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    氣源緊張,煤改氣是否適合我國國情?

    發布時間:2018-08-02    瀏覽次數:198    文章來源:

    隨著我國城市化進程加快,以及“藍天工程行動”推進,北方地區清潔供暖正醞釀出巨大空間。近年來,我國核能供熱,尤其華北和東北地區的核能供熱項目,已經走進公眾視野。

     

    目前,山東、河北、吉林等省均有意選擇核能供暖。中核集團已針對北方地區清潔供暖需求,開發出“燕龍”泳池式低溫供熱堆,并與山東煙臺、吉林省簽署了相關項目合作協議。今年2月,國家能源局同意中廣核聯合清華大學開展國內首個核能供暖示范項目的前期工作,采用NHR200-II低溫供熱堆技術,在華北地區規劃建設我國首個小型核能供暖示范項目。

     

    核能供暖的經濟性、安全性到底如何?與“煤改電、煤改氣”相比,核能供熱有何優勢?未來,核能供暖模式可否在北方地區大規模推廣應用?

     

    核能供熱存在空間

     

    “目前,燃煤仍然是我國冬季供暖的主要熱源。”中國工程院院士、清華大學建筑節能研究中心主任江億說,“北方城鎮70%的房屋是集中供熱,其中,熱電聯產約占一半,剩下的一半是燃煤、燃氣、鍋爐房。”

     

    公開信息顯示,我國采暖范圍遍布17個省(區、市),占國土面積的60%以上,采暖人口達7億。目前我國主要的供熱方式為集中供熱和分散供熱,集中供熱每年消耗煤炭超過5億噸,供暖行業升級形勢嚴峻。

     

    自清潔取暖行動啟動以來,津京冀地區開始“煤改氣、煤改電”工程,以緩解冬季頻發的霧霾天氣。但鑒于我國天然氣資源稀缺的境況,在充分分析預估后,江億認為,讓天然氣充當主要的基礎供熱,并不適用于我國國情。

     

    相關數據顯示,目前我國天然氣消費量2130億平方米,其中自產1400億平方米,進口730億平方米,占國際天然氣貿易總量的7%。未來天然氣若占能源總使用量15%的目標,每年至少要進口4000億平方米,占國際天然氣貿易總量的40%。

     

    對此,江億說:“這會使天然氣‘坐地漲價’,若遭貿易戰夾擊,結果可想而知。”

    國家電網公司營銷部副主任徐阿元表示,“煤改電”也正在遭遇電網負擔加重、增容困難,電熱轉換率不高、浪費明顯,成本高、需要政府補貼等實際問題。

    供暖的現狀,促使業內研究、開發可利用可再生清潔能源的新路徑。

     

    江億認為,核能是城市清潔熱源的重要補充。“由于城市化進程加快,供應側本就不能滿足需求側。在熱源緊張的情況下,取消燃煤供熱及限制建設電廠使供需矛盾日益激化,這讓整個供熱產業處于兩難狀態。若采取核能供熱,對緩解熱源緊張、促進供熱熱源多元化具有重要意義。”

     

    經濟性有優勢

     

    據了解,核能供熱有兩種方式,一種為低溫核供熱,即單個模塊供熱能力在200MW左右,與400萬平方米供熱面積、10萬人口規模的城市或縣鎮相對應。另一種是核電熱電聯產,單臺1100Mwe機組供熱能力超過2000MW,供熱面積逾5000萬平方米,對應125萬人口規模的城市。

     

    江億認為,在我國持續推進清潔供暖的大形勢下,核能供熱經濟優勢明顯。“天然鍋爐初投資為300元/kW,運行成本為70元/GJ;深層地熱(取熱不取水型)初投資為8500元/kW,運行成本為20元/GJ;而低溫核供熱堆初投資為3250元/kW,運行成本為8元/GJ,折合40元/GJ。”

     

    此外,核能供熱還能有效調和北方地區熱電比矛盾:燃煤熱電聯產熱電比為1.3-2.5,燃氣熱電聯產熱電比為0.55-1,若采用核電熱電聯產,可增加源側供熱量,減少發電量。

