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院士专家齐聚山东海阳 支招核能新技术应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-05-28  来源:大众日报  浏览次数:23
核心提示:来源:大众日报 编者按:5月11日上午,在山东海阳核电水热同产同送技术验证示范工程观摩研讨会上,中国工程
 来源:大众日报      

编者按:5月11日上午,在山东海阳核电“水热同产同送”技术验证示范工程观摩研讨会上,中国工程院院士、业内知名核能专家齐聚一堂,聚焦核能综合利用支招献策,提出了许多专业化、建设性的宝贵意见及建议。现集纳其精彩观点,以飨读者。

本报通讯员 马向阳 成亚光 蒋宏阳 张发东

本报记者 左丰岐

提升核能利用效率

拓展淡水资源供应

       随着城镇化建设带来的人口聚集和社会经济飞速发展,生产、生活和生态用水量持续增加,导致我国北方地区淡水资源愈发匮乏。在山东等沿海省份,充分利用丰富的海水资源,向海取水,通过海水淡化拓展水资源是解决该问题的重要手段。为同步解决北方沿海城市淡水资源缺乏、清洁取暖等民生问题,清华大学与山东核电有限公司等单位通力合作,共同研发建设了海阳核电“水热同产同送”科技示范工程,该工程于5月11日正式投运。

海阳核电“水热同产同送”科技示范工程利用核电机组抽汽和余热作为动力,驱动水热同产装置生产出95摄氏度的高温淡水,再通过一根管道输送到用户端,并在此进行水热分离,热量进入热力系统,放热后的淡水进入供水系统使用。通过这项技术,同步解决城市淡水需求与冬季居民清洁取暖需求。

“水热同产同送”过程中,所消耗的热量与城市供热所需热量相同,所以基本实现“零能耗”产水,并且是热法制水,产出的水是高品质的纯净水,可以满足居民生活用水、医疗用水、工业用水等多种用水需求。同时,该技术大幅降低海水淡化成本、装置成本和运行成本,延长了海水淡化的经济传输距离。

我国北方地区东部沿海在丹东到连云港长达1500公里的海岸线上,目前已建成装机容量约为8000万千瓦的核电和火电,相关规划数据显示,未来预计会有1亿千瓦的核电,若规模化配套“水热同产同送”技术,再加上跨季节蓄能,每年能够生产100亿吨的高品质淡水,同时为70亿平方米—100亿平方米的建筑供热,可同步解决沿海向内陆延伸150公里——200公里范围内生产生活用水及冬季供热供暖需求。这个范围覆盖了包括沈阳、大连、唐山、秦皇岛以及北京等大中型城市,为北方地区摆脱长期受水资源短缺制约,推动城市高质量发展、实现人民对美好生活的向往提供有力支撑。

海阳核电“水热同产同送”科技示范工程建成投运,是我国核能综合利用领域科研攻关的又一次重大突破,充分验证了该技术在提高能源效率方面的先进性和可行性,为提升核能利用效率、拓展淡水资源领域、解决我国北方城市清洁取暖等民生问题提供新方案、开辟新路径,具有重要示范与推广价值。

加快核能综合利用

助力能源绿色转型

聚焦“碳达峰、碳中和”战略目标实现,从能源行业来看,必须统筹规划、多措并举。要大力发展风能、太阳能等绿色低碳能源,着力提高能源利用效能,构建“清洁低碳、安全高效”的能源体系。从能源品类看,核能具有能量密度高、清洁低碳等优势,也是世界众多发达经济体长期以来的低碳能源选项。在过去的半个世纪中,核能在低碳电力发展中占有举足轻重的地位,降低了全球二氧化碳的排放增速,也在欧美等发达国家“碳达峰”过程中发挥了重要作用。目前,我国核能发电量占全社会发电量不到5%,与世界平均水平10%相比,仍存在较大的发展空间。

山东核电厂址资源丰富,技术起步较高,具有后发优势。在谋划山东核能发展时,要坚持发展与安全并重,采用最先进技术、最严格标准,积极有序发展核电。要充分认识到核能发电只是核能开发利用中的一个方面,在做好发电的同时,要统筹推进核能多元化综合利用,稳妥推进核能供热、海水淡化、制氢等产业项目发展,不断提升核能利用效率。

海阳核电“水热同产同送”项目具有良好的推广应用价值,为加快推进核能综合利用,助推能源结构绿色转型起到了良好的引领示范作用。特别是通过核能发电、制水、供暖多次梯级高效利用,大幅度提升了对核电机组低品位蒸汽热量的有效利用,极大提高了核能整体利用效率,为后续核能综合利用拓展了新思路,具有十分广阔的应用前景。

发展“产城结合”

实现能源多梯级高效利用

核电是绿色低碳清洁能源,在确保安全的前提下,如何实现对核能的高效利用,还有很大的发展空间。近年来,随着能源技术的不断突破和创新,核能综合利用日益成为推动能源高质量发展的重要引擎,越来越受到各方的高度关注和重视,成为今后的能源发展、结构调优的大趋势。海阳核电“水热同产同送”科技示范工程的投运,完全符合当今全球核能发展大趋势,是一次非常成功的探索与实践,起到了很好的引领和示范。

