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1、熱電聯產和火電區別：全國首個核能供暖城市來了

今冬海陽供暖費每平米下調一元，山東省計劃讓膠東半島具備條件的地區全部實現核能供暖

圖/視覺中國

文 | 《財經》記者 韓舒淋

編輯 | 馬克

在首期70萬平米的核能供暖項目投產兩年后，山東海陽在今年將核能供暖面積擴大到450萬平米，使得有20萬居民的海陽城區成為國內首個實現核能供暖的城市。

11月9日，國家電投發布消息，國家電投“暖核一號”——國家能源核能供熱商用示范工程二期450萬平方米項目在山東海陽提前6天投運，供暖面積覆蓋海陽全城區。11月15日，國家電投發布“暖核一號”為其核能供熱品牌。

國家電投表示，項目投運后，海陽1號核電機組成為世界上最大的熱電聯產機組，取代了當地12臺燃煤鍋爐，每個供暖季預計節約原煤10萬噸，減排二氧化碳18萬噸、煙塵691噸、氮氧化物1123噸、二氧化硫1188噸，相當于種植闊葉林1000公頃，同時減少向環境排放熱量130萬吉焦。

該核能供熱項目依托于國家電投山東海陽核電站，該核電站采用引進的AP1000三代核電技術，一期工程兩臺機組分別在2018年10月和2019年1月投運，單臺機組裝機容量125.3萬千瓦。海陽核電也是國家電投旗下首個控股投運的核電站，該廠址規劃建設6臺核電機組，后續機組尚未獲批開工。

核電機組熱電聯產進行供熱與火電機組熱電聯產的供熱原理基本類似，都是將電站產生的高溫蒸汽作為最初熱源，然后通過換熱站將熱量置換進入熱力公司的輸熱管網之中，再運往千家萬戶。二者的區別在于，核電的熱電聯產使用受控核裂變熱量來“燒開水”產生高溫蒸汽，而火電的熱電聯產是用煤炭來“燒開水”。

核能供熱原理圖/ 來源: 山東核電公司

具體而言，核電機組中，核燃料裂變核反應產生的熱量通過一回路高溫高壓的水循環帶出，將二回路水加熱產生高溫水蒸氣，推動汽輪機組發電。核能供熱的原理是抽取核電機組二回路高溫蒸汽作為最初熱源，在電站內的換熱首站，用高溫蒸汽加熱三回路管道中的水，運往 5公里外的熱力公司換熱站，然后再次通過換熱器加熱四回路原有熱力管網中的水，最后通過小區的換熱站進入居民家中，實現對原來該熱力站覆蓋的區域供熱。

海陽核電廠內換熱首站 來源: 山東核電公司

整個熱量傳輸過程中，靠近核反應的一回路水循環和最終進入居民家中的五回路水循環都是封閉循環，彼此隔離，之間只有通過換熱器進行的熱量交換，沒有水的交換。因此，給居民加熱的用戶暖氣管道中始終是封閉的沒有放射性的水，確保了安全性。

2019年11月，海陽核電供暖的一期項目落地，成功實現對周圍70萬平米進行供熱。到今年二期項目按此前計劃投運，供熱面積擴大到450萬平米。目前，項目業主山東核電公司正在進行單臺核電機組供暖3000萬平米的科研工程，其供暖范圍將覆蓋到方圓130公里。

和火電機組熱電聯產后可以提高能源利用效率類似，核電機組隨著隨著供暖范圍提高，電廠的綜合熱效率也逐步提高。國家電投提供的數據顯示，70萬平米供熱項目實施后，全廠熱效率由36.69%提高到37.17%，450萬平米供熱項目投運后，熱效率提高到39.94%。如果3000萬平米供熱項目落地，電廠熱效率可以提高到55.9%，是此前的1.5倍。

今年冬季以來，由于燃煤價格上漲，供熱成本提高，北方多地提高了非居民供熱的熱價。此外，據《財經》記者了解，部分地區熱電聯產電廠的躉售給熱力公司的熱價也有所調整。而海陽核能供暖項目并未受其影響，供暖價格反而下調。

在11月13日海陽市舉辦的新聞發布會上，海陽市副市長張金富介紹，今年海陽供暖費從原來的22元/平米下調到21元/平米，一是核能供暖不需要使用煤炭，煤炭價格上漲與海陽供暖費用不大；二是山東核電公司通過實施核能供暖項目，機組熱效率明顯提高，較燃煤供熱經濟性更好，山東核電公司堅持“居民用暖價格不增加、政府財政負擔不增長、熱力公司利益不受損、核電企業經營做貢獻、生態環保效益大提升”的原則推進核能供熱項目建設。

