封面報道 | 田灣樣板：核能不止于發電？

文/本刊記者 范珊珊

核能在供熱與工業蒸汽方面的創新應用，正開啟一個核能利用的全新賽道。

在黃海之濱的連云港境內，田灣核電站的8臺核電機組沿著海岸線一字排開，6臺在運機組總裝機容量超660萬千瓦，每天生產約1.58億千瓦時清潔電能通過輸電線路源源不斷輸入華東電網，為區域經濟發展注入穩定的動力。而在距離核電站僅20多公里的連云港徐圩新區內，連云港石化產業基地的煉化裝置鱗次櫛比，作為我國七大石化產業基地之一，正朝著“4000萬噸煉油、400萬噸芳烴、300萬噸乙烯”的產業規模目標全速邁進。

這兩座關乎國計民生的“能源與產業重鎮”距離相近，卻面臨著各自發展的新考題。田灣核電擁有豐富的核能，渴望突破單一發電的局限。連云港石化基地對工業蒸汽的需求與日俱增，但受困于傳統燃煤供汽的高碳排放，渴望獲取源源不斷的清潔蒸汽。

如今，隨著核能供汽技術的突破，這對“近鄰”終于實現了能源聯動、田灣核電站迎來新使命——生產工業蒸汽，以“跨界”之姿破解工業綠色用汽難題。

《2024—2025年節能降碳行動方案》、《關于推進綠色低碳轉型加強全國碳市場建設的意見》等政策相繼出臺，政策中鼓勵大型石化化工園區探索利用核能供汽供熱，并明確2027年全國碳市場基本覆蓋工業領域主要排放行業，核能供汽作為環保、經濟的工業用汽解決方案，未來發展空間廣闊。

跨界新賽道

長久以來，工業蒸汽多依賴化石燃料生產，尤其石化化工行業作為用汽大戶，面臨著巨大的減碳壓力。數據顯示，石化化工行業生產過程排放的二氧化碳占全國碳排放比重約13%，蒸汽主要由燃煤機組提供。近年來，中國工業蒸汽市場呈現出持續增長的趨勢。傳統化石燃料在生產工業蒸汽的過程中會排放二氧化碳、二氧化硫等氣體。在“雙碳”目標的背景下，石化化工行業減碳壓力巨大。

傳統供汽模式已難以為繼。在此背景下，田灣核電站率先“跨界”，“和氣一號”項目應運而生，成為國內首個工業用途核能供汽工程。

“和氣一號”項目的技術創新，是跨界成功的核心。該項目利用田灣核電站3、4號機組二回路主蒸汽，通過蒸汽換熱設備生產工業蒸汽，再經長輸管網輸送至20多公里外的連云港徐圩石化工業園區。其核心原理類似“自嗨鍋”的間壁換熱，將反應堆二回路蒸汽與海水淡化后的除鹽水進行無物質接觸的熱量交換，除鹽水被加熱并經過熱器處理后，形成參數為1.8MPa（a）、248℃的工業蒸汽，完全滿足了石化基地的需求。

為確保蒸汽高效輸送，技術團隊研發了七層管道保溫設計，實現了每公里溫度損耗小于1℃，遠超傳統管道3℃～5℃的損耗標準，讓248℃的高溫蒸汽穩穩抵達園區。從設計開發到工程施工，項目歷時六年，斬獲37項技術創新專利，不僅攻克了多項技術難題，而且顯著提升了核能利用效率。核能發電效率約37%，而“和氣一號”通過直接利用熱能實現了能量梯級利用，將機組實際熱效率從37%提高到42%，實現了能源利用的質的飛躍。

2024年6月19日正式投產后，“和氣一號”持續安全穩定運行已超10000小時，未發生非預期減負荷、非預期停運。項目每年可提供480萬噸工業蒸汽，能滿足連云港石化園區30%的蒸汽缺口，每年為石化基地節省70多萬噸碳排放指標，減少溫排水1400多萬噸，同時節約原煤約40萬噸。

除了安全供應外，經濟性也是重要的考量。根據中國核能行業協會等開展的聯合調研，核能供熱（包括供暖、供汽）成本與燃煤供熱相當，較燃氣供熱具有優勢，真正實現了環保與經濟的雙贏，為核能綜合利用積累了扎實經驗，也為工業綠色用汽探索出了有效路徑。

探索新路徑

“和氣一號”的成功落地，是天時、地利、人和的契合。田灣核電站有富余蒸汽，20多公里外的連云港石化基地有巨大的用汽需求，再加上政策的支持與技術支撐，為核能供汽的復制推廣奠定了堅實基礎。

江蘇核電有限公司紀委書記徐躍進表示，“和氣一號”的成功運行意味著我國核能綜合利用在走過單一發電、居民供暖階段后，進入到工業供汽領域。一年來，“和氣一號”安全穩定運行，通過不斷進行經驗積累與技術突破，為后續其他核電項目的核能工業供汽之路提供了示范樣板。

在“和氣一號”的實踐基礎上，中核集團對“核能供汽”的技術方案又進行了進一步的探索，創新性地將壓水堆與高溫氣冷堆兩個核反應堆組合起來，利用兩者一個“溫度高”一個“汽量大”的特點，串聯運行，從而生產出了更多“量大質優”的工業蒸汽。這一新型方案的一期工程（江蘇徐圩核能供熱發電廠一期工程）已于2024年8月19日獲得國務院核準，是國家《“十四五”現代能源體系規劃》重點項目。項目實施的主體為中核蘇能，一次規劃、分期實施建設兩套供熱系統，共建4臺“華龍一號”和2臺HTR-PM600S型高溫氣冷堆，是全球首個壓水堆與高溫氣冷堆耦合供熱示范項目，對開拓核能綜合利用新版圖，助力實現國家“碳達峰、碳中和”目標具有重要的意義。該項目計劃2030年投入商業運行。

除了徐圩項目外，國內多個核電基地已紛紛加入核能供汽探索隊伍。三門核電、福清核電、海南核電已開展核電供氣項目的設計和建設；秦山核電、漳州能源、海陽核電積極開展調研，為下一步項目推進做準備。據預測，到2030年，國內核電基地推廣核能供汽項目比例超過30%，這一目標的提出，既源于“和氣一號”的成功示范，也順應了國家“雙碳”戰略與工業綠色轉型的需求。

值得一提的是，當前，我國電力市場改革不斷深化，核電逐步從傳統的保障性收購向市場化交易過渡。電價受市場供需等因素影響逐漸增大，單一發電收益模式讓核電項目面臨著一定的市場風險。而核能供汽的落地，為核電項目打造了“發電+供汽”的雙收益引擎，有效拓寬了收益渠道。

從單一供電到居民供暖，再到如今的工業供汽，田灣核電站的“跨界”與“復制”，不僅解鎖了核化耦合的“綠色密鑰”，而且開啟了核能綜合利用的“多維空間”。

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