核能供熱產業化提速

余娜

擁有近三十年研究歷史的低溫核供熱技術再度進入公眾視野。但低溫核供熱項目的推廣恐怕不僅僅是技術問題，更重要的是體制和利益分配的交鋒。

剛剛結束的全國“兩會”上，河北省秦皇島市政協副主席、農工黨河北省委副主委霍興文提交了《關于在華北地區開展低溫核堆供熱試點示范的建議案》。“圍繞京津冀小城鎮示范供熱需求，應積極開展常壓小型核供熱堆供熱清潔能源應用示范，建議國家能源局積極推動常壓小型核供熱堆供熱技術在河北省的試點、示范。”議案中提出。

無獨有偶，全國政協委員、中國核工業建設集團公司董事長王壽君也在今年“兩會”的提案中建議，我國第四代核能技術已經發展到一定水平，安全性可以保障，完全能夠滿足城市的供熱需求，建議在規劃綱要的生態建設部分中加入核能供熱的內容。

近幾年，隨著供熱直接成本的逐漸上升，供熱價格與成本嚴重倒掛，不少地區的供熱行業長期處于虧損狀態，核能供熱的呼聲再次響起。

然而，此次能否“落地有聲”，或是依舊“束之高閣”？

技術路線演變

核能供熱的歷史最早可追溯至上世紀60年代。從70年代開始，前蘇聯、加拿大、德國、瑞士及法國等國家進行專門用于核供熱堆的研究與開發，主要涉及殼式和池式等技術路線。但到目前為止，世界上并沒有特別成功的商運先例。

2000年以前，殼式供熱堆先后在哈爾濱、長春（一汽）、吉化、大慶、沈陽開展工程預可行性研究。“殼式供熱堆是來源于前蘇聯的技術方案，前西德也曾作方案設計，但都放棄了研究。”一位不愿具名的核能專家向《能源》記者表示。“由于殼式低溫堆是由核電站技術變化而來，也產生了許多新問題。體積太大，只能船舶運輸，但是供熱站分布在城市各方，不具備運輸條件，推廣應用受到限制。”

然而，這些缺點并未影響“一體化、自然循環”的殼式供熱堆成為我國低溫核供熱堆的主要堆型。1984年，清華大學在原國防科工委等部委的支持下，確定了低溫核供熱堆技術方向是一體化自然循環殼式供熱堆堆型。

值得關注的是，在低溫核能供熱主要技術路線——殼式供熱堆的強勢推進下，另一核能供熱技術路線池式供熱堆的產業化之路卻一波三折。

1983年底，清華大學對2MW池式堆進行了技術改造，向工作區三幢面積16000余平方米的建筑物供暖一個冬季，開啟了我國首次核能供熱的工程試驗。到了九十年代初，清華大學和核二院先后為阜新、琿春、天津等地進行了120MW池式低溫核供熱站預可行性研究。

不同于殼式供熱堆，池式供熱堆技術的主要特點是將堆芯放在一個開口的深埋地下的鋼筋混凝土容器內，利用水層的靜壓力提高出口溫度，以滿足供熱需求。

2000年，以趙仁凱院士為組長，由核工業、核安全、城建和環保等部門組成的專家組，在向上級領導匯報的文件中，明確給出了對池式供熱堆的評估意見：“鋼筋混凝土深水池與殼式堆的鋼制壓力容器相比，其性能可靠，堅固耐久，沒有輻照損傷問題，建造容易、建造費用相對較低。”

但那時對于池式堆的研究并沒有持續下去。“究其原因一方面在于市場時機不夠成熟，當時環保與新能源政策遠差于現在，地方政府領導在最后一刻選擇放棄。”一位核能專家向《能源》記者分析，“另一方面，當時國家發改委、能源局及清華大學主要支持的是殼式堆，也導致池式堆未能獲得足夠的資金支持和政策支持。”

此外，重要技術設備不成熟也是原因之一。彼時的阜新項目由于放射性一回路的4個回路設計存在缺陷，板式熱換器廠家并未取得核級資質。

進入新世紀，新的核能供熱技術路線的研發層出不窮。

今年年初，中國電力發展促進會核能分會組織了“新核能源《低溫常壓井式核供熱堆技術方案》專家論證研討會”。據悉，此次推出創新設計的“低溫常壓井式核供熱堆”技術方案更強調滿足城市熱網的供熱特點，核熱源與城市熱網的匹配問題。根據公開信息，與會專家一致認為該技術方案是一份全面、完整并有一定工作基礎的核供熱堆“概念性”設計文件。

