隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快以及“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”行動(dòng)的推進(jìn)，北方地區(qū)清潔供暖正醞釀出巨大的市場(chǎng)和技術(shù)空間。在這種背景下，核能供熱逐漸走進(jìn)公眾視野。

“小堆”漸成熱頻詞

作為一種重要的脫碳能源，核能的重要程度與其他低碳能源相當(dāng)，是一種被證明能夠提供穩(wěn)定電力和熱源的成熟技術(shù)。核能供熱是以核裂變產(chǎn)生的能量為熱源的城市集中供熱方式，是解決城市能源供應(yīng)、減輕運(yùn)輸壓力和消除燃煤環(huán)境污染的新途徑。

城市集中供熱所需溫度不高，現(xiàn)有的核能技術(shù)較易滿足要求。目前，正在發(fā)展中的有以下三種核能供熱方式：

城市集中供熱專用泳池式低溫供熱堆。這種核反應(yīng)堆為開口、常壓，可輸出100℃左右的熱水供城市使用。據(jù)初步估算，400兆瓦單堆工程可供熱面積為1500萬平方米，總投資約13.5億元，運(yùn)行壽命達(dá)60年。泳池式低溫供熱堆由于工作參數(shù)低、安全性好，因此適宜于建造在城市附近。

核熱電站。它和普通熱電站原理相似，只是用核反應(yīng)堆代替礦物燃料鍋爐。核熱電站反應(yīng)堆工作參數(shù)低，必須按照電站選址規(guī)程建在遠(yuǎn)離居民區(qū)的地點(diǎn)。

化學(xué)熱管遠(yuǎn)程核供熱系統(tǒng)。它利用高溫氣冷堆產(chǎn)生的900℃左右的高溫?zé)嵩矗M(jìn)行可逆反應(yīng)，并在常溫下通過管道送到用戶，在再生（甲烷化）裝置中產(chǎn)生逆反應(yīng)放出化學(xué)熱，供用戶使用。這種方法可將核熱送到遠(yuǎn)處，供大片地區(qū)使用。

近年來，由于在集中供暖或海水淡化方面的亮眼表現(xiàn)，小型模塊化反應(yīng)堆（Small Modular Reactors又稱小堆）正在引起越來越多的市場(chǎng)關(guān)注。小堆可以降低資金成本，為小型或離網(wǎng)系統(tǒng)提供電力和熱源，一些小堆的設(shè)計(jì)中還使用了非能動(dòng)安全系統(tǒng)，可以在發(fā)生事故時(shí)無需操作員，即可非能動(dòng)地導(dǎo)出余熱，因此安全系數(shù)也比較高。

核能復(fù)興的一小步

自從2011年福島核泄漏事故發(fā)生以來，世界范圍內(nèi)的核能發(fā)展普遍陷入低潮，任何新建核能項(xiàng)目，都需將公眾接受程度放在首位。而小堆由于安全性較高，正在成為各國(guó)“復(fù)興”核能的一個(gè)步驟。近年來，美國(guó)、俄羅斯、阿根廷等國(guó)都在積極部署小堆的建設(shè)。美國(guó)的小堆發(fā)展項(xiàng)目通過與核工業(yè)企業(yè)分?jǐn)偝杀荆瑏泶碳ば《鸭夹g(shù)的商業(yè)化進(jìn)程，最終目的是要取代不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的熱電廠。在俄羅斯，由核電巨頭Rosatom建造的一個(gè)浮式小堆項(xiàng)目也正出現(xiàn)在科拉灣海域，這種浮式項(xiàng)目在福島核事故之后獲得了意想不到的支持度，因?yàn)楹Ｋ梢员苊饫鋮s裝置的失靈，從而能夠抵御海嘯的沖擊。

我國(guó)也經(jīng)歷了2016、2017年兩年的核電項(xiàng)目“零核準(zhǔn)”，因此在產(chǎn)業(yè)層面，小堆供熱被視為核能多元化應(yīng)用的一個(gè)重要嘗試。國(guó)家“十三五”規(guī)劃提出支持戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加速開發(fā)新一代小型核動(dòng)力系統(tǒng)。《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，要適時(shí)啟動(dòng)智能小型堆等自主創(chuàng)新示范項(xiàng)目，推進(jìn)核能綜合利用。

