当前，能源体系面临稳定供应与清洁低碳转型的双重挑战和节能减排、化石能源替代的迫切需求。核能具有清洁无碳、能量密度大、供给可靠性高的特点，在能源革命中扮演重要角色，而核能综合利用将核能从单一的发电向多种利用方式拓展，必将成为我国推进能源革命、实现低碳清洁发展，助力实现“中国3060”目标的重要选择。
国家电投积极响应党中央号召，落实国务院国资委部署安排，制定了“2035一流战略”，提出了核能板块“加快由核电向核能拓展、单一核能向多能综合利用拓展、核能向核技术利用和核环保拓展，实现核能产业安全高效发展”的转型发展目标。作为“2035一流战略”战略落地的典型案例，位于山东省烟台市的海阳核电积极探索，先行先试实施核能综合利用，在核能抽汽供热、水热同传等方面取得了一系列成果。
近日发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(以下简称 “十四五”规划)明确提出，开展山东海阳等核能综合利用示范。山东省能源局发布此前发布的《2021年全省能源工作指导意见》也提出，积极开展胶东半岛地区核能综合利用规划研究。国家电投通过自身实践，正在为我国核能产业发展开辟出一条全新的跑道。
核能抽汽供热开创国内先河
2016年12月21日，国家主席习近平在中央财经领导小组第十四次会议上指出：“推进北方地区冬季清洁供暖，关系北方地区广大群众温暖过冬，关系雾霾天能不能减少，是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。2021年政府工作报告指出，2021年，北方地区清洁取暖率达到70%。
中国的化石能源消耗主要来自煤炭、石油和天然气，其中煤炭的消耗量远远高于其它两种能源，而燃煤供暖也是我国北方地区冬季取暖的主要方式，是碳排放的重要组成部分和冬季雾霾的主要来源。因此，发展清洁取暖，寻找有效替代燃煤供暖的方式，
海阳核电站是我国第一个实施大规模核能抽汽供热的核电项目，具有很强的示范意义。2019年11月，海阳核能抽汽供热一期工程70万㎡项目建成投运，开创了国内先河，被国家能源局命名为“国家能源核能供热商用示范工程”。目前第二季运行接近尾声，系统运行良好，居民们普遍反馈核能抽汽供热可靠、稳定、效果好。山东省能源局委托独立第三方对运行情况进行了评估，结论是“清洁、安全、稳定、高效，在技术上取得了核能利用效率的提升，经济上具备了与燃煤供热持平的竞争力，具有大规模推广应用价值。”中国核能行业协会的科技成果鉴定显示，该项目已达到国际先进水平，具有显著的社会效益和环保效益。
在核能抽汽供热一期工程良好实践的基础上，2020年11月25日，全国“零碳”供暖城市创建暨国家能源核能供热商用示范工程二期开工，目前各项工作正在紧锣密鼓推进，目标是2021年供暖季建成投运，届时将实现海阳城区居民核能抽汽供热全覆盖，创建全国首个零碳供暖城市，预计每个供暖季节约原煤10万吨，减排二氧化碳18万吨，减少当地80%废气排放，切实提高居民取暖体验、改善区域生态环境。
抽汽供热迈出了海阳核电核能综合利用的第一步。它采用热电联产的方式，通过做好顶层设计，开展技术创新，将反应堆发出的热量提取一部分，用于用户冬季取暖。从功能上看，实现了核电厂电、热的双重产出和热电联供;从能源利用效率上看，实现了能源的梯级利用，高品质蒸汽用于发电，低品质蒸汽用于供热，提升了核电厂热效率。数据显示，70万㎡供热项目实施以后，全厂热效率由36.69%提升为37.17%;而450万㎡供热项目投运以后，热效率将提高3.25%。
