核能利用多點(diǎn)發(fā)力助力“雙碳”目標(biāo)落地

■中能傳媒記者 白宇 吳慶齡 徐小舒/ 編輯 劉光林

核能助力國(guó)家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、核工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展助推國(guó)家能源安全、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略深入實(shí)施等，成為今年全國(guó)兩會(huì)期間的熱議話題。記者梳理發(fā)現(xiàn)，多位來(lái)自核電行業(yè)的全國(guó)人大代表及全國(guó)政協(xié)委員表示，核能作為安全、經(jīng)濟(jì)、高效的清潔能源對(duì)于貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局，引領(lǐng)全球在“后疫情時(shí)代”實(shí)現(xiàn)綠色、低碳發(fā)展，具有獨(dú)特作用和重要意義。

核能高質(zhì)量發(fā)展是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)重要手段

在今年全國(guó)兩會(huì)期間，“助力‘雙碳’目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)”已然成為能源行業(yè)熱度最高的話題。其中，核能作為安全、高效、穩(wěn)定、可大規(guī)模應(yīng)用的清潔能源，在“雙碳”目標(biāo)的背景下可發(fā)揮的作用也被廣泛關(guān)注。

“為了達(dá)到碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)，必須驅(qū)動(dòng)整個(gè)能源體系快速實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。核能作為一種安全、清潔、經(jīng)濟(jì)、可靠的能源，是構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的重要組成部分?！比珖?guó)政協(xié)委員、中核集團(tuán)科技質(zhì)量與信息化部主任錢天林表示，推動(dòng)核能高質(zhì)量發(fā)展，是我國(guó)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、應(yīng)對(duì)氣候變化的重要手段。

同時(shí)，“十四五”期間是碳達(dá)峰碳中和的關(guān)鍵期、窗口期，也是我國(guó)能源行業(yè)優(yōu)化發(fā)展結(jié)構(gòu)、提升發(fā)展質(zhì)量、轉(zhuǎn)換增長(zhǎng)動(dòng)能的攻堅(jiān)期。對(duì)此，全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)工程院院士羅琦表示，在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下，核電是重要的發(fā)展方向?！笆奈濉睍r(shí)期核電將有較大的發(fā)展空間，這也是人類終極能源的重要選項(xiàng)。

數(shù)據(jù)顯示，以我國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)“華龍一號(hào)”機(jī)組為例，每臺(tái)機(jī)組每年可發(fā)電近100 億千瓦時(shí)，能夠滿足中等發(fā)達(dá)國(guó)家100 萬(wàn)人口的年度生產(chǎn)和生活用電需求，相當(dāng)于每年減少標(biāo)準(zhǔn)煤消耗312 萬(wàn)噸、減少二氧化碳排放816萬(wàn)噸，相當(dāng)于植樹(shù)造林7000多萬(wàn)棵。

錢天林認(rèn)為，經(jīng)過(guò)30 余年的發(fā)展，我國(guó)已掌握“華龍一號(hào)”“國(guó)和一號(hào)”等具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)，核電技術(shù)水平和綜合實(shí)力已躋身世界前列。截至2021 年12 月31 日，我國(guó)運(yùn)行核電機(jī)組全年累計(jì)發(fā)電量為4071.41億千瓦時(shí)，占全國(guó)發(fā)電量的5.02%。核科技是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)的核心技術(shù)，是科技自立自強(qiáng)的國(guó)家名片。在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革處于重大突破口，全球能源產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈和創(chuàng)新鏈格局將深刻改變的關(guān)鍵時(shí)期，主要核電國(guó)家紛紛加大對(duì)先進(jìn)核能科技創(chuàng)新投入，重塑核能戰(zhàn)略地位。我國(guó)必須抓住核能發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期，有序推進(jìn)核電技術(shù)進(jìn)步和核能多用途利用，按照核能發(fā)展“三步走”（熱堆—快堆—聚變堆）戰(zhàn)略，不斷夯實(shí)和提高我國(guó)核能產(chǎn)業(yè)核心能力。

“不過(guò)，為推動(dòng)核能高質(zhì)量發(fā)展，助力‘雙碳’目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，仍需國(guó)家加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)?！卞X天林建議，“應(yīng)明確核電在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的基荷主力電源地位，穩(wěn)步提高核電在我國(guó)能源電力結(jié)構(gòu)中的比重，有力提升我國(guó)能源安全保障水平?！?/p>

以自主三代核電支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)

在今年全國(guó)兩會(huì)期間，以核能支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)以及與其他能源的耦合發(fā)展也成為代表委員熱議的話題。

