黄海之滨,江苏省连云港市田湾核电基地内,3号、4号机组旁,我国首个工业用途核能供汽示范项目——“和气一号”能源站昼夜运转,温度248摄氏度、压力1.8兆帕的工业蒸汽顺着总长23.36公里的银白色管道持续输送,直达石化园区生产一线。

作为国民经济重要基础工业,石化工业生产连续性强,对工业蒸汽需求量大、参数标准高。长期以来,不少企业依靠燃煤锅炉供汽,碳排放居高不下,绿色转型压力大。

《新型能源体系建设“十五五”规划》明确,“推进核电与石化行业耦合发展试点”。《能源领域节能降碳行动计划(2026—2028年)》也明确,“支持大型化工园区探索利用核能供热供汽”。

中国工程院院士叶奇蓁表示,核能综合利用与高耗能行业耦合发展,将进一步凸显核能的零碳价值,可以满足高耗能行业多样化的用能需求,为高碳排放产业提供脱碳技术方案,支撑国家大型化工基地、大型工业基地建设。

“‘和气一号’采用多重回路隔离设计,好比热水袋暖手,热量传递,但介质互不接触。”江苏核电运行二处副处长李锐刚介绍,项目配置七层防护超级保温系统,将长输管线每公里温降控制在1摄氏度以内,保障长距离输送蒸汽品质稳定。截至目前,“和气一号”已安全稳定运行超13000小时,累计供汽突破490万吨。

江苏徐圩核能供热发电厂一期工程建设现场。受访者供图

在示范项目基础上,我国正加快推进核能供汽规模化落地。眼下,全球首个核能与石化产业大规模耦合示范工程——江苏徐圩核能供热发电厂正在加紧建设。项目采用“华龙一号+高温气冷堆”双堆耦合模式,一期工程规划建设2台“华龙一号”机组与1台高温气冷堆机组,建成后年供应工业蒸汽将超3500万吨。

“‘华龙一号’承担基础供能任务,负责完成首轮能量转换,稳定产出足量饱和蒸汽;高温气冷堆对‘华龙一号’产出的饱和蒸汽进行二次精准再热,提升蒸汽参数与品质,产出多品类高品质工业蒸汽,可适配石化炼化、物料提纯、反应加热等多元化工业用热场景。”中核能源科技有限公司党委副书记、纪委书记周红波介绍,项目建立了“以热定电、热电联供”运行机制,可实现核反应堆、汽轮发电机与工业供汽热功率三者实时动态匹配、精准联动,保证供汽过程不影响正常发电。

放眼全国,海南核电核能供汽项目已经投产运行,最大供汽能力每小时50吨;福清核电蓝色产业园供汽项目有序推进;漳州能源等单位开展核能供汽调研论证,夯实项目落地前期基础。

为实现绿色溯源可计量,国内首个核能工业供汽碳足迹因子测算体系已正式发布。依据该体系测算,核能供汽碳足迹仅为燃煤热电联产蒸汽的1/600、天然气供汽的1/100,全流程碳排放大幅降低,提升了我国石化产品国际竞争力。

对于核能供汽未来发展,中国能源研究会理事长史玉波表示,行业要聚焦传感器精度提升、吸收耦合优化等关键技术,持续降低项目建设和应用成本,让核能供汽技术更成熟、更可靠、更安全,更具竞争力;加快构建核能供汽技术标准、安全规范、碳足迹核算体系,推动标准与国际接轨;鼓励地方政府、工业企业参与示范项目建设,探索更多核能供汽与石化等产业发展新模式。