在地方層面，京津冀地區(qū)作為我國(guó)對(duì)清潔熱能需求最為迫切的地區(qū)，近年來也在開展小堆供熱方面的探索和實(shí)踐。《環(huán)渤海地區(qū)合作發(fā)展綱要》提出，要積極推進(jìn)核能小型堆的布局工作；《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017～2021年）》明確指出，將研究探索核能供熱，推動(dòng)現(xiàn)役核電機(jī)組向周邊供熱，安全發(fā)展低溫泳池堆供暖示范。河北省能源“十三五”規(guī)劃也提出，“積極推進(jìn)核小堆建設(shè)，爭(zhēng)取列入國(guó)家首批示范工程”、“建設(shè)多用途、智能化核小堆示范項(xiàng)目”、“著力推進(jìn)智能微網(wǎng)和‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源、多能互補(bǔ)集成優(yōu)化、規(guī)模化儲(chǔ)能、風(fēng)光儲(chǔ)輸一體化、核小堆供熱、新能源開發(fā)利用等一批示范項(xiàng)目”、“加快核小堆項(xiàng)目前期工作，力爭(zhēng)國(guó)家首個(gè)示范項(xiàng)目落地我省”。

在小堆的安全性方面，從2013年開始，國(guó)家也陸續(xù)開展了小型核動(dòng)力堆法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)適用性研究、小型核動(dòng)力堆非居住區(qū)和規(guī)劃限制區(qū)的管理研究、小型核動(dòng)力堆嚴(yán)重事故和應(yīng)急準(zhǔn)備研究、小型核動(dòng)力堆設(shè)計(jì)安全要求等一系列專題研究工作。
在社會(huì)層面，與核能發(fā)展大環(huán)境一致，對(duì)于核能供熱，公眾最為關(guān)心的問題是放射性和安全性。據(jù)中國(guó)電力發(fā)展促進(jìn)會(huì)核能分會(huì)提供的數(shù)據(jù)，我國(guó)每年人均受到的核放射性低于煤炭。通過深入科普宣傳，讓公眾真正了解核能供熱技術(shù)的安全性，是核能供熱項(xiàng)目落地的首要前提。

示范性是關(guān)鍵

盡管擁有多種優(yōu)勢(shì)，小堆目前在世界范圍內(nèi)仍未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，其中最為核心的爭(zhēng)論多圍繞其經(jīng)濟(jì)性和安全性展開。

在經(jīng)濟(jì)性方面，如果從規(guī)模效益的角度來看，大型核反應(yīng)堆應(yīng)比小堆更具經(jīng)濟(jì)性。但是，越來越多的專家指出，規(guī)模效益在核工業(yè)領(lǐng)域并不成立，因?yàn)楹朔磻?yīng)堆的規(guī)模越大，其技術(shù)越復(fù)雜、建設(shè)的工期也越長(zhǎng)，這些都會(huì)抵消邊際成本的下降。而小堆由于建設(shè)周期短，可以更快地回收成本、實(shí)現(xiàn)盈利。以美國(guó)的Nuscale項(xiàng)目為例，這個(gè)項(xiàng)目包括12個(gè)小堆模塊，預(yù)計(jì)全部工期為51個(gè)月。但一個(gè)模塊建成之后即可馬上用于發(fā)電，其他模塊可以同期建設(shè)，如此一來大大縮短了全部工期，增強(qiáng)了工程的可控性，降低了財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。

在安全性方面，小堆更能顯示出其優(yōu)勢(shì)。近期《福布斯》雜志發(fā)表了的一篇文章題名為《當(dāng)小堆失靈的時(shí)候，你需要跑多遠(yuǎn)》，這篇文章援引美國(guó)原子能委員會(huì)的觀點(diǎn)認(rèn)為，小堆在安全性上有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)系統(tǒng)失靈的時(shí)候，你甚至可以站在一旁，靜觀其變。