遠期來看，山東省能源局局長欒健表示，山東省在“十四五”及未來一段時期，將著力打造膠東半島千萬千瓦級核電基地，積極推進核能供暖等綜合利用，力爭2030年在運裝機規模達到1300萬千瓦以上，膠東半島具備條件的地區全部實現核能供暖。而根據國家電投此前的計劃，待海陽規劃的6臺機組和榮成等其他山東廠址建設和規劃的機組全部投產，膠東半島供熱范圍可達2億平米。

除國家電投主力開發的海陽外，中核集團正在浙江秦山核電基地推進核能供暖，今冬將開始為當地居民供暖。中核集團發布的信息顯示，11月11日，中核集團秦山核電核能供暖節能工程示范項目一階段主管線實現全線貫通，按照進度，在2021年11月底至12月初，秦山核電提供的熱能將走進海鹽縣當地居民。項目將分三階段，今冬實現對三個生活小區和老年公寓實現供暖，全部建成后供暖面積達到400萬平方米。

山東海陽和浙江秦山都是利用投運的大型核電機組來進行熱電聯產供熱。除了這一技術路線外，三大核電公司也都在探索小堆供熱方案，主要的兩條技術路線是泳池式反應堆和殼式反應堆，都是針對供熱專門設計的小型反應堆技術，目前還處在設計應用向工程實驗過渡的階段，落地還需時日。

和所有核電項目一樣，公眾接受度也是核能供暖始終面臨的挑戰。相對而言，在已有核電廠址開發核電供暖，當地居民對核電比較了解，面臨的困難較小。而小堆供熱的開發，一般需要開辟新廠址，就要面臨更多挑戰。

2、熱電聯產和火電區別，熱電聯產與小火電

要推動能源生產和消費革命，控制能源消費總量，加強節能降耗，支持節能低碳產業和新能源、可再生能源發展。熱電聯產是國內外公認的節能減排有效措施，我國“十一五”和“十二五”節能規劃中，均將熱電聯產列為重點工程。改革開放以來，我國熱電聯產事業得到了迅速發展，對促進國民經濟和社會發展起了重要作用，截止2013年底，我國熱電聯產年供熱量324128萬吉焦;6MW及以上熱電聯產裝機已達25182萬千瓦，占同容量火電裝機容量的29.12%，占全國發電機組總容量的20.3%，位居世界第一。

一、熱電聯產與“小火電”概念混淆嚴重阻礙熱電行業健康發展

但是，在熱電聯產發展過程中也遇到許多問題，例如價格形成機制不合理;機型和規模選擇缺乏科學的、因地制宜的原則;替代分散小鍋爐推進速度緩慢，相關支持政策不明確;政府管理職責不清、行業管理體系仍不完善等。特別需要指出的是目前還存在著熱電聯產與“小火電”概念界定模糊等問題，導致將兩者混為一談，嚴重阻礙著熱電行業的健康發展。由于各地對熱電聯產的節能原理并不了解，因此往往將機組發電容量大小作為界定熱電聯產機組與“小火電”的標準，認為機組發電容量小就是“小火電”。例如：有的地方政府部門和金融機構誤解了國務院(國發[2007]2號)文件和國家發改委(發改價格[2007]703號)文件精神，混淆了熱電聯產與小火電的概念，把單機20萬千瓦以下的熱電聯產機組統統列入“小火電”，作為“關停”、“限期退出”對象，造成很大的副面影響。相關調研充分說明誤解關停小火電的政策對熱電聯產的沖擊之大;混淆熱電聯產與小火電概念的影響之深;執行政策一刀切的危害之烈。

二、熱電聯產的節能原理

當動力設備只用來供應一種能量(電能或熱能)時，這種能量生產稱為單一能量生產，如凝汽式發電廠只供應電能，供熱鍋爐房只供應蒸汽及熱水;又如由凝汽式發電廠的鍋爐直接供應蒸汽至熱用戶，雖同時供應兩種能量，但其生產過程仍屬兩種能量的分別能量生產。若采用背壓式汽輪機，同時又用其發汽供熱，這種的動力設備就成為一種簡單的，純的聯合能量生產。

