两会“核”声小百科高温气冷堆与核能多用途利用

  2023年3月5日，十四届全国人大一次会议召开；2023年3月4日，全国政协十四届一次会议召开。在这次全国两会中，来自中核集团的3名全国人大代表和5名全国政协委员参会，带来了属于核工业的两会“核”声。代表们和他们的提案中都涉及哪些核工业知识呢？让我们在两会“核”声小百科中为您一一解答。

  在这次全国两会中，有两位中核集团代表委员提出了因地制宜开展高温气冷堆核能多用途利用的建议。

  那么什么是高温气冷堆呢？多用途是用在哪呢？核能与石化产业耦合是怎么回事？核能的发电量又该怎么计算呢？让我们大家一起去了解一下吧。

  高温气冷堆是一种先进第四代核电堆型，具有固有安全性好、环境适应能力强、系统简单、绿色零碳、经济性高和用途广泛等特点，是保障国家能源安全、实现能源绿色转型的重要方法，也是匹配石化生产需求的最佳配置。2021年12月20日，全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。一年后的12月9日，山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程反应堆达到初始满功率，向实现商运又迈进了一步。

  近年来，在“碳中和碳达峰”背景下，核能综合利用业务不断拓展，并将按照每个客户需求提供核能供热、核能制氢、核能供汽、海水淡化、同位素生产、综合智慧能源等多种新服务。中国核电正全力以赴由“单一型”选手向“全能型”选手转变，推动全社会清洁低碳转型发展，助力建设美丽中国和健康中国。

  耦合其实常见于电学术语，指两个事物之间有一种相互作用、相互影响的关系，核能与石化产业耦合就是这两种产业间的互补，是核能商业化推广的具体实践。石化行业的能耗大多分布在于电、热、氢的需求，煤油气等化石能源既用作原材料投入，也用作燃料燃烧，燃烧过程往往伴随着大量的碳排放。正巧，这三种需求核能都能满足，因此寻求与核能深度合作，对于推进化工园区能源绿色转型发展，保障国家安全和能源安全，改善环境具备极其重大的战略意义。

  供电方面，核电是清洁、低碳、安全、高效的电源；供热/汽方面，核能更是具有优势。当前，我国压水堆核电站的热电转化效率只有35%左右，其余热量可完全通过回收作供热使用。当前我国核能供热已逐渐开始推广示范，2021年11月和12月，山东海阳与浙江海盐“一北一南”两个核能供热项目相继投运。供氢方面，高温气冷堆可为制氢工艺提供电能和热能而不释放温室气体。目前，主要能够最终靠高温气冷堆与三种工艺耦合制氢，即高温蒸汽电解（HTSE）、蒸汽甲烷重整（SMR）和硫碘（SI）循环。

  正如卢铁忠代表在采访中所说：“一台高温气冷堆能够给大家提供3600吨/小时高温蒸汽，或与热化学制氢工厂匹配，可满足180万吨钢/年的能量需求，相比同等规模的传统火电机组，每年可以减排二氧化碳342万吨，将其与石油化学工业、钢铁冶金等产业工艺耦合，将有效助力石油化学工业、钢铁冶金等产业在新发展格局下的高水平发展。”

  1991年，我国大陆第一座核电站秦山核电站建成投运。30多年来，我国核电在核电设计、建设、运营等方面积累了成熟技术和宝贵经验，自主三代核电“华龙一号”全球首批四台机组已全部按期建成投运，批量化建设正在快速推进。截至2022年12月底，中国在运核电机组55台（不含台湾地区），总装机容量为5699万千瓦，在建及核准核电机组23台。我国核电累计发电量已超过3万亿千瓦时，减排二氧化碳约25亿吨。

  但这些让人“不明觉厉”的数据具体代表了什么含义呢？让我们共同来看看吧。“装机容量”，全称“发电厂装机容量”，亦称“电站容量”，指发电系统实际安装的发电机组额定有效功率，单位为千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）等，能够理解为每小时能发多少电。年发电量是指该系统中所有发电机组全年实际发出的电能的总和，单位为千瓦时。而我们生活中常说的用电量“度”是指一个功率为1千瓦的用电器持续工作1小时消耗的电量，即1度=1千瓦时。所以这个数据其实是说我国已经发出超过3万亿度清洁的核电啦，是否很厉害呢！