在經(jīng)濟(jì)性和安全性都穩(wěn)定、可控的情況下，推廣小堆的關(guān)鍵在哪里呢？IEA發(fā)布的《2050核能技術(shù)路線圖》表示，關(guān)鍵在于示范效應(yīng)。要建立一個(gè)小堆市場(chǎng)，首要條件是供應(yīng)商在自己國(guó)家首先成功地建造第一座小型堆，然后其他國(guó)家才會(huì)考慮在本國(guó)推廣。這篇報(bào)告認(rèn)為，未來十年，只有各國(guó)政府和工業(yè)界通力合作，加快首座小堆原型的部署，以證明模塊化設(shè)計(jì)和建設(shè)的好處，才能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)小堆的市場(chǎng)潛力。

我國(guó)也不例外，小堆的第一步必須在政府和企業(yè)的共同主導(dǎo)下完成。河北省發(fā)改委與中廣核集團(tuán)曾于2017年7月20日和11月1日兩次聯(lián)合向國(guó)家能源局上報(bào)請(qǐng)示文，申請(qǐng)同意建設(shè)河北邢臺(tái)小型核供熱堆示范項(xiàng)目。2018年2月6日，國(guó)家能源局下發(fā)《關(guān)于北方地區(qū)冬季核能供暖座談會(huì)的會(huì)議紀(jì)要》，本次會(huì)議紀(jì)要可視為“路條”。2018年3月26日，核電小堆進(jìn)一步得到了國(guó)家能源局和廣核集團(tuán)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的共同首肯，相當(dāng)于“準(zhǔn)核準(zhǔn)”。邢臺(tái)核能供暖示范項(xiàng)目首臺(tái)機(jī)組計(jì)劃于2018年12月開工建設(shè)，單臺(tái)機(jī)組建設(shè)周期33個(gè)月，兩臺(tái)機(jī)組開工時(shí)間間隔6個(gè)月，2021年冬天供暖。項(xiàng)目廠址位于邢臺(tái)市邢臺(tái)縣會(huì)寧鄉(xiāng)中莊村，距離邢臺(tái)市最近邊界約13公里，距離中莊村約400米。

牽一發(fā)而動(dòng)全身

由于涉及到千千萬萬的工業(yè)和家庭用戶，因此供熱系統(tǒng)的改善是一個(gè)系統(tǒng)工程，小堆供熱的推廣，也將帶來一個(gè)多方重新角力的格局。

對(duì)熱電廠而言，熱電無法同時(shí)兼顧的特點(diǎn)導(dǎo)致熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行靈活性差，效率不高。我國(guó)小熱電經(jīng)過多年運(yùn)行，大多效益不佳，離開大電網(wǎng)的支持，難以為繼。核能供熱發(fā)展初期，能夠解決部分供熱問題，有效降低熱電聯(lián)產(chǎn)受供熱容量的約束程度，獲得更大發(fā)電空間，以最大效率運(yùn)行，有利于提高發(fā)電企業(yè)效益。

對(duì)于發(fā)電企業(yè)而言，當(dāng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用后，核能供熱會(huì)在一定程度上削弱由于供熱負(fù)荷的晝夜特性和季節(jié)特性帶來的電網(wǎng)供電負(fù)荷峰谷差。因此，調(diào)峰電廠在峰荷期間的出力有可能降低，對(duì)調(diào)峰電廠效益帶來一定影響。

核能供熱技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用后，有可能成為未來城市供熱的主要能源形式，因此，發(fā)電企業(yè)應(yīng)轉(zhuǎn)變企業(yè)發(fā)展模式，考慮有序退出熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，或進(jìn)行純凝機(jī)組改造。

核能供熱的廣泛應(yīng)用，還將改變電網(wǎng)負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特征。核能供熱服務(wù)對(duì)象為冬季居民供暖和工業(yè)熱力用戶，這兩種負(fù)荷呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)特性和晝夜特性，并且占比較高。核能供熱的發(fā)展必然在一定程度上取代電力供熱負(fù)荷，從而改變電網(wǎng)企業(yè)供電負(fù)荷特性。

然而，多年來形成的固有調(diào)度模式僅適用于傳統(tǒng)負(fù)荷特性，對(duì)于核能供熱造成的負(fù)荷特性變化，傳統(tǒng)調(diào)度模型已經(jīng)無法保證電網(wǎng)安全高效運(yùn)行，這就要求電網(wǎng)調(diào)度依據(jù)新的負(fù)荷特性制定相應(yīng)的調(diào)度策略，以保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。