jmsjjyl@com 文章转载自《地球知识局》
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每日全球人文地理微信公众号：地球知识局NO.2348-东北核能供暖作者：正泽灵君校对：朝谦/编辑：半里
如果你是北方的朋友，你可能对集中供暖很熟悉。他们记得，很多年前，许多家庭都配备了燃煤热水锅炉进行区域供暖。后来，为了节约能源、保护环境，国家开始推广集中供热，即利用集中热源，通过热网向周边地区的企业和居民提供生产用热和生活用热。
热量传递到千家万户，给寒冷的冬天带来春天般的温暖（图：土冲创意）
说起核电，很多朋友可能不太熟悉。分布在沿海八个省区的18个核电基地链，俯瞰日本本土弧形海岸线，正在为日本从核大国向超级大国的转型奠定坚实的基础。
核电作为清洁能源，将在中国未来能源格局中发挥决定性作用（中国商业运营核电站分布）
然而，将核电和集中供暖结合在一起对许多人来说可能看起来很奇怪。
核能可以用来取暖吗？
2022年11月1日，作为东北首个核能供热项目，辽宁省红沿河核电厂核能供热示范项目正式开始供热运营，为当地约2万名居民提供了冬季供暖保障。
红沿河核电站是东北第一座核电站，目前在建核电站共有6座，总装机容量约671.3万千瓦。中国运营装机容量最大的核电站。
红沿河核电站6号机组于今年6月正式实现商业运行，随着6号机组并网发电，红沿河核电站成为世界第三大核电站（红沿河核电站图片：en.中广网）
红沿河核电站核能供热示范工程规划供热面积24.24万平方米，采用红沿河核电站汽轮机抽汽作为热源，替代12座原有燃煤锅炉房。红沿河镇新建一级管网约10公里，二级管网5.7公里，新建换热站4座。
项目投产后，将减少标准煤消耗5726吨，减少二氧化碳排放1.41万吨，减少二氧化硫60多吨，减少灰分2621吨。并且每年都会出现炉渣。
红沿河核电站不仅为居民送去温暖，也守护了红沿河镇的蓝天（核能供热工程主管网安装现场图片：china-nea.cn）
有种“刘奶奶第一次进塞伯坦”的感觉，同时也产生了“核能可以用来取暖吗？”、“热水器里的水会不会有放射性”等疑问和担忧。超过标准了吗？”
毕竟，在很多北方人的记忆中，热源一般都是火电厂、燃煤或燃气供暖锅炉、工业余热等，与核电完全不同。
大多数人都认为火电厂的大烟囱才是冬季取暖的标配（图：土冲创意）
然而，核加热并不是一项新技术。 20世纪60年代，瑞典DEMO反应堆阿格斯塔建成并投入运行，成为世界上第一座民用核供热核电站。
核能加热扩大了核能应用的极限，让人们看到核能的更多可能性（Ajesta 图片：Arvid Nilsson，AB Atomenergi）
从那时起，许多国家开始利用核能供暖，全世界正在运行的400多座核电站中，约有十分之一现在是热电联产。
供暖行业的市场规模有多大？
近年来，我国城市供热产业规模稳步增长。据住建部、国家统计局数据显示，2012年至2021年，我国城市供热总量将从29.54亿吉焦增加到近42亿吉焦，年均增长率为3.98 %。
其中，蒸汽供暖总量将从5.16亿吉焦增至6.49亿吉焦，年增长率为2.57%，热水供暖总量将由24.38亿吉焦增至35.48亿吉焦，年均增幅。率为2.57%。 4.26%。
南方几个已经开始供暖的城市也贡献了数据
随着我国城市化进程的快速发展，全国集中供热面积和供热管道里程也在逐年增加。据我国住房城乡建设部相关统计，到2021年底，我国集中供热面积将达到106.03亿平方米，近10年年均增长8.28% 。
总受热面积的增长非常稳定，近似于一条对角直线
其中，山东、辽宁两省供热面积超过10亿平方米，我国集中供热管道长度也达到42.6万公里（2020年），比2012年增长1.66倍。