全國(guó)人大代表、中核集團(tuán)戰(zhàn)略與管理咨詢委員會(huì)委員劉巍，全國(guó)政協(xié)委員、中核集團(tuán)首席專家、戰(zhàn)略與管理咨詢委員會(huì)委員王黎明共同建議，我國(guó)自主三代核電技術(shù)的比較優(yōu)勢(shì)和特性，與新型電力系統(tǒng)的基本要求相匹配。當(dāng)前，我國(guó)自主三代核電“華龍一號(hào)”全球首堆福清核電5號(hào)機(jī)組和海外首堆巴基斯坦卡拉奇核電2 號(hào)機(jī)組均已投運(yùn)，我國(guó)的三代核電技術(shù)水平已躋身世界前列；截至目前，投運(yùn)的“華龍一號(hào)”機(jī)組均運(yùn)行穩(wěn)定安全，運(yùn)行狀況良好，我國(guó)自主三代核電安全運(yùn)行有保障，產(chǎn)能充足；經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)擁有了充足的核電制造儲(chǔ)備，為我國(guó)三代核電規(guī)?；⑴炕ㄔO(shè)和助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

劉巍、王黎明建議，國(guó)家應(yīng)加快自主三代核電建設(shè)進(jìn)度安排，協(xié)調(diào)地方政府推動(dòng)核電廠址落實(shí)，2030年前每年新開(kāi)工建設(shè)百萬(wàn)千瓦級(jí)自主三代核電機(jī)組8 臺(tái)左右，保持我國(guó)核電平穩(wěn)持續(xù)發(fā)展，確保核科技工業(yè)體系的技術(shù)、資金、人才儲(chǔ)備，有力推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，并進(jìn)一步提升核電在未來(lái)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的地位和貢獻(xiàn)度，為保障能源供應(yīng)安全，落實(shí)“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略提供有力支撐。

同時(shí)，核電也將為大比例可再生能源上網(wǎng)提供必要支撐。部分專家表示，在“雙碳”背景下，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型的力度將進(jìn)一步加大。當(dāng)前，可再生能源開(kāi)發(fā)成本逐年降低，規(guī)模發(fā)展迅速，但在生產(chǎn)、上網(wǎng)、輸送、儲(chǔ)能等環(huán)節(jié)仍存在諸多技術(shù)瓶頸，如靜穩(wěn)天氣和晝夜變換等原因造成的風(fēng)、光間歇性和發(fā)電效率低等問(wèn)題仍難以解決，迫切需要穩(wěn)定的基荷電源支撐大比例可再生能源接入電網(wǎng)。核電運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、換料周期長(zhǎng)，適于承擔(dān)電網(wǎng)基本負(fù)荷及必要的負(fù)荷跟蹤。所以可以利用核能自身的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)同風(fēng)電、光伏等新能源的耦合，讓核能在綜合能源體系中發(fā)揮支撐作用，同光伏、風(fēng)電協(xié)同發(fā)展。

錢天林也表達(dá)了類似的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，核電在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占比越高越有利于整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全，越有利于電網(wǎng)對(duì)風(fēng)光等間歇性可再生能源的大比例消納。

除了與“風(fēng)光”同行外，核能也可與高耗能企業(yè)耦合發(fā)展。

全國(guó)政協(xié)常委、中國(guó)核學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)王壽君建議，高耗能企業(yè)面臨緊迫的碳約束。根據(jù)國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì)，在2019 年我國(guó)的碳排放總量中，化石能源燃燒排放占比達(dá)99.7%；源自電力和熱力生產(chǎn)過(guò)程排放的占比超過(guò)50%，工業(yè)占28%，兩者合計(jì)超過(guò)80%，能源電力行業(yè)是我國(guó)推動(dòng)碳減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。高耗能企業(yè)的用能需求主要集中在電、熱、氫等方面，一臺(tái)60 萬(wàn)千瓦的高溫堆年發(fā)電量可達(dá)40 億千瓦時(shí)以上，且電力供應(yīng)穩(wěn)定。當(dāng)前高溫堆出口溫度達(dá)到700～750 攝氏度，可以通過(guò)汽輪機(jī)抽汽，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，用于100～400 攝氏度不同參數(shù)的工業(yè)和民用供熱/供汽市場(chǎng)。

2021年12月20日，全球首座具有第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)特征的球床模塊式高溫氣冷堆在山東榮成首次并網(wǎng)發(fā)電。高溫堆的球形陶瓷燃料元件，能夠保證在溫度不超過(guò)1620 攝氏度的條件下，燃料元件保持完整，放射性裂變產(chǎn)物幾乎全部被阻留在燃料顆粒內(nèi)，從根本上消除了堆芯熔化和放射性物質(zhì)大量釋放的可能性，技術(shù)上無(wú)須場(chǎng)外應(yīng)急。憑借固有安全特性，高溫堆可以靠近城市負(fù)荷中心建設(shè)。

