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        1. 小型堆将成核能综合利用“主力”
          来源:中国能源报 时间:2018-11-15 字体:[ ]

          日前,在山东烟台举办的“2018年核能产业链高峰论坛”上,业内人士就“核电综合利用与产业创新”话题展开了讨论。记者从参会的专家及业内人士处了解到,在国内外核能综合利用快速发展的背景下,小型堆的技术、产业化优势正在显现,加之受核能发展政策影响,小型堆即将成为现阶段我国核能综合利用的“主力军”。

          应用广空间大

          据了解,早在2000年,美国能源部就提出模块式小型堆概念,用于小火电替代或城市附近电、热、淡水、蒸汽联供。国际原子能机构也于2004年6月倡导成立“革新性小型核能装置”协作研究项目,主要致力于核能的区域供热、海水淡化、海洋能源开发等多用途利用。据国际原子能机构统计,截至2017年,全世界范围内正在研发56种致力于核能多用途综合利用的小型堆技术。

          小型堆的方兴未艾,加之世界能源增长需求放缓、全球大型核电站建设减弱,以及能源转型升级进入新阶段,各国对核能的多元化利用提出了更多路径。与会专家认为,核能系统除了主要应用于发电领域,还在制氢、海水淡化、区域供热等领域存在一定的市场空间和利用价值。但从目前目前除了发电,核能在其他领域的应用还相对较少。

          记者了解到,我国核能综合利用的“大门”正待开启。

          资料显示,在海水淡化方面,我国洪水泛滥、干旱缺水、水污染等问题并存,淡水利用的难度和需求加大;区域供热方面,我国北方供热面积已达130多亿平方米,且每年以5%-10%的速度递增,很多地区已面临热源紧缺;在制氢领域,氢储能、分布式发电、交通物流等均具有广阔前景。“核能的清洁、安全、经济与选址灵活等特性将在各个利用领域发挥重要作用。”与会专家表示。

          据中核台海清洁能源(山东)有限公司董事长兼总经理彭维介绍,核能要进一步发展多用途利用,小型堆更符合其要求。“大型核电站选址要求高,需远离城市和工业设施,且均用于纯发电,难以实现核能多用途利用。而小型核动力核燃料数量少,事故后衰变热度低,具有更高的固有安全性,可邻近城市布置,便于实现利用核能供热、蒸汽等多用途利用。”

          “小型化反应堆是'游戏改变者',它能够以高安全水平提供不同的核电联产解决方案。尤其新设计的小堆是供电、供汽、供热、海水淡化等多用途的集合体。”中国工程院院士叶奇蓁指出。

          多领域实践开启

          中核、中广核、国家电投在论坛讨论期间介绍了各自在小型堆综合利用领域的实践与设想,为核能的多用途综合利用提供了不同的思路。

          彭维介绍,中核集团小型堆综合利用目前主推ACP100。ACP100可从技术上做到零污染、零排放、零退役,以及取消场外应急干预的安全性。而且模块化、批量化、选址灵活的特性也使其具有较好的经济性。“ACP100S用于热电联供和供蒸汽,在经济上具有竞争力。”

          据记者了解,烟台市目前已落地“万华-ACP100S大型海上核动力浮动平台示范项目”,该项目将采用ACP100S核动力技术,结合船体平台,建设海上综合能源供给平台。平台可根据能源需求情况选择供蒸汽或采用热电联供、电水联供实现能源多用途。

          同时,中广核近年来也在核能海水淡化、区域供热、制氢等领域开展了实践。

          据中广核工程公司设备主管研发工程师阳珉磊介绍,核能区域供热未来主要应用方向是核电站抽汽供热和小型反应堆低温供热。中广核选址于华北的清洁核能供热项目NHR200-II已经启动,可实现热电水汽联供,而其采用ACPR50S的海上核动力平台也已开建。

          在海水淡化领域,中广核自2006年就开始了核电站大型海水淡化系统的设计,目前宁德核电站、红沿河核电站已建成海水淡化项目,陆丰核电站正在建设海水淡化系统。此外,其紧凑型小型堆ACPR50S也已开建。

          此外,国家电投的CAP200热电联产小型紧凑式压水堆将推进热电联供、旧小火电替代、海洋平台等示范项目。

          据国家电投上海核工院总体技术部高级工程师余建辉介绍,CAP200设计深化工作于今年2月底启动,目前已基本完成包括安全壳、辅助厂房总体布置优化等在内的专题论证工作并开展了内部评审。“后续将结合项目和厂址推荐情况,适时启动工程设计。”

          对于国家电投的供热堆,余建辉透露,若投资两台200MWt的一体化多功能供热堆,建成价约26亿元,建成价比投资约6500元/MWt。

          创新发展是关键

          对于小型堆未来综合利用的前景,不少专家也提出了建议。

          有专家指出,小型模块化反应堆在未来电力市场中将与新能源配合,在分布式电网和智能微网中发挥重要作用。而海水利用产业将朝着工程大型化、环境友好化、低能耗、低成本等方向发展。“这些海水淡化的发展方向有利于采用核能作为能源供应方式,未来核能海水淡化的发展前景可观。”有专家表示。而在核能制氢气领域,该专家认为,未来氢能经济有望取代化石能源经济,将被更多地应用到分布式能源及运输行业中,市场潜力巨大。

          然而,也有业内人士认为,尽管小型堆市场前景广阔,也开展了一些设计研究,但因开发进展缓慢、场址准备和部署延迟及经济等原因,目前还未能展示出大规模应用的实用性。

          叶奇蓁认为,目前小型模块化反应堆的一些进展大大提升了其竞争力和吸引力。“现在的小型反应堆运用非能动安全概念,并且工厂内模块化建造能力也已形成。另外'即插即用'概念的运用,使发电站可完全在工厂内建造,而后运到现场接入电网。这些进展都提升了小堆的竞争力。”

          叶奇蓁指出,小型堆想要获得长足稳定发展,就要切实满足市场需求,具有创新理念。“新的小型模块化反应堆必须是真正采用创新理念,绝对不是目前的第三代反应堆的缩小版。创新的设计可明显提升小型模块化反应堆在经济上的竞争力。”

          “与间歇性风电、太阳能发电、天然气发电和用于特定应用的柴油发电机相比,小型堆是有竞争力的。如果类似于'即插即用'、设计完全独立于安装地点的解决方案得到证实,小型堆就可以满足市场需求、从而为能源转型发挥作用。”叶奇蓁表示。

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