江亿院士：核能水热电联供，助力山东碳中和

2021碳达峰碳中和烟台论坛10月19日在烟台开幕，当天下午举行的主论坛期间，中国工程院院士、清华大学教授江亿表示，综合利用核能，实现热电水三联供，将对满足山东半岛电力、热力和淡水供应发挥重大作用。

山东用电、用热需求旺盛。一方面，其火电装机容量居全国首位。2019年，山东省煤炭消费总量4.3亿吨，发电消耗一半燃煤，而且热电机组装机容量占火电装机容量的比例超过85%，20万千瓦以下小热电机组占比超过30%，发电煤耗高、效率偏低，每年消耗约8300万吨燃煤。另一方面，山东省集中供热总面积达20.5亿平方米。青岛、烟台等城市供热以燃煤锅炉和小热电为主，能耗高、污染大，碳排放量也大。加上大量燃煤小热电同时为工业生产供热，非电燃煤中约70%用于各类小锅炉，为民用采暖和工业生产过程提供热量。

水资源短缺也是山东面临的一大问题，该问题不解决，无法实现可持续发展。

面对低碳转型要求，用什么来替代化石能源消费?如何满足大量用电和用热需求?如何应对水资源匮乏问题?核能的全面开发综合利用可同时解决以上三大问题，即利用核能水热电三联产技术，以全面电气化后的电力替代燃煤、燃气、燃油，以零碳热源满足冬季建筑供热和工业生产的热量需求，以足够的淡水资源确保安全可靠供水。

核电机组运行会产生大量余热，充分利用余热，可进行海水淡化并制备淡热水，再通过单管“水热同送”系统送到城市周边;通过“水热分离”装置分离出热量和常温淡水，由此实现供水、供热。目前，已建成的海阳核电小型示范项目运行效果良好。

在供热、供水基础上，再增加一套跨季节储热装置，实现系统全年连续运行，性能会更佳。水热联产等装置属于高投资项目，一旦建成期望长期运行，而核电装置不希望季节性转换，最好也是连续运行。通过跨季节蓄热装置，可实现连续制水、连续产热。春夏秋季热量换到储热装置，连续供应常温热水，冬季由系统和储热装置共同供热，继续供应常温热水。

测算显示，“1000MW机组+跨季节储热”全年连续运行8000小时，能够发电70亿kWh，输出热量4500万GJ，为1.5亿平方米建筑供热，并产生淡水1.5亿吨/年。若有30台这样的机组，可满足山东半岛35亿平方米建筑供热、供应45亿吨淡水，提供50%的电力供应。跨季节储热不仅使水热联产装置、水热同送系统实现全年连续运行，还能使核电通过改变抽气量而改变发电量，从而具有一定的灵活性，由此不再需要供热调峰热源，完全根据天气决定供热侧热量，提高了供热可靠性。

综合利用核能，实现热电水三联供，将对满足山东半岛电力、热力和淡水供应发挥重大作用，是实现山东半岛零碳能源和可持续淡水供应的重大举措。而要满足山东半岛热、电、水需求，需要有0.3亿千瓦装机的核电。为此，建议在“十四五”期间做好整体规划，为今后二十年的建设和改造提出“一张蓝图”，可先完成1-2个热电水三联供示范工程，到2045年，伴随着核电项目陆续完成，分期分片完成配套工程。