我国首台双堆耦合核能综合利用项目开工建设 开辟清洁能源多元应用新路径

在“双碳”目标牵引下,能源体系正从“以电为中心”向“电热汽水多能协同”加速演进。

长期以来,核能应用以发电为主,稳定、清洁的优势并未充分转化为对工业供热、工艺蒸汽、淡化用水等领域的系统支撑。

对沿海石化、化工等产业集聚区而言,高温蒸汽与高品质水是刚性需求,若继续依赖煤气炉、燃煤锅炉等传统方式,不仅排放压力持续增大,也易受燃料价格与供应波动影响。

如何让核能从“单一电源”拓展为“多元供能”,成为推动产业减排与提升能源安全的重要课题。

此次在黄海之滨开工的江苏徐圩项目,正是在上述现实需求与技术演进的交汇点上给出的工程化答案。

项目以压水堆与高温气冷堆“双堆耦合”为关键路径:一方面利用三代压水堆机组产生的主蒸汽对除盐水进行加热,制备饱和蒸汽;另一方面引入高温气冷堆的高温蒸汽对饱和蒸汽再升温,输出可满足石化园区工艺要求的高品质工业蒸汽,同时保留发电能力。

这种“分级加热、协同供能”的思路,实质上是在核电站传统热力系统基础上进行结构性重构,使核能从“电力产品”延伸为“蒸汽与水等工业要素”的稳定供给来源。

从原因看,之所以选择“双堆耦合”,既是对工业端需求特征的回应,也与核能技术路线互补性密切相关。

压水堆技术成熟、运行经验丰富,适合承担基础负荷与稳定供能;高温气冷堆具备更高的蒸汽温度区间,为工业端提供更接近工艺需求的热源。

两者耦合,有利于在不牺牲系统安全与稳定的前提下,提升供汽品质与综合能效。

与此同时,在园区“热—电—水”高度耦合的用能场景下,单一技术路线往往难以兼顾温度等级、供给连续性与经济性,多技术协同成为现实选择。

从影响看,该项目的示范意义不止于“多供一种产品”。

其一,它为高耗能产业提供了一条可操作的减排路径:工业蒸汽替代化石燃料锅炉后,可在源头减少二氧化碳与污染物排放,对石化园区实现绿色化、低碳化具有直接牵引作用。

其二,核能供热的连续性与可预测性,有望增强园区能源供给的韧性,降低对外部燃料市场波动的敏感度。

其三,项目将“供热、供水对发电影响”的矛盾摆到系统层面统筹解决,为后续类似工程在负荷调配、运行控制、商业模式等方面提供经验样本。

值得关注的是,“跨界”耦合并非简单叠加设备,更考验系统集成与运行控制能力。

双堆耦合后,蒸汽参数、热负荷变化、季节性环境因素等都会引发系统联动,如何在多目标下保持稳定运行,是工程成败关键之一。

为此,项目提出“解耦—联动”的设计与验证思路:将复杂工况拆分为典型场景进行模拟优化,再通过数字化仿真开展整体耦合验证,形成可动态调节的控制策略。

面向“供热、供水必然影响发电”的实际矛盾,项目还强调以智能化手段提升调控效率,通过对气象、水温、负荷等多参数的实时采集与预测,联动调节泵、阀等设备,在节能、防冻与稳定发电之间寻求最优平衡。

相关变频技术在循环水系统的应用,也为多工况下的灵活调度提供了执行基础。

此外,围绕园区对高品质除盐水的巨大需求,项目配套推进大规模海水淡化装置建设。

沿海海域水质波动、水温变化与连续供水要求叠加,使得淡化系统在可靠性与稳定性上面临更高门槛。

通过余热利用、能量回收与智能控制等技术集成,提升连续运行能力,旨在满足化工园区“不断供”的刚性要求。

核能与淡化的耦合,也体现了综合利用思路:把“热”的价值从电厂边界内释放到更广阔的产业链条,提升单位核能资源的综合产出。

从对策层面看,推动此类项目落地,需要在安全、标准、市场与协同四个方面持续完善:一是坚持核安全底线,耦合系统设计、运行、应急等环节要在更高标准下闭环管理;二是加快形成可复制的工程标准与验收体系,为“多能联供”核设施提供规范依据;三是探索与工业园区用能结构相匹配的定价与合同机制,形成稳定预期,支撑长期投资;四是强化电网、园区、供热供水系统的协同调度,提升整体效率,避免“单点最优”带来系统性损失。

展望未来,核能综合利用的空间正在打开。

随着工业端深度减排要求提升,单纯依靠电气化难以覆盖全部高温热需求,稳定、低碳的热源将成为稀缺资源。

以徐圩项目为代表的双堆耦合探索,若在工程实践中验证其经济性、可靠性与可推广性,将有望在更多沿海产业集聚区复制推广,形成“核能供热+发电+淡化”的综合解决方案,推动核能从“清洁电源”向“清洁工业能源”拓展,并为全球高耗能产业转型提供新的参考样本。

核能综合利用的突破,不仅是技术的进步,更是发展理念的革新。

徐圩项目的实践表明,通过技术创新与系统集成,核能能够从单一发电走向多元供给,为高耗能产业的绿色转型提供坚实支撑。

这一探索不仅为中国,也为全球的可持续发展提供了新的可能。