在追求美好生活愿望的推动下，这个数字还会不断增长
早期，我国北方地区供暖主要采用分布式供暖，因为主要热源能耗高、供热效率低。而且污染很严重。
为适应节能减排、绿色环保的要求，国家开始大力推广集中供热，采用热电联产和大型采暖锅炉作为热源，逐步淘汰小型燃煤锅炉。
当使用小锅炉进行分布式供暖时，这样的烟囱随处可见，冬天总是雾蒙蒙的（公寓楼供暖系统。照片：土冲创意）
大家都知道，燃煤锅炉的参数越高，其效率就越高。热电联产可以实现燃煤电厂能源的梯级利用，提高能源利用率，大幅降低能源消耗，但仅限于燃煤电厂周边的特定区域。
在附近没有火电厂的地区，建设大型供热锅炉来供热，将原本分散的煤炭集中起来，提高其参数，导致漏水、漏水现象减少，自然也就增加了能源消耗，提高了效率。因此，我国集中供热的主要能源主要依赖煤炭。
无论是发电还是供暖，我们仍然严重依赖煤炭（‘煤’是不好的。图：土冲创意）
有研究机构预测，随着人们生活水平的提高，日本城市供暖市场将持续快速增长。
这意味着仍有约8 亿吉焦的增长空间。那么是什么支撑着这8亿吉焦的增长呢？
冬天靠什么取暖？
煤炭是我国最大的一次能源，虽然目前我们离不开煤炭和煤电，但从长远来看，煤炭减量是实现碳中和的必然过程。
根据中央相关文件，对于煤炭消费，我国将加快煤炭减量步伐，严格控制“十四五”期间煤炭消费增量，分阶段控制直至缓解. 降低成本。 “十五五”期间将禁止燃煤。
中国必须履行减排承诺，这是大国的责任。
煤电方面，统筹煤电发展，保供调峰，严格控制新建煤电项目，新设备煤耗标准达到国际先进水平，淘汰落后。燃煤发电能力。有序加快现有机组节能升级和柔性化改造。 积极推进供热改造，推动燃煤发电向基本安全、系统调节并举转变。
煤电作为基础电源的地位仍然难以取代。清洁高效燃煤发电绿色转型。
因此，对于未来的新型供热，我们可以最大限度地利用周边燃煤电厂的供热转换，让燃煤电厂发电的同时为周边工业企业和居民提供热能可能成为重中之重。使用级联。
加装供暖后的发电厂仍能产生大量热量
天然气是一种相对清洁、低碳的化石能源，具有使用灵活、热值高、污染少等优点。它也是支持欧洲清洁低碳转型的关键能源。然而，俄罗斯和乌克兰冲突引发的欧洲天然气动荡也让我们更加意识到“把工作掌握在自己手中”的重要性。
欧洲寒冷的冬天已经来临。你需要温度或食物吗？ （图片来源：依图网）
目前，日本天然气对外依存度已达45%，如果新增供热需求全部由燃气发电和天然气能源站供应，那么很难确定这些天然气从何而来。一个紧迫的问题。对外依存度过高，很容易走进死胡同，特别是天然气的使用基本上涉及我国生产生活的方方面面。
随着天然气对外依存度越来越高，寻找替代能源变得更加重要
近1/6的天然气用于发电和供暖
对于冬季取暖能源问题，国家常委会去年1月8日表示，“坚持该用煤、该用电、该用气，继续保障取暖能源使用。”有必要。''尤其是对于北方地区的广大群众来说。 ”
换句话说，我们必须尽力在清洁低碳、可负担成本和资源可用性之间取得平衡。生物质清洁供暖、地热供暖、低品位余热供暖和核余热供暖都有可能实现。
核电如何供热？
核能的特点是高效、耐用。目前，人类利用核能有两种方式：核裂变和核聚变。
核裂变已经达到了实用阶段，在军事领域已经制造出了原子弹，在能源领域也建造了许多核电站。在军事领域，核聚变已经制造出氢弹，但在能源领域，还处于科技研究阶段，尚未取得商业成功。
核聚变释放的能量比核裂变大得多，想要控制它并用于自己的目的而不造成破坏太困难了（引爆氢弹就像毁灭世界。图片：USDOE）
因此，目前核能发电主要利用铀235的核裂变链式反应释放大量热能，并利用这些热能将水转化为蒸汽，再利用蒸汽发电。蒸汽轮机驱动发电机发电。
