。可再生能源具有资源丰富、清洁、可再生等优点，但是可再生能源的波动性或间歇性导致其与目前的电网基础设施缺乏良好的兼容性，大规模使用时，需要提供稳定的基荷能源调控电力输出。核能由于其可持续、高效、可靠，是唯一能够提供可调度基荷电力的清洁能源。因而构建核能-可再生能源融合的复合能源系统（HES）是实现能源低碳清洁高效利用的重要解决方案。

对于第四代核能系统，可以通过熔盐传蓄热和高温制氢技术，将核能和可再生能源的优势充分发挥，协同利用。因此，需要从经济和能源安全的角度来评估各种清洁能源在全国乃至全球能源体系中的份额，制定合理的技术路线，开展多能融合的核能-可再生能源复合能源系统示范，并实现稳定运行。解决并克服这两种技术耦合使用时的问题，对于经济和社会的发展进步具有重要意义，也是目前核能综合利用发展的重要趋势。

当前，以华龙一号、AP1000、EPR 等为代表的第三代核能系统已经开始大规模商业应用，可满足当前和今后一段时期核电发展的基本需要。建议加快以熔盐堆为代表的第四代核能系统及相关的核能制氢、高温热利用等综合利用技术研发，充分调动国内相关研究机构和企业的优势力量，加大政策支持和投入保障力度，将相关任务列入国家科技重大专项，落实并建设核能制氢、核能供热等综合利用示范项目的建设。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

订阅北极星周刊，精彩内容不再错过！

特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创，转载需获授权。

阅读下一篇

山东省：打造海上风电、沿海核电和沿海LNG进口三大基地

核能查看更多>核能发电查看更多>核电站查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

核能综合利用研究现状与展望

山东省：打造海上风电、沿海核电和沿海LNG进口三大基地

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~