當采用的動力設備同時送出電能和熱能兩種能量，而且供熱是全部或部分利用熱 變為功過程中所不可避免的冷源損失的熱量來進行的，這種能量生產過程即稱為聯合能量生產，這種的發電廠稱為熱電廠。

簡言之，“熱電聯產”就是鍋爐蒸汽經抽凝式汽輪機或背壓式汽輪機，發電后供熱的運行過程，是一臺汽輪發電機組生產電和熱二種能量，并向用戶供應電和熱兩種能量。裝有背壓式汽輪機和抽凝式汽輪機的發電廠稱為熱電廠。

熱電分產雖然工藝流程相對熱電聯產簡單，但是存在難以克服的技術障礙，影響了節能減排和能源的合理利用，主要有：一是凝汽式發電難以避免大量的冷端損失和汽輪機熵增損失;二是燃煤工業鍋爐能耗高，污染大，用能極不合理;三是熱電分產不符合能質匹配、能源梯級利用的原則。熱電聯產非常有效地克服了熱電分產難以解決的問題，是合理、高效、清潔利用能源的重要技術措施。

三、提高熱電比是提高熱電聯產機組效率的根本途徑。

熱電比的計算公式：

熱電比=供熱量/(供電量×3600千焦/千瓦時)×100%

對于抽凝機組來說，熱電比越大，說明抽汽發電量(熱電聯產部分)部分的比重越大;凝汽發電部分比重(熱電分產部分)越小，冷端損失越少。反之，冷端損失越大。

對于背壓機組來說，冷端損失近乎為零，在同樣的進排(抽)汽參數下，熱電比最高。但是對于不同的進排汽參數的供熱機組是不能單純用熱電比來衡量的。機組容量越大發電量越多，則熱電比降低(從以上的熱電比公式可以看出)。反之，機組容量越小發電量也越少，則熱電比越大。因此提高熱電比的途徑是增加熱電廠的年供熱量，可提高全廠的年均熱效率。

四、嚴格區分熱電聯產與“小火電”要注意四個誤區

一是單純地比較大火電機組與熱電聯產機組的供電煤耗，并不科學。可能有的熱電機組的供電煤耗會比大火電略高一些，但是以供熱為主的熱電廠，供熱量很大，供電量很小，如果供熱節煤量遠遠大于供電的多耗煤，應該說它仍是節能的，更不用說熱電聯產在環保和能源梯級利用方面的巨大作用。

二是單純地衡量機組效率與能耗并不全面。單就中小抽凝機組效率(背壓機組效率比大火電好得多)與大型供熱機組(30萬千瓦以上)比，可能效率會低一些，但是從整個能量利用系統(或者說能源終端綜合利用效率)來分析，應該說可以根據當地熱負荷的需求，因地制宜的匹配相應規模的機組。

三是要以發展的觀點看中小熱電聯產機組。隨著我國材料工業和裝備工業的快速發展，隨著熱電企業在節能減排領域中的經驗積累，熱電行業已經出了許多新生事物，只要政策鼓勵，機制有活力，中小熱電完全可以把供電煤耗也降到大火電以下。2012年浙江紹興市25個公用熱電站，總裝機96.4萬千瓦，但供電煤耗降到了254克/千瓦時，遠低于單機30萬千瓦大機組平均319.63克/千瓦時。

四是建大型供熱機組的合理性，發電部分要與超超臨界和超臨界的凝汽機組比較。因為為了滿足3×30萬千瓦機組的供熱需要，一般只要2×3萬千瓦(一抽一背)就足夠了。供熱煤耗，30萬千瓦機組與3萬千瓦機組幾乎一樣。

供熱效率=鍋爐效率×管道效率

2×3萬千瓦供熱機組配2×300噸/小時鍋爐，效率與2×30萬千瓦供熱機組配2×1000噸/小時的鍋爐，效率幾乎一樣，至多差1~2個百分點，因此它們的供熱能耗幾乎是一樣的，但它們的供電煤耗差距就大了。

在同樣滿足供熱需求的前提下，對供熱供電的大系統(能源終端利用率)來說，供熱機組越小，反而效率越高，越節能，這與單臺機組的效率來衡量是完全不一樣的。

綜上所述，只要我們在實際工作中一切從客觀實際出發，堅持科學發展觀，堅持公正、真實和效率的原則，嚴格區分熱電聯產與“小火電”的區別，在熱電同仁的共同努力下，一定能夠促進我國熱電聯產事業的健康發展。

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