“在碳減排、治霧霾、京津冀壓縮燃煤、天然氣供應緊張的嚴峻形勢下，為解決冬季集中供暖這一重要民生工程，過去30年討論過多次并推動未果的低溫供熱堆技術現在迎來了新的機遇。”中國電力發展促進會核能分會副會長田力對《能源》記者說，“應認識到核能除了發電，還可以用于集中供暖、工業供熱和海水淡化等領域。”

推廣核供熱技術不僅具有明顯社會效益，在經濟性上也具有較強競爭力。數據顯示，建設一座低溫核供熱站的投資，只相當于同等功率的核電廠1/3左右；而在遠離煤礦地區，使用低溫核供熱的成本比燒煤鍋爐供熱的成本要低。

產業化提速

當下，中國的低溫核供熱堆產業正面臨著新的歷史發展機遇。

業內專家認為，低溫核供熱堆屬于國內頂尖、國際領先的核能技術，經過多年的技術創新和推廣努力，尤以“一體化、自然循環”的殼式供熱堆為主導的核能供熱技術，已具備商業化和產業化條件。

“大慶、沈陽和煙臺養馬島三個項目，都是經歷過議項階段并率先拿到‘路條的。前兩個是核能供熱示范項目，養馬島是核能海水淡化，但都因為種種因素不了了之。”來自中核能源科技有限公司的孟東旺對《能源》記者分析，“業內也曾呼吁在哈爾濱建設我國首座核供熱工程示范堆，但一直未能落地。”

與此同時，隨著核電技術更新換代加快，模塊式小型壓水堆供熱近年來頗受關注，核電企業爭相推進可研和廠址選擇。加之，限于國家政策、公眾接受、市場需求、推廣模式、資金投入等因素，低溫核供熱堆逐漸淡出公眾視野。

轉機出現在2003年。在原國防科工委的支持和推動下，由中國核工業建設集團公司（中核建）與清華控股有限公司（清華大學）共同出資組建的核能高科技企業——中核能源科技有限公司（以下簡稱中核能源）應運而生。

2007年12月，中廣核對中核能源戰略注資，成為公司的第三方股東。

中核能源的成立，積極推動了我國具有自主知識產權的高溫氣冷堆、低溫核供熱堆兩大先進核能技術的產業化步伐，2003年，也因此成為低溫供熱堆產研與市場化的分水嶺。2003年之前，低溫核供熱堆的產業化以清華大學為主體；2003年之后，低溫核供熱堆的產業化則形成了以企業為主體、以市場為導向，產學研相結合的體制機制。

作為由產研向市場邁出的重要一步，吉林白山核供熱堆項目被寄予厚望。

2013年年初，中核能源與中電投電力工程公司簽署《吉林白山核供熱堆項目工程建設總承包聯合體協議書》。根據中國核建與中電投分別透露，吉林白山項目有望成為殼式一體化核供熱堆技術首個商業化示范項目；中電投將力爭在“十三五”期間實現核供熱堆首堆項目開工建設。

2015年4月，中核能源與中科華核電技術研究院、清華大學核研院在北京簽訂了《低溫核供熱堆產業化合作框架協議》和《河北低溫堆可研及初步設計階段技術服務合同》。這兩個協議的簽訂，標志著低溫核供熱堆產業化進入了實質性工作階段。

根據中國核建方面的公開資料顯示，該公司已經開發了NHR200-Ⅰ型和NHR200-Ⅱ型兩種型號的核供熱堆。NHR200-Ⅰ型供熱堆主要用于城市供熱、熱法海水淡化工藝，NHR200-Ⅱ型供熱堆主要用于工業蒸汽、熱膜混合海水淡化工藝。

至此，擁有近三十年研究歷史的低溫核供熱技術得以再度進入公眾視野。

“當前，低溫供熱堆推廣的最大壓力在于地方政府及公眾對核供熱的接受度，技術持有方與中央和地方能源、熱力主管部門的有效溝通需進一步加強，要做好有充分說服力、正確的論證報告。”上述專家向《能源》記者分析，“但是也應看到，低溫核供熱項目的推廣，勢必會觸動一些供熱企業的利益。尤其今后在北方推進的供熱改革，恐怕不僅僅是技術的問題，更重要的是體制和利益分配的交鋒。”