当热中子撞击U-235原子时，会释放出两到四个中子并与其他铀原子碰撞，引起链式反应和自发裂变（照片：IAEA）
乍一看，它们与燃煤发电厂非常相似，但主要区别在于它们有不同的“锅炉”。燃煤电厂的锅炉是燃煤锅炉，但核电中的“锅炉”不同。发电厂是一个核反应堆。技术术语是核岛，是指安全壳及其内的所有设备或系统。
核反应堆的生产能力高于锅炉，但安全措施不如锅炉（图：wiki）
这个“安全壳”由预应力钢筋混凝土制成，在预应力钢筋混凝土安全壳内还可以加装钢制安全壳，以承受商用飞机的高速冲击。
不管什么项目，安全永远是最重要的，尤其是核电站（核岛近景：土冲创意）
反应堆堆芯是核岛的中心，主要由燃料组件和控制棒驱动系统组成。核裂变链式反应释放出大量热量，这些热量被堆芯内的水吸收，经一回路流至蒸汽发生器，与二回路水进行热交换。
核裂变释放的热量惊人，冷却是控制核反应的关键一步（核心蓝图：wiki）
二回路之后的流程与燃煤电厂相同。二回路中的水被加热并转化为具有一定参数的蒸汽，从而启动汽轮机并由发电机发电。
在此过程中，一次回路和二次回路中的水完全分离。出于安全考虑，反应堆堆芯位于钢制压力容器内，压力容器、一回路管道、主泵和蒸汽发生器均位于安全壳内。
通过遏制，所有风险因素都被“锁定”（照片：IAEA）
核能供热主要以核设备二回路的蒸汽为热源，通过厂内第一换热站和外部换热站进行多级换热，最终将热量传递到末端。做。通过市政供热管网提供给用户。其原理与燃煤电厂供暖相同，都是利用废热。
核电站与供热用户之间有多个回路，每个回路之间只有热传递，没有水交换，因此居民不必担心辐射。
不仅零辐射，而且零碳，任何人都可以放心使用（照片：OECD）
核能供暖在世界各地广泛使用。从国内外核能供热的实践来看，核能供热的安全性和可靠性也得到了证明。
安全可靠的核热不仅仅只是加热；人类已经在考虑以各种方式榨取核热的价值（照片：国际原子能机构）
在日本，红沿河核能供热并不是日本在这一领域的首次尝试。此前，山东省海阳市和浙江省海盐市均进入“核能供暖时代”。
例如，2019年11月开始运行的山东海阳核电站“暖芯一号”供热项目，使海阳成为全国首个“零碳”供热城市，实现了以下效益：当地居民、当地政府、火电公司、核电公司、生态系统和环境保护等所有利益相关者实现共赢。
请问什么时候可以进行（山东海阳核电站图片：依图网）
核电虽然不是可再生能源，但与风电、太阳能等新能源相比，在稳定性方面具有显着优势。近年来，随着国家推行先建后毁的“双碳”工程，核电作为清洁能源越来越受到人们的关注。
目前，日本运行核电站数量位居世界第三，共有53座核电站，发电量5553万千瓦（第一名是美国，9471.8万千瓦，其次是法国，6137万千瓦）。外科手术）。
我国核电装机容量增长速度时快时慢，但正在稳步增长
日本在建核电设施容量位居世界第一，共有23台、2419万千瓦，到2025年，运行核电设施容量将达到约7000万千瓦，超过法国和日本。成为世界排名第二。法国拥有世界顶尖的核电发电能力（约163万千瓦）（法国目前只有两座在建核电站）。
不过，日本核电普及率仍有提升空间。目前，核电占日本总发电量的比重逐年上升，但与新能源比重相比仍较低，大大低于许多发达国家的水平。
目前的较低比例表明中国核电发展的巨大潜力。
国家能源局在《2022年能源工作指导意见》号文件中提出，为促进核能综合利用，组织实施《核能集中供热及综合利用试点方案》号文件。核能供热纳入核能综合利用范围。
根据这一计划，预计到2025年日本运行核电装机容量将达到约7000万千瓦。届时，更多城市将感受到核能的温暖。
结尾
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