中国科学院院士王乃彦:核能应在替代供暖燃煤锅炉中发挥关键作用

2018-05-16 09:23  浏览:  

我国于巴黎气候大会承诺,将于2030年达到二氧化碳排放峰值、非化石能源占比升至20%左右。

然而,当下我国北方每年采暖范围遍布17个省、市、自治区,采暖人口达7亿以上。而集中供热的热源仍以热电联产和区域锅炉房为主,使用的燃料也仍然以煤炭为主,每年供暖消耗煤炭已超过5亿吨,造成很大的汚染,能源结构和产业升级形势严峻。

面对城市热网对热源的旺盛需求和国家节能减排政策日趋严格的现状,各城市均需淘汰现有供热小锅炉,原有高污染、低效率热源也将逐步减少。

热负荷和热源的“一增一减”,导致城市规划供热缺口日益增大,寻找清洁替代能源已成燃眉之急。

核能作为一种安全、清洁的能源,是当前较为成熟的替代一次能源的方法之一。对利用核能为区域供热,科研人员已进行了大量的研究,与传统热源相比可以显著减少污染排放,且供热安全性有保障,将有效改善我国能源结构,缓解日趋严重的能源供应紧张局面。

事实上,核能供热并不是一个新概念,我国从1981年提出低温核供热堆研究倡议,经过30多年的研究,已掌握了能够工程化应用的核能供热技术。

核能供热技术可简单分为池式堆和壳式堆两类。池式堆与高温高压的压力壳式堆相比,可以在常压低温下运行,具有固有安全性、可靠性高、技术成熟、系统简单、运行稳定、占地面积小等优点,并且建造成本低、运行维护简便,更适合于靠近城市居民区。

目前,国内已建成多座池式堆,如中国原子能科学研究院的49-2堆、微堆、CARR堆等,累计运行近500堆年。

1983年,清华大学开始核供热试验,连续两年向核能所17000平方米建筑物供给核热,证明了池式堆供热的技术可行性。

不过,一般常压低温池式堆出水温度低于90℃,但我国现有城市供热管网供水温度多大于90℃,小于100℃。

为进一步提高供热温度,清华大学提出了深水池式低温供热堆,通过增加水池深度,利用水层静压力提高堆芯出口水温,使其向热网供水温度达到90℃以上,满足了热网需求。

深池式低温供热堆将堆芯放在一个常压水池的深处,利用水层的静压力提高堆芯出口水温,以满足城市供热的温度要求。其系统简单,主要包括反应堆系统、一回路系统、二回路系统、余热冷却系统、换料及乏燃料贮存系统、辅助工艺系统。

深池式低温供热堆基于常压低温运行方式和池式堆本身大的水容积,以及非能动余热排出方式,在正常运行和事故工况下堆本体均不会出现超压、失冷和堆芯裸露,堆芯熔化几率为零,具有很高的固有安全性,可做到不需要厂外应急。

低温供热堆系统简单,堆芯和设备易拆除和处置,并且水池屏蔽效应明显,放射性源项小、乏燃料可统一处理,同时易于退役,厂址可以恢复绿色复用,民众担忧的安全性可以得到保障。

而从环保性和经济性的角度来考量,池式低温供热堆也有它的优势。

池式低温供热堆相较于燃煤、燃气锅炉更加环保,以400MW的热源计算,燃煤和燃气锅炉每年分别释放64万吨和20.46万吨二氧化碳,但池式供热堆的二氧化碳排放为0。

在建设投资上,与其他化石能源供热相比,池式低温供热堆建设投资约是同规模燃煤锅炉的2至3倍,但运行成本远远低于燃煤锅炉,使用寿命达到40年~60年,是燃煤锅炉的2至4倍。根据初步计算表明,如果每年供暖的时间为4个月时,池式供热堆的经济性可以和燃煤锅炉相当,况且还可以考虑其它的应用,如夏天用于致冷、开发利用其中的中子的核技术应用等。

因此,简单形式的深水池式堆完全可以满足供热要求,特别是作为基本热源承担采暖基本负荷时,是较为经济合理的一种供热方式。

综上所述,建议以低温供热堆替代热电厂和区域锅炉房热源承担城市基本热负荷,以燃气锅炉等其他清洁能源作为调峰热源,这将是环节化石能源环境污染最理想的供热方案。

免责声明:本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。
相关推荐
 2016-2020年清洁能源消费量占能源消费总量的比重

2016-2020年清洁能源消费量占能源消费总量的比重

图表:图22:2016-2020年清洁能源消费量占能源消费总量的比重
储能牛年牛”转乾坤可期 百亿级投资项目频现

储能牛年牛”转乾坤可期 百亿级投资项目频现

进入2021年,电池头部企业扩产步伐仍未见止步。记者根据公开信息粗略统计发现,前两个月宁德时代、中航锂电、蜂巢能源、亿纬锂能、欣旺达等电池企业纷纷加码投资,其中更有百亿级投资项目频现,前两个月统计在内的企业公布投资金额总额已达796.37亿元。
构建绿色低碳循环发展经济体系是实现碳达峰碳中和的关键举措

构建绿色低碳循环发展经济体系是实现碳达峰碳中和的关键举措

近日,国务院发布了《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》。“十四五”开局之年,我国高规格发布构建绿色低碳循环发展经济体系的纲领性文件,对各地区、各部门准确把握发展新阶段,全面贯彻新发展理念,加快构建新发展格局,为经济发展加快注入绿色新动能具有重要意义。《意见》明确要求发展建立在高效利用资源、严格保护生态环境、有效控制温室气体排放的基础上,这是实现2030年前二氧化碳排放达峰、2060年前实现碳中和的关键举措,具有重大意义和深远影响。
断电这样一个亟待解决的民生问题,为什么在美国变成两党的能源利益之争?

断电这样一个亟待解决的民生问题,为什么在美国变成两党的能源利益之争?

受极端天气影响,美国南部得克萨斯州电网大面积宕机,导致民众长达数天在断电中忍受严寒。然而,一批美国政客将民众遭遇置于不顾,忙着口诛笔伐、互相攻击,生生把断电事件变成了两党之间的利益工具,着实令人瞠目。
国际油价重回60美元,但未来走势仍不明朗

国际油价重回60美元,但未来走势仍不明朗

在前一个交易日大幅上涨之后,23日国际油价涨跌不一。纽约商品交易所4月交货的轻质原油期货价格微跌,收于每桶61.67美元;4月交货的伦敦布伦特原油期货价格微涨,收于每桶65.37美元。国际油价基本回到去年1月水平。

推荐阅读

热文

关于我们 | 广告服务 | 联系我们 | 免责声明
京ICP备16023390号-2 Copyright © 能源界 服务台:010-63990880