此外，核能抽汽供热具有装机容量大、无间歇性、受自然条件约束少等特点。1台百万千瓦核电机组只要抽出已经发过部分电的五分之一的蒸汽，就可以满足一个百万人口城市的居民用暖需求。单台百万千瓦核电机组实施改造后能够提供3000万㎡的供暖能力，而往往一座核电基地包括多台核电机组，可满足直径100公里范围内的供暖需求。总体而言，核能抽汽供热经济上可行、技术上有保证、环保效益显著，将有效促进传统供热模式向清洁、统一、宏观可调节、微观释放市场活力的新兴供热模式和业态转变。
打造核电“智慧小区”样本
将丰沛的海水资源转化为生活、生产中紧缺的淡水资源，是一项民生工程，也是解决水资源制约发展痛点的重要一环。目前，全球已有160多个国家和地区应用海水淡化技术，解决了全球2亿多人的用水问题。尤其在中东和一些岛屿地区，海水淡化水已成为基本水源。
北方东部沿海地区是我国人口密集区域，也是重要的社会和经济活动区域，目前发展正受到能源、水资源和大气环境污染的制约，其中淡水资源匮乏的问题尤为突出。针对这一地区清洁取暖需要和冬、春两季季节性缺水的实际情况，发展水热同传，可以在供暖的冬季同时供应大量的淡水，解决当时的缺水问题，并通过水库蓄存，缓解春季水资源的短缺，又不形成任何碳排放源。
2020年11月15日，海阳核电建成投运了世界首个水热同传实践工程，示范供能面积1万㎡，为宿舍区内近2千人同时供热供水。
本项目是世界首个水热同传实践工程的落地，是海阳核电核能综合利用的再一次突破。它依托已有的海水淡化工程及供热设施，通过二级反渗透系统，对海水淡化水进行深度处理直至达到饮用水标准，同时，利用核电机组产生的热能，加热至85℃，再用一根管线代替传统水热分传的三根管线，将水和热同步输送到核电员工宿舍区，经水热分离装置进行水热分离，热量进入热力系统，放热后的水进入供水系统使用。
水热同传实践工程首次实现了供热和供水的跨界组合，比传统分传技术节省投资约50%，节省运维成本约20%，提高了能源效率，降低了用能成本，为同步解决城市清洁取暖和淡水需求等民生问题探索了现实可行的方案。
水热同传是海阳核电“智慧小区”项目的其中一部分。“智慧小区”包括供热、供水、储电、储热、光伏发电、智慧路灯等，通过控制系统，实现多能互补联合经济运行，目前建安工作基本完成，部分功能已投入使用。该“智慧小区”作为智慧核能综合利用的试点，为后续大规模大范围应用提供了参考样本。
开展智慧核能综合利用
在国家电投一届三次职代会暨2021年工作会议上，国家电投党组书记、董事长钱智民提出，要重点把握好“构筑新跑道、提升新价值、激发新活力、培育新动能、发挥新优势”等五个方面的工作。其中，在“构筑创新智慧能源新跑道”中，要求“积极推进智慧核能综合利用商业模式研究”，表明了持续推进核能综合利用的决心和态度。
此次国家“十四五”规划将“开展山东海阳等核能综合利用示范”列为核电发展目标，更是进一步明确了这条新跑道。
依托国家电投综合智慧能源的成熟模式和海阳市打造“新能源综合利用示范城市”的良好契机，海阳核电正在积极策划“风光核储一体化”项目，充分利用自身资源、存量设施和人才优势，加大核能多场景综合利用的创新和开发，加强与不同产业合作，通过核电同海水淡化、分布式光伏、海上风电、储电、储热多能互补，向市场用户提供电、热、水、氢等不同的产品和服务，实现智慧核能综合利用，打造智慧小区、智慧城市，为“十四五”核电发展做出典型示范。
据相关统计，截至2020年12月31日，我国大陆运行核电机组共49台，装机容量约为5102万千瓦。国家“十四五”规划提出，核电运行装机容量要达到7000万千瓦。而随着“国和一号”“华龙一号”等国家重大专项的投运，我国核电技术水平不断提升，核能综合利用还将具有广阔的发展空间，为碳达峰、碳中和“中国3060”做出更大贡献。
