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国防科技工业杂志--积极发展核能供热,助力“蓝天保卫战”(1)
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2018-08-21 | 12422 次浏览 | 分享到:
核能作为一种安全高效、低碳清洁的能源,与煤炭等化石能源相比,不排放二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳和烟尘颗粒物,积极发展核能替代部分煤炭等化石能源...

       核能作为一种安全高效、低碳清洁的能源,与煤炭等化石能源相比,不排放二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳和烟尘颗粒物,积极发展核能替代部分煤炭等化石能源,可以减少污染物的排放,减缓地球温室效应,改善大气环境。

积极发展核能供热,助力“蓝天保卫战”


       由于我国广大的北方地区清洁取暖的比例低,特别是部分地区冬季大量使用散烧煤,大气污染物排放量大,导致大气污染物排放总量长期高位运行,空气中细颗粒物(PM2.5)浓度高居不下,雾霾天气日数多。我国目前北方地区冬季70%左右的城市空气质量达不到新的环境质量标准,雾霾天气频繁发生,对交通运输、人们日常生活、身体健康等均产生了严重影响,引起了社会公众广泛关注和强烈担忧。

       冬季燃煤取暖是造成北方城市群大气污染的重要因素

       我国北方地区的取暖供热热源以热电联产和区域锅炉房为主,取暖使用能源以燃煤为主。随着居民冬季供暖需求的增加,冬季空气污染随之加剧。据统计,截至2016年底,我国北方地区城乡建筑取暖总面积约206亿平方米,燃煤取暖面积约占总取暖面积的83%,天然气、电、地热能、生物质能、太阳能、工业余热等合计约占17%,取暖用煤年消耗约4亿吨标煤,排放的二氧化碳约为10.48亿吨,二氧化硫340万吨、氮氧化物296万吨,粉尘排放2.72亿吨。

       从地理气候条件来看,北方地区主要位于温带季风气候区,降水季节分配不均匀,冬季少雨,空气中更容易滞留漂浮颗粒物。北方昼夜温差较大,秋冬季时更易形成静稳天气,不利于污染物扩散。因其特殊的地理环境,加之静稳气象条件多发,污染物难以稀释和扩散,极易形成雾霾天气。

       北方地区人口占比大,面积约占全国的20%,人口约占全国的40%,战略地位突出,严重的大气污染对人民群众身体健康和生态安全构成了重大威胁,已成为今后一个时期迫切需要解决的突出环境问题,寻找代替燃煤锅炉的新型清洁能源,优化能源结构,解决大气污染形势迫切。

       发展核能供热是落实低碳清洁能源战略、解决北方地区大气污染的一条有效途径

       与传统热源相比,核能供热几乎不排放温室气体和传统意义上的污染物,是解决北方地区大气污染的有效途径。

       首先,核能供热技术已经成熟、并安全可靠。核能供热在国内外均有成熟的运行经验。1964年瑞典阿杰斯塔反应堆开始民用供热以来,全球共建设了200多座泳池式反应堆,积累了10000多堆年(反应堆正常运行一年)的安全运行实践。泳池式反应堆是一种成熟的技术,国内已建成10余座泳池式反应堆,累计安全运行近500堆年。2017 11 20-27日,中国原子能科学研究院通过对已运行53年的泳池式反应堆进行改造,成功为该院共计约 10000m2的两栋办公楼和一座厂房提供核能供热,并完成了168小时考验,效果良好并实现预期目标。

       其次,核能供热成本可控、价格具有竞争力。经过初步投资估算和财务分析,总投资约15亿元的单堆(400MWt)工程可供热面积约1000-2000万平方米,建设周期3年以内,运行寿期可到60年,且全部设备能够实现自主化。在全年5个月的采暖期内,供热价约40/GJ,与燃煤供热锅炉供热价和地热供热价相当,远低于80-100/GJ的燃气供热价格和约135/GJ的电供热价格。每年仅节约碳税和运输成本就达到3000万元。因此,核能供热具有较大的市场竞争力,可作为燃煤热电联产和集中供热的理想替代热源。

       再次,核能供热低碳清洁,社会效益显著。相对于化石能源供热,核能供热低碳、清洁,环保效益明显。一座400MW核能供热堆每年可替代32万吨燃煤或1.6亿立方米燃气,对比煤炭,可减少排放烟尘5000吨,减少灰渣5万吨,减少排放二氧化碳64万吨,减少排放二氧化硫5000吨,减少排放氮氧化物1600吨;对比天然气,可减少排放二氧化碳20万吨,减少排放氮氧化物800吨,减少烟尘排放31吨,而放射性物质排放仅为燃煤的2%左右。如能进一步统一核能供热堆的管网建设,做到冬季采暖、夏季供冷,则能带动核能供热和制冷等新兴产业发展,既能落实绿色低碳的能源发展战略,又可有效支撑城镇化建设,社会效益显著。

       积极推动核能供热发展,助力“蓝天保卫战”

       在中央财经领导小组第十四次会议上,习总书记强调:“推进北方地区冬季清洁取暖,关系北方地区广大群众温暖过冬,关系雾霾天能不能减少,是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。要按企业为主、政府推动、居民可承受的方针,宜气则气,宜电则电,尽可能利用清洁能源,加快提高清洁供暖比重。” 核能供热将有效改善我国能源结构,缓解日趋严重的能源供应紧张的局面,对于环境保护、保护人民身体健康以及缓解燃煤运输压力等意义重大。

       池式低温供热堆是经过小规模试验的合理可行的燃煤替代清洁能源,环保效益显著,与国内外其他核能供热技术方案比较,具有固有安全性高、系统可靠性好、运行稳定、操作简单等等诸多优势,在经济性上与热电联产具有可比性,并远远优于燃气,因此池式低温供热堆是应对碳减排和雾霾治理及环境改善问题的理想的供热替代能源,市场推广前景十分广阔。

       中核集团专门针对北方城市供暖需求开发了一种安全经济、绿色环保的堆型产品“燕龙”泳池式反应堆,该产品具备六个显著特点:一是固有安全性高,可切实消除大规模放射性释放,可贴近城市、靠近用户开展项目建设;二是运行无需大型水源要求、选址灵活,非常适合于在北方地区城市建造;三是放射性源项总量仅仅是百万千瓦级核电站放射性总量的1,反应堆“易退役”,厂址可恢复绿色复用;四是热网适应性好,能与城市现有供热管网实际需求与终端用户设备良好匹配,无需对现有用户侧的供暖设备进行改造和更换,供热距离可以达到30-50公里五是在经济性方面优于燃气供暖,与燃煤、热电联产相当;六是一次装料,可连续5个供暖季运行,不存在燃气供热面临的运输和气量不足问题。它的问世和推广,必须对于解决雾霾问题发挥积极的作用。