2020年9月,習(xí)近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上的講話提出,“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。而核電作為安全高效的清潔能源,是有效減少煤炭消耗,是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要路徑。下面一起來(lái)看看,煙臺(tái)是如何依托核能產(chǎn)業(yè)的條件和優(yōu)勢(shì),助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
一、前沿技術(shù)
在煙臺(tái),核能的應(yīng)用從發(fā)電出發(fā),又不止于發(fā)電,煙臺(tái)充分探索核能的綜合利用,開(kāi)辟了“核能供暖”、“海水淡化”、“核能+氫能”等多個(gè)核能利用項(xiàng)目,而這背后離不開(kāi)最初對(duì)于核電技術(shù)的探索和創(chuàng)新。
海陽(yáng)核電作為我國(guó)首批AP1000自主化依托工程,挑起了第三代核電技術(shù)引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新的大梁。而AP1000核電技術(shù), 是一種先進(jìn)的非能動(dòng)型壓水堆核電技術(shù),用鈾制成的核燃料在“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能,再用處于高壓下的水把熱能帶出,在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽,蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn),電就源源不斷地產(chǎn)生出來(lái)。AP1000不僅設(shè)計(jì)簡(jiǎn)練,易于操作,而且充分利用了諸多“非能動(dòng)的安全體系”,提高了核電站的安全性,顯著降低核電機(jī)組建設(shè)以及長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的成本!
二、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
核能作為安全高效的清潔能源,它不僅能用來(lái)發(fā)電,還可以進(jìn)行供熱,海水淡化,制氫等,其綜合利用將改變核能單一供電用途,將有效減少煤炭消耗,是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要路徑。
1.清潔的電
清潔能源產(chǎn)業(yè),煙臺(tái)先行一步。2018年10月,海陽(yáng)核電一期工程投入運(yùn)行,發(fā)出了全省第一度核電。而截止到2024年1月,國(guó)家電投海陽(yáng)核電1、2號(hào)機(jī)組實(shí)現(xiàn)商運(yùn)五周年,累計(jì)安全穩(wěn)定發(fā)電1043億度,可滿足一億居民一年的生活用電需求,成為世界首個(gè)發(fā)電量超1000億度的三代核電項(xiàng)目,同時(shí)還在為海陽(yáng)、乳山雙城40萬(wàn)居民供熱,創(chuàng)造了單一核電基地供熱能力世界紀(jì)錄。整個(gè)海陽(yáng)核電基地8臺(tái)機(jī)組全面建成后,年發(fā)電量約800億度,可滿足山東省居民約一年的生活用電,每年可減少原煤消耗約3420萬(wàn)噸,減排二氧化碳6400萬(wàn)噸,將有效改善區(qū)域能源結(jié)構(gòu)和區(qū)域生態(tài)環(huán)境,保障能源安全,推動(dòng)綠色發(fā)展。
2、零碳的暖
2023年11月25日,我國(guó)首個(gè)跨地級(jí)市核能供熱工程國(guó)家電投“暖核一號(hào)”三期核能供熱項(xiàng)目正式投運(yùn)。“暖核一號(hào)”在給海陽(yáng)供暖的同時(shí),供暖區(qū)域到達(dá)威海乳山,實(shí)現(xiàn)了零碳熱源的跨區(qū)域互通共享。可能在大多數(shù)人的印象中,核能最主要的應(yīng)用就是發(fā)電。但事實(shí)上,核電站的發(fā)電原理與火電相似。通俗地講,可以理解為“燒開(kāi)水”,在核能發(fā)電過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的熱。核裂變反應(yīng)發(fā)生后,產(chǎn)生的巨大熱量使水溫快速升高,這種可用于發(fā)電的能量屬于“高級(jí)能量”。發(fā)過(guò)部分電的水蒸氣還是“溫暖”的,為“中級(jí)能量”,而核能供熱就是利用這部分“中級(jí)能量”。
而“暖核一號(hào)”核能供熱二期工程,每個(gè)供暖季需要向外釋放200萬(wàn)吉焦的清潔熱能,其中,150萬(wàn)吉焦按照傳統(tǒng)方式是要廢棄掉的。而核能供暖,很好地將這部分余熱進(jìn)行利用,充分發(fā)揮了核能的綜合利用價(jià)值!
3、純凈的水
在山東省海陽(yáng)市,核電站除了為城市供電供熱,還“投身”于海水淡化,已實(shí)現(xiàn)淡水資源和熱資源的聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供,這為解決我國(guó)北方城市清潔取暖和淡水需求提供了新的方案選擇,也為利用核能應(yīng)對(duì)氣候變化開(kāi)辟了新的路徑。
2020年11月,海陽(yáng)核電建成投運(yùn)世界首個(gè)水熱同傳實(shí)踐項(xiàng)目,首次實(shí)現(xiàn)了供熱和供水的跨界組合。2021年5月,與清華大學(xué)合作建成世界首個(gè)“水熱同產(chǎn)同傳”試驗(yàn)工程,可以將海水直接變成95℃的高溫高品質(zhì)淡水,首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)核能進(jìn)行先發(fā)電、后制水、再供暖的三級(jí)高效利用,在“零碳”供熱的同時(shí)“零能耗”制水。
4、綠色的氫
核能不僅可以供電、供暖、還能用于二次能源的制造,核能制氫技術(shù)也在積極發(fā)揮作用。山東核電研究實(shí)施“核能+氫能”耦合發(fā)展的新產(chǎn)業(yè),依托核電廠建設(shè)大型清潔能源制氫基地。同時(shí),“核能+”工業(yè)供汽、大型水儲(chǔ)熱、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等項(xiàng)目已納入核能綜合利用研究規(guī)劃,以核能為主的多能融合體系美好愿景正在逐步變成現(xiàn)實(shí)。
三、生態(tài)營(yíng)造
核能的綜合應(yīng)用,不僅為百姓的生活帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上、生活上的切實(shí)便利,也在默默改善人們周圍的生態(tài)環(huán)境,為我們提供一個(gè)更藍(lán)的天,更綠的水,更優(yōu)美的環(huán)境。
國(guó)家電投海陽(yáng)核電,一期工程兩臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)后,年發(fā)電約200億千瓦時(shí),與同等規(guī)模的燃煤電廠相比,每年約節(jié)省燃煤855萬(wàn)噸,約減排二氧化碳1600萬(wàn)噸、二氧化硫5.2萬(wàn)噸、氮氧化物4.5萬(wàn)噸,相當(dāng)于造林44萬(wàn)公頃環(huán)境效益,環(huán)境效益顯著。
國(guó)家電投“暖核一號(hào)”海陽(yáng)核能供熱項(xiàng)目首個(gè)供暖季對(duì)外提供清潔熱量200萬(wàn)吉焦,同比核能供熱前,節(jié)約原煤消耗18萬(wàn)噸,減排二氧化碳33萬(wàn)噸、氮氧化物2021噸、二氧化硫2138噸、煙塵1243噸,供暖季空氣中PM2s下降了16%,天氣優(yōu)良率上升了17%,明顯提升了區(qū)域供暖季空氣質(zhì)量,減少向環(huán)境排放熱量150萬(wàn)吉焦,2攝氏度海洋溫升面積縮減了25公頃,有效改善了周邊海洋生態(tài)環(huán)境,為我國(guó)核電基地海洋生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供了新示范。
未來(lái),相信煙臺(tái)能夠持續(xù)提高核能的綜合應(yīng)用價(jià)值,放大核能清潔低碳效應(yīng),為構(gòu)建新型能源體系、實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)注入“核能”力量。
作者:王笑