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TUhjnbcbe - 2025/1/19 17:48:00

海阳核电站内换热装置所在的毗屋,使用核能加热的水在这里与通向换热中心的水进行热量交换。

从中国地图上看,胶东半岛如翼龙头部面朝大海。在半岛南侧的“咽部”,有一处“热点”。比起左边的崂山、右边的乳山,海阳没什么名气。然而它又的确有几分特别,在北半球的这个冬天,它成了全中国第一座完全实现核能供暖的城市。

现代与古老在这里不做争夺,它们彼此给予——海阳核电站的两个机组每年发电量亿千瓦时,足够满足青岛、烟台、威海地区全部居民的生活用电。深藏着高核辐射物质的建筑内,剧烈的核反应随时都在进行。核电站外几百米处是几个当地的自然村,和很多临海的村子一样,人们以捕鱼为业,天没亮就出门赶海。也有人在核工业园区从事保安、保洁等工作。

作为中国大陆51座在运行的核电站之一,海阳核电站无论是规模还是技术上都不特殊,一件颇有意义的小事是,年,它拿出4%的发电量,为60万人口直接输送热量,让这座北方小城告别了化石燃料供暖的时代。

一切顺利的话,未来的某个冬天,这座核电站还将把热量输送到青岛、烟台、威海三座城市。

海阳核电站常规岛内随处可见监测压强、温度等关键性指标的设备。

“什么是安全?符合标准,就是安全的”

从清华大学工程物理专业毕业后,吴放一直在核领域工作。这位核能专家、山东核电董事长的日常工作,是和同事一起维护海阳核电机组的安全稳定运行。

吴放回忆,年,自己在北京经历了数场雾霾,“抬头看不见建筑,只能看到上面发亮的字”。这让吴放萌生了用核能供暖的念头,因为核能是清洁能源,几乎不会带来任何大气污染。

当前国内供暖主要依靠燃烧煤炭和天然气,会产生大量二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物。据清华大学建筑节能中心测算,中国北方城镇每年供暖能耗为2.12亿吨标煤,碳排放量约5.5亿吨,约等于2亿辆小汽车一年的碳排放。

除了引发雾霾,燃烧化石能源排放的二氧化碳还造成全球变暖,导致极端气候现象频发、海平面上升。在刚刚结束的《联合国气候变化框架公约》第26届缔约方大会上,多国政府都提出了碳中和的目标。

人们能说清雾霾的成分,但很显然,人们更害怕核能。说起“核”,多数人的第一反应是武器和事故。如造成近10万人死亡或重病、方圆30公里范围内受到严重污染、三分之一地球受到放射性物质影响的切尔诺贝利核事故,再比如年日本福岛核电站泄漏事故。后者的影响力大到让多个国家暂时停止了核电站的建设和新增计划,德国甚至宣布年起全面弃核。

吴放不常谈论“福岛”或“切尔诺贝利”,尽管他常常面对带着这些关键词的问题。

在人类文明和战争的记忆里,与“核”有关的伤痕都太过深刻,“核”带来的恐惧感是持久的。但在海阳核电站,距离核反应堆最近的人反而很安心。

据测算,园区上千名员工一年受到核辐射的平均剂量约为做一次腹部CT的百分之一。很多时候,园区里的辐射值甚至低于大城市——繁华都市中,空气里的粉尘、建筑中的天然大理石等材料也有核辐射。园区里还有一块计时大屏幕,截至中青报·中青网记者抵达时,核电站已经持续天18小时14分24秒没有发生人因事件。

到底什么是安全?在吴放看来,安全是一个难以定义的词,他更愿意用“符合标准”来衡量。“只要我们在建设、操作时符合标准,那我认为它就是安全的。”事实上,中国在核能开发、利用方面制定的标准是全世界最高的。

在核领域工作多年,吴放一直希望提高核能的利用效率。受物理学基本规律的限制,目前全球核电站在发电时的热效率最高只有约36%的水平,想显著提升,只能期待人类有重大科学和技术突破。

核电站一般都建在海边,核反应会释放大量的热,需要海水作为冷却水,加热水产生的水蒸气推动涡轮发电机发电。吴放曾考虑,如果能从这些热能中拿出一部分用于供暖,能提高核能的利用率,同时也能实现清洁能源供暖。

“这个想法从原理上说很简单,很多人都能想到,实施起来却是一个复杂的工程学问题。而且前几年核能供暖并不会比使用化石燃料便宜很多,因此很少有人愿意做这个尝试。”吴放解释。

推进研究的同时,他先在核电站员工宿舍区以及当地30多个小区做试点,然后逐步扩大范围,直到覆盖整个海阳市城区。出人意料的是,不管是核电站建设和运行时,还是推广核能供暖时,他们发现当地老百姓并没有对安全性感到担心。多数人最关心的问题是,核能供暖效果怎么样,便不便宜。

年11月9日,核能供暖的热水如期温暖了这座城市。与往年冬天相比,市民并没有感受到什么不同,暖气片还是那么热,持续而稳定——除了供暖费每平方米比去年降低了1元。

海阳核电站内的涡轮发电机。核能产生高温高压的水蒸气,推动涡轮发电机发电。

解决了燃“煤”之急

穿过层层钢筋混凝土和金属安全壳,核电站的核心只是一根根细长的燃料棒,4米多高,粗细和混凝土使用的钢筋差不多。它们排列在一起就成了稳定且能产生大量能量的核反应堆。按照计划,如果海阳核电站的8座反应堆全部建成投入使用,能提供整个山东省13%的用电量。

这是发生在原子维度的反应,却蕴藏着巨大的能量。1克浓缩铀-的体积和一粒米差不多,但它在完全裂变后产生的能量,约等于2.8吨标准煤或1.8吨汽油完全燃烧所释放的能量。

在能源领域,能用于发电的热能是“高级”的,需要水蒸气有较高的温度和能量,在海阳核电站,用于发电的水蒸气的温度高达.6摄氏度,压强5.38兆帕,约为53倍的大气压强。发完电的水蒸气虽然还是温暖的,但属于较“低级”的能源,很难再得到利用。供暖则并不需要那么“高级”的能量,“我们的工作类似于拿出一部分‘高级’的能量兑入‘低级’的能量,变成更多‘中级’的能量,也足够用来供暖了。”吴放解释。

实现这个想法并不容易。核电站是一个设计精密的系统,取出一部分水蒸气,势必对整个系统产生影响。在海阳核电站1号机组年投入商运当年,他们经过大量前期理论论证后开始立项,次年开始试点供暖。范围从核电站办公区逐步扩大到海阳市的部分小区,直到今年,整个市区都用上了核能供暖。

而在这个过程中,用户端的改变并不大。在核电站之外,除了替代了海阳市的12台燃煤锅炉,其他的一切和燃煤供暖几乎没有任何区别。供暖的水还是由各区的供热企业负责加热,只是如今,供热企业不再需要燃烧煤炭加热供暖水,而是由海阳核电站提供热水,在供热中心将热量传递给供暖水。

海阳实现核能供暖引起了全球核领域同行的

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