中国自主知识产权的池式核能供暖堆结构和运行示意图。启迪新核供图
“一声呐喊，一声坚定发展核能的呐喊，在中国大地回荡。一个萌芽，一个新生核能经济的萌芽，在中国大地生长。”
这饱含激情的文字来自业界广为流传的《新核宣言》，它道出了中国核能专家攀登核科学高峰的决心，抒发了中国核能界产业报国的情怀。今天，中国民用核技术应用日益广泛，为改善国家能源结构，增进社会福祉不断作出新的更大的贡献。其中，除了在电力、医疗等领域大放异彩之外，核能有望取代传统燃煤，引发传统供暖领域的变革。
近日，本报采访调研组深入核能供暖科研和产业一线，除了实地探访开展城市供暖实验和演示的“49-2”核反应堆之外，还专访了数位业内专家，了解核能供暖技术的发展历史、现状，分析制约其应用的因素，探寻破解之道。
近40年磨砺 安全成熟
一则关于“全国首个核能商业供热项目正式投运”的新闻近来引起了广泛关注。据报道，山东海阳核电厂开始向周边70万平方米居住区供暖，“开启了中国核能综合利用新篇章”。对此，中国电力发展促进会核能分会副会长田力在接受本报采访时表示，这的确是中国核能供暖领域发展的一件大事，让人们更好地认识和接受核能在供暖领域中的应用。他同时指出，海阳核电厂供暖是利用热电联产实现的，有很大局限性。他解释说，这种核热电联产的供暖方式依赖核电站建设和运营，而核电站数量有限且远离人口聚集区，输送热损失较多，接入市政供暖管道等也面临诸多不利因素。与核电站热电联产供暖相比，专门用于供暖的小型核反应堆由于参数低，具有广泛适用性且可建在城市近郊，被视为核能供暖发展的主流方向。
在用于供暖的小反应堆的建设、运营方面，中国目前的技术发展水平如何？田力的回答是“非常成熟”。他说，核能供暖对很多人来说可能比较新鲜，但是对于业内来说，实在是老话题，中国已经进行了近40年技术积累，并且形成了多种技术路径。他介绍说，早在上世纪80年代，清华大学团队就成功利用池式研究堆实现向本校3幢面积1.6万余平方米的建筑物供暖。除了池式堆外，清华大学之后又走出另一条核能供暖反应堆技术路径即壳式堆，后来国内又研制出池壳混合堆。2015年，新核（北京）能源科技有限公司推出“蓝光热井”常压池式核能供暖系统。2017年11月，中国原子能科学研究院改造后的“49-2”池式堆进行城市供暖实验，取得圆满成功，充分验证了其可行性和安全性。中国核工业集团以此为契机发布了其主流产品400兆瓦的“燕龙”池式供热堆，作为基本热负荷的承担者，可以为约2000万平方米供暖，服务20万个家庭。
适应需求 强势回归
早在上世纪八九十年代，中国东北、华北等地多个城市有意向甚至列入计划采用核能供暖。然而，令人遗憾的是，由于种种非技术原因，这些意向或计划后来都没有变成现实，核能供暖话题慢慢冷下来，相关技术也渐渐淡出公众视野。
近年来，随着治理空气污染，打赢蓝天保卫战被放在日益突出的位置，传统上的燃煤锅炉作为北方冬春季空气污染主要来源，被替代的压力与日俱增。而天然气在中国是稀缺资源，大量依赖进口，“煤改气”供暖面临现实约束；在中国火电为主导的情况下，“煤改电”系统改造和用电成本较高，也无法解决碳排放和氮氧化物排放问题。人们把目光再次投向核能，核能供暖技术回归公众视野。
2017年，“49-2”池式堆进行城市供暖实验取得圆满成功，核能供暖领域日益活跃：2018年初，山东烟台市与中核集团就池式供热堆项目签订协议；2018年7月，黑龙江省政府与国家电投成立核能供暖产业联盟，旨在推动核能供热项目落地；2019年6月，山西大同市政府与启迪控股签约包括核能供暖在内的多个能源革命项目合作框架协议。
只听楼梯响，不见人下来。除了近日山东海阳核电热电联产模式成功实现商业运营之外，并没有传出任何关于小型堆供暖项目投入商业化运行的消息。核能供暖可谓好处多多，国内相关技术也很成熟，是什么原因导致出现上述局面呢？
