(⊙_⊙)每天一篇全球人文與地理微信公眾號：地球知識局NO.2348-東北核能暖氣作者：正則靈均校稿：朝乾 / 編輯：板栗說到集中供暖，北方的小

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每天一篇全球人文與地理

微信公眾號：地球知識局

NO.2348-東北核能暖氣

作者：正則靈均

校稿：朝乾 / 編輯：板栗

說到集中供暖，北方的小伙伴可能再熟悉不過了。在他們的記憶里，許多年前，很多家屬院都有自己的燃煤熱水鍋爐，給小區供暖。后來，國家為了節能環保，開始推行集中供暖，利用集中熱源通過熱網向周邊地區的企業、居民提供生產和生活用熱。

滾滾熱流涌向千家萬戶

給寒冷的冬日帶來如春天般的溫暖

（圖：圖蟲創意）▼

說到核電，許多小伙伴或許也不會太陌生。俯瞰我國像一張弓的大陸海岸線，分布于沿海八個省區的18個核電基地串珠成鏈，筑起了我國從核電大國向核電強國邁進的堅實底氣。

核能作為清潔的能源

在中國未來的能源版圖中具有舉足輕重的地位

（大陸商業運行中的核電廠分布）▼

可是，核電和集中供暖放在一起，或許會讓許多人覺得新奇。

核能可以用來供暖？

2022年11月1日，作為東北地區首個核能供暖項目，遼寧紅沿河核電站核能供暖示范項目正式投運供熱，為當地近兩萬居民提供冬季取暖保障。

紅沿河核電站是東北地區首座核電站，也是目前東北最大電力能源投資項目，共建設6臺核電機組，總裝機約671.3萬千瓦，是目前國內在運裝機容量最大的核電站。

紅沿河核電6號機組于今年6月式實現商業運行

隨著6號機組并網紅沿河核電站已成為世界第三大核電站

（紅沿河核電站 圖：http://en.cgnp.com.cn）▼

紅沿河核電站核能供暖示范項目規劃供熱面積24.24萬平方米，利用紅沿河核電站汽輪機抽汽作為熱源，替代紅沿河鎮原有的12個燃煤鍋爐房，新建一次管網近10公里、二次管網5.7公里，換熱站4座。

該項目投產后具有顯著的環保效益，每年可以減少標煤消耗5726噸，減排二氧化碳1.41萬噸、二氧化硫60余噸、灰渣2621噸。

紅沿河核電站給居民送溫暖的同時

也守護了紅沿河鎮的一片藍天

（核能供暖項目一次管網安裝現場 圖：http://china-nea.cn）▼

你也許會有“劉姥姥初入賽博坦”的感覺，進而衍生出“核能還能用來供熱？”“會不會暖氣里面的水輻射超標？”等疑問甚至擔憂。

畢竟在很多北方人的記憶里，熱源一般為熱電聯產的熱電廠、燃煤或燃氣供熱鍋爐、工業余熱等，和核電是八竿子打不著的。

在大多數人印象里，火力發電廠的大煙囪

才是冬季供暖的標配

（圖：圖蟲創意）▼

然而，核能供暖并不是一項新技術。20世紀60年代，瑞典原型核動力反應堆Agesta建成投運，成為世界上第一個民用核能供熱的核電站。

核能供暖拓展了核能應用的邊界

讓我們看見了核能更多的可能性

（Agesta 圖：Arvid Nilsson，AB Atomenergi）▼

此后，多國開始利用核能供暖，目前全球在運的400余臺核電機組中，有約十分之一已實現熱電聯供。

供熱行業市場空間有多大？

近年來，我國城市供熱行業規模穩步增長。據住建部、國家統計局數據顯示，2012-2021年，我國城市供熱總量從29.54億吉焦增長至近42億吉焦，年化增長率3.98%。

其中，蒸汽供熱總量從5.16億吉焦增至6.49億吉焦，年化增長率2.57%；熱水供熱總量從24.38億吉焦增至35.48億吉焦，年化增長率4.26%。

一些開始供暖的南方城市也貢獻了一些數據▼

隨著我國城市化進程的快速推進，全國集中供熱面積和供熱管道里程也在逐年增長。根據我國住建部相關統計數據，至2021年末，我國集中供熱面積已經達到106.03億平方米，近十年來年均增長8.28%。

