無碳暖氣:溫暖潔淨的中國城市

日期:2025年12月22日 來源:IAEA

 

退休老人姜福學是園藝愛好者。即使在中國北方家鄉海陽的冬季暴雪中,他也能在家中溫暖舒適的攝氏23度環境下照料花草。對於世界各地的許多人來說,在冬季保持如此溫暖的公寓是難以負擔的,或者至少在氣候挑戰下並不建議這樣做,但姜福學的供暖方式並非傳統供暖。他和海陽週邊其他40萬居民的家都是由當地核電廠提供的熱能供暖。

 

「外面可能很冷,但這裡永遠是春天,」60歲的姜福學說道。他曾是已停產的燃煤供熱廠的一名退休工人,如今許多燃煤供熱廠正在進行改造,以運轉新的核能供熱系統。

 

退休老人姜福學很喜歡新的核能供熱系統,他說這套系統為他在中國海陽的公寓提供了經濟實惠且穩定的供暖。

 

海陽區域供熱計畫

與許多其他城市一樣,海陽過去依靠煤炭供暖。六年前,隨著海陽核電廠的渦輪機開始運轉,這種情況發生了變化。該核電廠向不斷擴大的區域內居民提供熱氣。這些供熱完全由核能產生,零排放,使其成為中國首個無碳供熱系統,也是全球少數的此類系統之一。

 

海陽核電廠目前擁有兩座現代化壓水反應器,年發電量約200億度。這些先進的反應器配備了一系列額外的安全功能,並生產無碳電力,為該地區的工業和社區提供能源。

 

繼2019年的小規模先導計畫之後,海陽區域供熱計畫於2021年擴展到整個城市,並於2023年擴展到乳山和威海地區。目前,該計畫正準備進一步擴展到青島市,屆時將覆蓋2億平方公尺的區域,惠及500萬人。

 

海陽核電廠的工程師們正在「暖U-Clear」大樓內走動。該大樓利用電廠產生的蒸汽加熱淡化的海水,然後將熱水通過管道輸送到附近城鎮居民的家中。

減少碳排放

該計畫已提供超過1.4兆(1.4X1012)焦耳的零碳熱能,並透過避免燃燒130萬噸原煤,因而減少了230萬噸二氧化碳排放,並改善了海陽及附近乳山地區冬季的空氣品質。

 

「與其他清潔供暖方式相比,核能供暖更加穩定、經濟、環保,且排放接近零。」中國城市供熱協會副會長劉榮表示。

 

負責海陽核電廠設計管理的苗正強是開發和維護這套新型供熱系統的關鍵人物。他解釋了該計畫啟動的原因。 “首先,作為一家清潔能源企業,我們的目標是更好地履行企業的社會責任。同時,我們也致力於為社會提供相對低廉價格的熱能。”


充分利用所有可用蒸汽

核電廠會產生大量的高溫蒸汽——這正是它們存在的意義,因為利用蒸汽驅動發電機發電。然而,受物理定律的限制,蒸氣中只有大約三分之一的熱量可以轉化為電能,而剩餘的大部分熱量則變成了廢熱。

 

為了提高效率,核電廠需要將這些熱量有效利用。蒸汽可以用於供暖或製冷,或作為能源生產淡水、氫氣或其他產品,例如石油或合成燃料,而不是排放到環境中。這些產品可以由現有的核電廠生產,而發電量只會略微減少,這被稱為熱電聯產。

 

「我們核能供熱系統的基本設計是利用核電廠產生的高溫高壓蒸汽,主要用於發電。發電之後,剩餘的蒸汽用於供熱。」鄭強說。

 

核電廠利用蒸汽透過熱交換器加熱水,確保輸送到公寓加熱系統的熱水不含輻射。

 

粗大的白色管道從電廠蜿蜒而出,將熱水輸送到遍布全市的調度中心——其中許多調度中心曾經是舊燃煤供暖系統的一部分,但現在已經過清理和升級,配備了現代化的輸送泵和數位監控系統。

 

核電廠的餘熱也被用於沿海地區紅樹林的種植,是一項改善當地環境的先導計畫。

從煤炭轉變到核能

調度經理李長科的整個職業生涯都在為海陽市供暖,最初是透過燃煤供暖,現在則是透過輸送核電廠的清潔餘熱。

 

他站在一個閃閃發光、管道林立的空間裡,旁邊是一間擺滿高科技屏幕的房間,回憶起以前的樣子:「以前這間屋子裡有一台40噸重的燃煤鍋爐。那時候環境污染嚴重,地板也很髒。2021年轉換為核能供暖後,我們建造了一個美麗明亮的核能供暖中心。現在我們使用核能供暖,就不會排放二氧化硫、氮氧化物、粒狀物和二氧化碳。」

 

經濟實惠的供暖

附近亞沙村的退休老人孫玲玲很快就擁護這套系統的好處。 「自從改用核能暖氣系統後,我們發現室內溫度更穩定,更舒適了。而且暖氣費用也降低了,民眾也從中受益。」她說。
另一個小型示範計畫顯示,這套供熱系統甚至可以生產飲用水。在核電廠,利用低溫蒸汽進行海水淡化,轉化為潔淨的飲用熱水,並透過一條管道輸送到社區。在社區,熱水的熱量用於供暖,冷卻後的水則供居民飲用。這節約了資源和能源,因為海水淡化過程中產生的熱量通常會被浪費掉。

 

「我一定會向任何對核電廠供熱系統安全性有疑慮的人解釋清楚,它絕對安全,」玲玲補充道。 「自從核電廠興建以來,我們就一直住在這裡,使用它產生的電力,沒有任何問題。它非常安全。最終,空氣更清新,我們也更溫暖。我的所有鄰居都給予了同樣的積極評價。」

 

核電廠的工程師鄭強對此讚不絕口。 「聽到居民們對核電廠供熱的滿意之情,我由衷地感到高興。我相信這是一項真正有意義的事業,我為此感到非常自豪。」


全球對區域供熱的興趣日益濃厚

世界各地對利用核能於工業應用(例如海水淡化、生產氫氣和區域供熱)的興趣日益濃厚。已經實施了區域供熱的國家包括保加利亞、中國、捷克、匈牙利、羅馬尼亞、俄羅斯、斯洛伐克、瑞士和烏克蘭等。

 

國際原子能總署專家弗朗切斯科·甘達解釋了其呼籲:「各國對直接利用核電廠產生的熱能越來越感興趣,因為它能帶來諸多益處,包括減少碳排放、增強整個能源系統的穩健性和韌性、減少環境污染以及提高核電廠所有者和運轉商的效率。其應用範圍不僅限於區域供熱(例如海陽電站廠),還包括核能海水淡化、氫氣生產以及直接向工業提供熱能以實現其脫碳的運轉。」

 

中國原子能總署秘書長黃平表示,海陽核電廠計畫將在整個地區乃至更廣的範圍內推廣。 「核供熱計畫是中國綠色低碳能源轉型重要的部分,」他說。 「中國願與其他國家分享核能供熱方面的經驗和做法,共同應對全球的氣候變遷。」

 

希望採用核能熱電聯產機會的國家,可以向國際原子能總署申請研究和訓練的協助。

 

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