田力作为《新核宣言》主要起草人之一，对发展核能供暖在内的中国核能事业满腔热情，他根据多年对该领域的观察和经验，对此问题给出了自己的答案。他认为大致有四个方面的原因：一是由于核能的特殊性，客户和公众因为缺乏了解或者不具备相关知识，对核能供暖有安全疑虑，而国际上发生的核安全事故特别是恶性核安全事故更加重了疑虑；二是业内围绕池式堆、壳式堆、池壳混合堆展开的技术路线之争在一定程度上造成了认识上的混乱，影响了客户和社会公众对核能供暖技术的评价和信心；三是壳式堆一度成为有关方面的主推技术路径，但是其建造成本高企，客户和投资方望而却步；四是由于没有池式供暖堆的相关标准和评审规范，有关方面不得不参照核电的标准进行选址和设计，造成包括项目选址等前期工作在内的诸多困难。
推进示范 谋求突破
总要有第一个吃螃蟹的。就目前来看，全国哪个地方最可能在核能供热堆示范项目落地上拔得头筹呢？“我觉得内蒙古包头可能性比较大。”中国电力发展促进会核能分会专委会秘书长王迎苏在接受本报采访时如是表示。作为清华大学核电专业科班出身的业内知名专家，王迎苏曾任华能核电开发有限公司总经理，做过能源部、电力部等的核电部门负责人。近年来，他积极支持核能供暖小型堆示范和推广。
今年3月，启迪新核（北京）能源科技有限公司与内蒙古包头装备制造产业园区管委会签订包头市核能供热及核技术应用项目合作开发协议，与中核北方核燃料元件有限公司签订池式供热堆项目合作意向书。王迎苏看好包头项目在很大程度上基于该项目选择的是池式供热堆技术路线，不仅造价较低，而且国际上已建成200多座池式堆，累计安全运行1万堆年；同时，该项目位于合作方中核北方核燃料元件有限公司的厂区内，当地民众对核能供暖安全性有更深刻认知，这样既能为该项目提供丰富的燃料供给和科研技术支持及人才储备，又可为项目顺利实施奠定基础。
启迪新核总裁徐刚在接受本报专访时表示，包头项目采用该公司开发的“蓝光热井”池式堆，堆芯位于水池底部，在任何事故下，依赖反应堆固有负反馈特性可实现自动停堆；停堆后不需要采取任何余热冷却手段，1800吨水可确保20多天堆芯不会裸露。燃料包壳、堆水池深埋地下，其它设备布置在密封厂房等4道屏障，有效地隔离放射性。过滤废水收集系统可收集万一泄漏的放射性废液，实现近“零排放”。地下反应堆具有优异的外部事件防护能力，可以切实消除大规模放射性释放，无需厂外应急。
生态环境部核与辐射安全中心前副总工程师常向东肯定核堆供暖技术，特别是池式堆技术的安全性。但是，他同时指出，消除公众对核技术的安全疑虑不容易，核电的发展初期也经历过类似阶段。包头项目供热堆选址定在了当地已有的核燃料制造厂内，巧妙地化解了社会接受度这一困难，虽然不具有普遍意义，但是有利于示范工程建设。
深入探索 呼唤标准
包头池式堆项目被寄予厚望，但是在推进中，有关方面碰到缺乏相关标准和规范问题。启迪新核副总经理、包头项目经理王成钢介绍说，包头厂址的地震烈度较高，如按核电建设安全标准，在抗震设计上有较大难度。但业内专家认为，由于池式供热堆结构相对简单，固有安全性好，采取适当安全防护措施，就可保障安全。由于目前没有针对小型池式供暖堆选址与项目建设的标准规范，项目的审批和建造面临很大难度。
常向东强调，推出核供热设施选址、设计、制造标准已迫在眉睫，项目开发建设部门、设计单位和相关职能部门特别是核安全监管部门需要进一步协调推进。他回顾中国核电发展历程指出：“开始建核电站时，也面临国内无标准可依的问题。标准是在实践探索中逐步建立完善起来的。我们要尊重科技规律，实事求是，逐步制定、完善。”
“探索有效商业模式也很重要”，田力说：“供暖是民生工程，利润本来就很低，再按照传统核电的模式进行建设和运行管理，企业的财务成本高企。因此，我们要探索新的投融资模式，比如推进项目股东多元化、PPP模式等，保障合理收益，规避风险，培植产业。”
国家发改委、能源局、环保部等十部门共同制定的《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》明确提出，安全发展低温池堆供暖示范，为核能供暖的发展指明了方向，提供了有力的政策支持。相信在各方努力下，清洁高效的核能供暖进入亿万家庭将变成现实，不仅给人们在寒冬里送来温热，而且为节能减排、空气污染治理和美丽中国建设做出应有的贡献。（田姬熔 张保淑）
《 人民日报海外版 》（ 2019年11月25日 第 09 版）
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