供熱總面積的增長十分穩定

近似一條斜直線了▼

其中，山東和遼寧供熱面積均已超過10億平方米；我國集中供熱管道長度也已經達到了42.6萬公里（2020年），較2012年增長1.66倍。

在對追求美好生活動力的驅動下

這一數字還會繼續增長▼

早期，我國北方地區供暖主要采用分布式供暖方式，主要熱源是小型燃煤鍋爐，能源消耗高，供暖效率低，同時也沒有任何后處理裝置，污染比較嚴重。

為滿足節能減排、綠色環保要求，國家開始大力推動集中式供暖，用熱電聯產與大型供暖鍋爐作為熱源，逐步淘汰小型燃煤鍋爐。

在還是小鍋爐分散供暖的時候

這樣的煙囪隨處可見，冬天總是霧蒙蒙的

（公寓樓供熱系統 圖：圖蟲創意）▼

我們都知道，燃煤鍋爐參數越高，效率就越高。熱電聯產可以實現燃煤電站能量梯級利用，能源利用率更高，可以顯著降低能源消耗，不過也只能覆蓋到熱電廠周邊一定范圍的區域。

對那些附近沒有熱電廠的區域，則采取建設大型供暖鍋爐的方式進行供熱，把本來散燒的煤炭集中起來，參數高了、跑冒滴漏少了，自然能效也就上去了。因此，我國集中供暖依靠的一次能源也主要是煤炭。

不管是發電還是取暖現在還是很依賴煤炭

（“煤”它不行 圖：圖蟲創意）▼

隨著老百姓生活水平的提高，對供熱的需求也會逐步增加，我國城市供熱市場仍會維持較快的速度增長，有研究機構預測我國五年內供熱總量或將超過50億吉焦。

這就意味著，大概還有8億吉焦的增長空間。那么，這8億吉焦的增長靠什么頂上呢？

冬季供暖靠什么？

盡管煤是我國第一大一次能源，當下我們離不開煤炭、煤電，但是長遠來看，要實現碳中和，煤炭勢必會有一個減量的過程。

根據中央相關文件，在煤炭消費方面，我國將加快煤炭減量步伐，“十四五”時期嚴控煤炭消費增長，“十五五”時期逐步減少，逐步減少直至禁止煤炭散燒。

中國的減排承諾說到做到

這才是一個大國該有的擔當▼

煤電方面，將統籌煤電發展和保供調峰，嚴格控制新增煤電項目，新建機組煤耗標準達到國際先進水平，有序淘汰煤電落后產能，加快現役機組節能升級和靈活性改造，積極推進供熱改造，推動煤電向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型。

煤電作為基礎電源的地位現在還難以替代

清潔高效就是煤電的綠色轉型▼

因此，未來新增供暖中，優先級最靠前的可能是利用周圍燃煤電站的供熱改造，讓煤電機組在發電的同時，可以為周邊工業企業和居民提供熱能，最大程度推動能量梯級利用。

利用供熱改造的電廠還是能貢獻很多熱量的▼

天然氣作為較清潔低碳的化石能源，確實是個好東西，利用靈活、熱值高、污染少。也成了歐洲清潔低碳轉型的重要支撐能源。但此次俄烏沖突帶來的歐洲天然氣亂象，也讓我們更加深入地認識到“飯碗握在自己手里”的重要性。

歐洲寒冬已至

是要溫度還是要食物呢

（圖：壹圖網）▼

當前，我國天然氣對外依存度已經到了45%，如果新增的供暖需求一股腦都用燃氣發電或天然氣能源站來供應的話，氣從哪里來就會成為一個很緊迫的問題。一旦對外依存度過高，就很容易被人卡脖子，尤其是天然氣應用基本上涉及到我國生產生活的各個方面。

天然氣對外依存度與日俱增

尋找代替的能源就顯得更為重要了▼

近1/6的天然氣都用于發電與供熱了▼

關于冬季供暖能源問題，根據去年1月8日召開的國常會，“要堅持宜煤則煤、宜電則電、宜氣則氣，持續做好群眾取暖特別是北方地區取暖用能保障”。

也就是說，要盡量做好清潔低碳、成本可承受、資源可獲得之間的平衡。生物質清潔供暖、地熱供暖、低品位余熱供暖、核電余熱供暖都可以占得一席之地。

核電怎么供暖？

核能具有高效率和持久性強的特點。目前人類利用核能的途徑包括兩條：核裂變和核聚變。

核裂變已達到實用階段，軍事領域造出了原子彈，能源領域建造了眾多核電站。而核聚變雖然在軍事領域已造出了氫彈，但能源領域還處于科技攻關階段，尚未取得商業化成功。

核聚變釋放的能量比核裂變大太多

想控制它不搞破壞為己所用太難了

（氫彈爆炸如同滅世 圖：USDOE）▼

所以當前，核能發電主要是利用鈾-235的核裂變鏈式反應釋出大量的熱能，利用這些熱能將水變成水蒸氣，再利用水蒸氣推動汽輪機帶動發電機發電。

熱中子轟擊U-235原子后，會放出2到4個中子

中子再去撞擊其它鈾原子，從而形成鏈式反應而自發裂變

（圖：IAEA）▼

乍一看，似乎和煤電廠很類似，主要區別在于“鍋爐”不一樣：煤電廠的鍋爐就是燃煤鍋爐，而核電廠的“鍋爐”是核反應堆，專業的術語叫“核島”，是指安全殼及其內部全部的設備或系統。