围绕我国提出2030年碳达峰、2060年碳中和的这个目标,在碳排放体量方面,最大的是工业,第二是交通,第三是与人民群众密切相关的城市居民社会用能。如何减少碳排放?首先要调整产业结构,其次要整合形成智能化、数字化的绿色交通,最后要打造绿色建筑。在打造绿色建筑方面,一方面要提高建筑节能防护水平,减少建筑能耗;另一方面要发展“产城结合”,即把工业、制造业、能源生产与城市生活紧密结合起来,实现能源的多梯级高效利用。海阳核电“水热同产同送”科技示范工程是一个很好的现例,为解决大区域“低碳”甚至“零碳”水热供给提供了新路径。

后续,核电企业应顺应用能方式和现代科学技术发展趋势,深入探索人工智能、数字经济在核能综合利用领域的应用,进一步推广海阳核电“水热同产同送”科技示范工程应用,为社会经济快速发展、能源结构绿色转型作出更大贡献。

向海要“淡水”

按下海水淡化“快进键”

淡水资源的匮乏已成为全球性的环境问题,地球上有77亿人口,人均每年占有7350立方米的水资源。中国是世界上13个贫水国之一,人均每年只占有2070立方米水资源,在全世界192个有水统计的国家和地区中排名第127位。此外,中国水资源分布南北差异大,总体上,北方水少地多,淡水缺乏尤为突出。

为解决水资源短缺问题,一方面要建设国家水网,把西南国际河流这些各大水系都串联起来,丰枯调节,余缺互补,形成国家“四横三纵”的总体水网构架。另一方面,各地方要因地制宜,基于区域地理环境和资源分布特点,多渠道拓展水资源。尤其是我国沿海缺水地区,要将海水淡化作为解决缺水问题的重要途径之一。

海阳核电“水热同产同送”科技示范工程将传统单独产热供热、单独制水供水两套系统合二为一,实现了在“零碳”供热的同时,“零能耗”制水,对于缓解清洁供暖与水资源紧缺等尖锐民生问题,具有重要现实意义。

水热同产,充分利用了核电机组抽汽热量以及原本排入大海的机组余热,通过多级闪蒸、多效蒸馏等工艺,生产出95℃高品质高温淡水,在有效提升能源利用效率的同时,减小了温排水导致的热污染。水热同送,创新使用一根水热同传管线替代常规三根(2热1水)管线,提高了能源及设施利用率,节约了国土资源特别是城市土地资源,可有效降低投资和运营成本,延长海水淡化的经济传输距离,把高品质淡水输送至胶东半岛等缺水地区,减少沿海缺水地区对引黄、引长的依赖。通过水热分离产生的淡水,电导率小于2微西门子每厘米,水质纯净,可满足居民生活用水、医疗用水、工业用水等多种用途需求;热量进入城市热力管网系统,满足建筑供热取暖需求。

从“碳达峰、碳中和”的角度来讲,海阳核电“水热同产同送”技术示范工程是生态优先、高质量发展的一个缩影与范例,为全国沿海缺水地区按下了海水淡化“快进键”。

共享技术优势

破解缺水难题

目前,水资源紧缺已成为我国北方地区经济社会发展的重要制约因素,比如京津冀地区经济发展迅速,水资源需求量持续增加,短缺矛盾日益突出。

解决水资源短缺有多种途径,如跨区域长距离调水、生产生活节水、循环利用水、海水淡化等。每种途径都存在相应的制约因素,比如跨区域长距离调水存在成本高、水质难控制、枯水期水量不足等问题,影响供水稳定性,因此必须因地制宜,综合施策。

对于山东等沿海地区来说,“水热同产同送”技术具有多方面优势。一是海水资源丰富,不受原料供应和自然条件影响,获取成本小、供应稳定;二是可以从增量上缓解水资源短缺问题。三是淡化水水质纯净,可作为高端用水,比如医药用水、高端饮用水、高端工业用水等。四是重复使用核能发电余热,实现制水、供热同步进行,相当于在当前“零碳”供热的基础上,不增加能耗,实现“零能耗”制水,有效提升了核能综合利用效率。

此外,我国北方地区冬季取暖主要以燃煤热电联产机组和区域锅炉为主,每年消耗超过4亿吨标准煤,大规模、高强度煤炭消费导致污染物和温室气体排放长期居高不下。为提高冬季取暖供热清洁化水平,改善大气环境质量和满足用户清洁供热取暖需求,在加快煤炭等传统能源清洁化利用的同时,迫切需要推进可再生能源、核能等清洁能源替代燃煤。

总体来看,“水热同产同送”技术具有系统性、战略性、长远性,巧妙为清洁供热、水资源短缺两个问题同时提供了经济、环保的解决方案。海阳核电“水热同产同送”科技示范工程为后续向青烟威地区长距离供热、输水做好了技术验证和经验积累,也为我国京津冀等北方地区破解缺水难题提供了一个示范样板,发展潜力大,未来前景广阔。

 

 
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