     

    據了解,上世紀60年代,核能供熱就在歐洲誕生,瑞典原型核動力反應堆Agesta作為世界上第一個民用核能供熱的核電站,實現10年連續供熱。此后,俄羅斯、保加利亞、瑞士、羅馬尼亞等國也開始研發、建造核能供熱系統。截至目前,全球應用最廣泛的核能供熱方式為熱電聯產,約有近60座反應堆熱電聯供,占所有運行核電機組的10%左右,主要分布在東歐。

     

    目前,我國北方多地均為缺熱地區,包括中東部大城市、東北嚴寒地區諸多城市、內陸欠發達地區諸多城市、新疆局部地區以及各地區小縣鎮。江億表示,核能供熱戰略布局可有效解決不同地區特有問題。“比如,由于核電站能源效率高,建設沿海核電站可有效解決北方東部沿海大城市熱源緊缺問題;而低溫小堆有供熱時間長、成本低的特點,可解決嚴寒內陸地區清潔熱源不足的問題。”

     

    也有業內人士表示,我國目前并無建成使用的核能供熱項目,這種供暖方式的經濟性和真實運行情況,還需實踐檢驗。

     

    公眾接受仍要做工作

     

    對于核能供熱,除了經濟性外,安全性更被社會所關注。

     

    據了解,池式堆是世界上被廣泛應用的堆型,簡單、安全、造價低廉。在多年的運行實踐中,世界各國的池式堆都保持了良好的安全記錄。而基于我國池式堆幾十年的研究、設計、建造和運行經驗,以及部分低溫供熱試驗設施的運行數據,池式供熱堆技術路線可行。

     

    尤其是,近年來,隨著反應堆自然循環及遠距離輸熱技術的發展,核能供熱的安全性已大幅提高。目前,美國已有小型自然循環反應堆項目成功運行。運用自然循環技術后,反應堆能以較低富集度的鈾燃料運行,降低核擴散風險。

     

    隨著我國城市化進程加快,以及“藍天工程行動”推進,北方地區清潔供暖正醞釀出巨大空間。近年來,我國核能供熱,尤其華北和東北地區的核能供熱項目,已經走進公眾視野。

     

    目前,山東、河北、吉林等省均有意選擇核能供暖。中核集團已針對北方地區清潔供暖需求,開發出“燕龍”泳池式低溫供熱堆,并與山東煙臺、吉林省簽署了相關項目合作協議。今年2月,國家能源局同意中廣核聯合清華大學開展國內首個核能供暖示范項目的前期工作,采用NHR200-II低溫供熱堆技術,在華北地區規劃建設我國首個小型核能供暖示范項目。

     

    核能供暖的經濟性、安全性到底如何?與“煤改電、煤改氣”相比,核能供熱有何優勢?未來,核能供暖模式可否在北方地區大規模推廣應用?

     

    核能供熱存在空間

     

    “目前,燃煤仍然是我國冬季供暖的主要熱源。”中國工程院院士、清華大學建筑節能研究中心主任江億說,“北方城鎮70%的房屋是集中供熱,其中,熱電聯產約占一半,剩下的一半是燃煤、燃氣、鍋爐房。”

     

    公開信息顯示,我國采暖范圍遍布17個省(區、市),占國土面積的60%以上,采暖人口達7億。目前我國主要的供熱方式為集中供熱和分散供熱,集中供熱每年消耗煤炭超過5億噸,供暖行業升級形勢嚴峻。

     

    自清潔取暖行動啟動以來,津京冀地區開始“煤改氣、煤改電”工程,以緩解冬季頻發的霧霾天氣。但鑒于我國天然氣資源稀缺的境況,在充分分析預估后,江億認為,讓天然氣充當主要的基礎供熱,并不適用于我國國情。

     