在此背景下，王壽君建議國(guó)家相關(guān)部委將高溫堆為石化、鋼鐵等高耗能企業(yè)綜合供能、供汽示范項(xiàng)目列為國(guó)家科技專項(xiàng)，開(kāi)展相關(guān)應(yīng)用研究和實(shí)踐工作，推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行政法規(guī)的完善。加大力度推動(dòng)相關(guān)企業(yè)的戰(zhàn)略協(xié)作，以穩(wěn)定的零碳能源支撐高耗能企業(yè)的可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展，助推國(guó)家碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并為全球高耗能企業(yè)脫碳提供新的商業(yè)模式和樣板。

推動(dòng)核能清潔供暖產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

隨著科技的發(fā)展，對(duì)于核能的利用已不僅僅局限于發(fā)電領(lǐng)域，據(jù)記者了解，目前核能供暖、供汽以及核醫(yī)療等也逐漸走進(jìn)公眾的視野。

如在今年2 月23 日，我國(guó)首個(gè)工業(yè)用途核能供汽工程在中核集團(tuán)田灣核電基地打下第一根樁基，成為中核集團(tuán)積極立足“三新一高”，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，在核能綜合利用領(lǐng)域開(kāi)展的又一積極探索，為優(yōu)化調(diào)整我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系作出了新示范。據(jù)悉，該項(xiàng)目建成后，每年供汽量可達(dá)480 萬(wàn)噸，可實(shí)現(xiàn)每年減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤40 萬(wàn)噸，等效減排二氧化碳107 萬(wàn)噸、二氧化硫184 噸、氮氧化物263噸。

另外，核能供暖對(duì)于公眾來(lái)說(shuō)已不是陌生詞匯，2017 年11 月28 日，中核集團(tuán)就正式發(fā)布了其自主研發(fā)的“燕龍”泳池式低溫供熱堆，可用來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)域供熱。隨后，在2021 年12 月3 日，由中核集團(tuán)秦山核電供熱的我國(guó)南方首個(gè)核能供熱示范工程（一期）正式投運(yùn)，供暖面積達(dá)46 萬(wàn)平方米，惠及近4000 戶居民。預(yù)計(jì)到“十四五”末項(xiàng)目全部建成，能夠滿足浙江省海鹽縣約400 萬(wàn)平方米的供暖需求。

全國(guó)人大代表，中核集團(tuán)總經(jīng)理、黨組副書(shū)記顧軍以及羅琦建議，核能在供熱技術(shù)方向的研究，在國(guó)內(nèi)已有30 多年歷史，在全球也早有應(yīng)用先例。目前，全世界400 余臺(tái)在運(yùn)核反應(yīng)堆中有超過(guò)十分之一的機(jī)組已實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供，且已累計(jì)安全運(yùn)行約1000 堆年，核能供暖技術(shù)已經(jīng)得到充分驗(yàn)證，包括俄羅斯、瑞典等國(guó)已普遍實(shí)現(xiàn)了核能供暖。與傳統(tǒng)熱源相比，核能供暖可以顯著減少污染排放，且保障供熱的安全性，有效改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，緩解日趨嚴(yán)重的能源供應(yīng)緊張問(wèn)題，對(duì)于保護(hù)環(huán)境、保護(hù)人民身體健康以及緩解燃煤運(yùn)輸壓力等具有積極意義，對(duì)我國(guó)盡快實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，我國(guó)2019 年底供暖總面積211億平方米，城鎮(zhèn)集中供暖面積141億平方米，98%以上采用燃煤供暖，按照一個(gè)供暖季每平方米排放64 千克二氧化碳測(cè)算，我國(guó)一年因供暖產(chǎn)生的碳排放就達(dá)到13.5億噸。我國(guó)北方地區(qū)冬季供暖面積逐年快速增長(zhǎng)，燃煤取暖面積約占總?cè)∨娣e的83%，每年需要消耗約4 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在此背景下，核能供暖的意義更加凸顯。

顧軍、羅琦均表示，“燕龍”泳池式低溫供熱堆是中核集團(tuán)在泳池式研究堆50 多年安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，針對(duì)北方城市供暖開(kāi)發(fā)的一種安全經(jīng)濟(jì)、綠色零碳的堆型，具有極高的固有安全性，節(jié)能減排效果顯著，與目前的燃煤取暖價(jià)格相當(dāng)，且不需要對(duì)城市輸熱管網(wǎng)進(jìn)行改造。

顧軍、羅琦共同建議，應(yīng)從國(guó)家層面推動(dòng)核能清潔供暖產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，從選址、設(shè)計(jì)、審批、監(jiān)管等方面完善法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系，在稅收、貸款利率、財(cái)政補(bǔ)貼等方面出臺(tái)配套扶持政策，推動(dòng)核能供暖項(xiàng)目盡快落地，保障核能綜合利用可持續(xù)發(fā)展。

“不過(guò)要發(fā)展核能供熱還需要公眾的支持，這也就需要我們做好科普宣傳，讓更多的公眾可以接受核能供熱。所以在技術(shù)上做好核能供熱準(zhǔn)備的同時(shí)，也要有足夠的耐心?！绷_琦表示。■