核反應堆產能比鍋爐強很多

安全措施也和鍋爐也不是一個級別的

（圖：wiki）▼

這個“安全殼”由預應力鋼筋混凝土構成，還可以在預應力鋼筋混凝土安全殼內增加一層鋼制安全殼，這樣就甚至能承受商用飛機的高速撞擊。

無論是什么工程，安全總是最重要的

對于核電站來說，更是如此

（核島近景 圖：圖蟲創意）▼

堆芯是核島中的核心，主要由燃料組件及控制棒驅動系統組成。核裂變鏈式反應會放出海量的熱量，這些熱量會被堆芯中的水所吸收，通過一回路流經蒸汽發生器，將熱量交換給二回路中的水。

核裂變所釋放的熱量是十分驚人的

降溫是控制核反應的極其重要的環節

（堆芯設計圖 圖：wiki）▼

二回路以后的流程與煤電廠是一樣的，二回路中的水受熱轉化為一定參數的蒸汽，驅動汽輪機運轉，帶動發電機發電。

在這個過程中，一回路二回路的水是完全隔絕開的。為了安全起見，堆芯放置在鋼制壓力容器中，壓力容器、一回路管道、主泵及蒸汽發生器都放置在安全殼中。

危險因素都被安全殼給“鎖死了”

（圖：IAEA）▼

而核能供熱，主要是從核電機組二回路抽取蒸汽作為熱源，通過廠內換熱首站、廠外換熱站進行多級換熱，最后經市政供熱管網將熱量傳遞至最終用戶。其原理和煤電廠供熱一樣，都是余熱利用。

核電站與供熱用戶間有多道回路進行隔離，每個回路間只有熱量的傳遞，沒有水的交換，所以居民大可不必擔心輻射。

不僅零輻射而且還零碳

大家可放心使用

（圖：OECD）▼

在世界范圍內，核能供暖已經有了廣泛應用。從國內外核能供熱實踐看，核能供熱的安全性、可靠性也得到了證明。

安全可靠的核熱可不止供熱那么簡單

人類已經在想怎么從各種方面榨干核熱的價值了

(圖：IAEA）▼

即便是在我國，紅沿河核能供暖也不是我國在這個領域的首次嘗試。此前，山東海陽和浙江海鹽均已邁入“核能供暖時代”。

如2019年11月投運的如山東海陽核電廠的“暖核一號”供熱項目，讓海陽市成為了全國首個“零碳”供熱城市，實現了當地民眾、地方政府、熱力公司、核電企業以及生態環保的多方共贏。

就問什么時候能推廣吧

（山東海陽核電廠 圖：壹圖網）▼

盡管核電不是可再生能源，但和風電、光伏這些新能源比，核能在穩定性上具備較大優勢。隨著國家先立后破推動“雙碳”工作，核電作為清潔能源近年來受到越來越多的重視。

當前，我國在運核電機組裝機位居世界第三，共計53臺、5553萬千瓦（美國在運9471.8萬千瓦，位列第一；法國在運6137萬千瓦，位列第二）。

中國核電裝機容量增速雖時快時慢

但一直在保持增長▼

我國在建機組裝機容量全球第一，共計23臺、2419萬千瓦，至2025年，投運核電裝機將達到7000萬千瓦左右，超過法國成為全球核電裝機第二大國（當前法國在建機組僅有163萬千瓦左右）。

不過，當前我國核電滲透率仍存在提升空間。目前，核電發電量占我國總發電量的比重不足5%，盡管呈現逐年增加的趨勢，但仍低于新能源的占比，也顯著低于許多發達國家的水平。

現在的低占比也展示了核能發展的巨大潛力

中國核電未來可期▼

國家能源局在《2022年能源工作指導意見》中提出，組織實施《核能集中供熱及綜合利用試點方案》，推進核能綜合利用。而核能供熱就屬于核電的綜合利用的范疇內。

按照規劃，到2025年，我國核電運行裝機容量要達到7000萬千瓦左右。屆時，也將由更多城市感受到來自核能的溫暖。

數據來源：

1.國家統計局

2.住房和城鄉建設部：《2021年中國城市建設狀況公報》

3.世界核協會、

4.國際原子能機構

*本文內容為作者提供，不代表地球知識局立場

封面：壹圖網

據說地球人民都關注分享我局了(⊙v⊙)

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