    相關數據顯示,目前我國天然氣消費量2130億平方米,其中自產1400億平方米,進口730億平方米,占國際天然氣貿易總量的7%。未來天然氣若占能源總使用量15%的目標,每年至少要進口4000億平方米,占國際天然氣貿易總量的40%。

     

    對此,江億說:“這會使天然氣‘坐地漲價’,若遭貿易戰夾擊,結果可想而知。”國家電網公司營銷部副主任徐阿元表示,“煤改電”也正在遭遇電網負擔加重、增容困難,電熱轉換率不高、浪費明顯,成本高、需要政府補貼等實際問題。

     

    供暖的現狀,促使業內研究、開發可利用可再生清潔能源的新路徑。

     

    江億認為,核能是城市清潔熱源的重要補充。“由于城市化進程加快,供應側本就不能滿足需求側。在熱源緊張的情況下,取消燃煤供熱及限制建設電廠使供需矛盾日益激化,這讓整個供熱產業處于兩難狀態。若采取核能供熱,對緩解熱源緊張、促進供熱熱源多元化具有重要意義。”

     

    經濟性有優勢

     

    據了解,核能供熱有兩種方式,一種為低溫核供熱,即單個模塊供熱能力在200MW左右,與400萬平方米供熱面積、10萬人口規模的城市或縣鎮相對應。另一種是核電熱電聯產,單臺1100Mwe機組供熱能力超過2000MW,供熱面積逾5000萬平方米,對應125萬人口規模的城市。

     

    江億認為,在我國持續推進清潔供暖的大形勢下,核能供熱經濟優勢明顯。“天然鍋爐初投資為300元/kW,運行成本為70元/GJ;深層地熱(取熱不取水型)初投資為8500元/kW,運行成本為20元/GJ;而低溫核供熱堆初投資為3250元/kW,運行成本為8元/GJ,折合40元/GJ。”

     

    此外,核能供熱還能有效調和北方地區熱電比矛盾:燃煤熱電聯產熱電比為1.3-2.5,燃氣熱電聯產熱電比為0.55-1,若采用核電熱電聯產,可增加源側供熱量,減少發電量。

     

    據了解,上世紀60年代,核能供熱就在歐洲誕生,瑞典原型核動力反應堆Agesta作為世界上第一個民用核能供熱的核電站,實現10年連續供熱。此后,俄羅斯、保加利亞、瑞士、羅馬尼亞等國也開始研發、建造核能供熱系統。截至目前,全球應用最廣泛的核能供熱方式為熱電聯產,約有近60座反應堆熱電聯供,占所有運行核電機組的10%左右,主要分布在東歐。

     

    目前,我國北方多地均為缺熱地區,包括中東部大城市、東北嚴寒地區諸多城市、內陸欠發達地區諸多城市、新疆局部地區以及各地區小縣鎮。江億表示,核能供熱戰略布局可有效解決不同地區特有問題。“比如,由于核電站能源效率高,建設沿海核電站可有效解決北方東部沿海大城市熱源緊缺問題;而低溫小堆有供熱時間長、成本低的特點,可解決嚴寒內陸地區清潔熱源不足的問題。”

     

    也有業內人士表示,我國目前并無建成使用的核能供熱項目,這種供暖方式的經濟性和真實運行情況,還需實踐檢驗。

     

    公眾接受仍要做工作

     

    對于核能供熱,除了經濟性外,安全性更被社會所關注。

     

    據了解,池式堆是世界上被廣泛應用的堆型,簡單、安全、造價低廉。在多年的運行實踐中,世界各國的池式堆都保持了良好的安全記錄。而基于我國池式堆幾十年的研究、設計、建造和運行經驗,以及部分低溫供熱試驗設施的運行數據,池式供熱堆技術路線可行。

     

    尤其是,近年來,隨著反應堆自然循環及遠距離輸熱技術的發展,核能供熱的安全性已大幅提高。目前,美國已有小型自然循環反應堆項目成功運行。運用自然循環技術后,反應堆能以較低富集度的鈾燃料運行,降低核擴散風險。

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