我国首个核能综合利用技术品牌——“暖核一号”创新发展实践

　　创造单位：山东核电有限公司

　　主 创 人：吴 放

　　创 造 人：缪正强 梁 军

　　［摘　要］“双碳”目标下，核能综合利用成为能源绿色低碳转型的重要途径。作为国家电力投资集团公司控股子公司，山东核电有限公司依托运营管理的海阳核电站，在全国范围内率先开展大型压水堆核能供热研究，开发出具有完全自主知识产权的核能零碳供热技术，打造了我国首个核能综合利用技术品牌——“暖核一号”，实现了我国核能商用供热“零”的突破，并推动核能技术向核能品牌升级，为能源绿色低碳转型贡献了可复制、可推广的整县制核能供热“国家电投方案”。

　　［关键词］能源绿色低碳转型；核能综合利用；核能供热

　　一、实施背景

　　（一）核能综合利用正成为能源绿色低碳转型的重要途径

　　近年来，党中央、国务院高度重视能源安全和清洁能源发展。

　　2014年6月13日，在中央财经领导小组第六次会议上，以习近平同志为核心的党中央高瞻远瞩、审时度势，创造性地提出了“四个革命、一个合作”能源安全新战略，为新时代能源发展擘画出宏伟蓝图。

　　2016年12月21日，在中央财经领导小组第十四次会议上，习近平总书记明确指出，推进北方地区冬季清洁取暖，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。

　　2020年9月22日,习近平主席在第75届联合国大会上郑重宣布,中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,并努力争取2060年前实现碳中和。

　　在这一背景下，以高效、清洁、多元化为主要特征的能源转型进行不断加快。凭着在能源减碳方面的潜力，核能开始受到前所未有的重视，核电及核能综合利用的重要性更是日益凸显。国家“十四五”规划明确提出，“开展山东海阳等核能综合利用示范”。中共中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出，“积极稳妥推进核电余热供暖”。

　　（二）核能供热领域迎来重大发展机遇

　　近年来，国家出台的一系列相关政策为我国核能行业打开了新的成长空间，特别是核能供热领域迎来重大发展机遇。

　　2016年6月，国家发展改革委、国家能源局印发的《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》提出，到2050年,核能供热具备规模建设条件。

　　2018年2月，国家能源局印发《2018年能源工作指导意见》，明确提出积极研究推动北方地区核能供暖试点工作。同时，将核能供暖示范工程列为重点项目，实施北方地区核能供暖五年行动方案。

　　2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，强调积极推动严寒、寒冷地区清洁取暖，积极稳妥开展核能供热示范。

　　在政策持续推动的同时，我国城市建筑集中供暖面积也在快速增加，为核能供热提供了良好的用户环境基础。根据数据显示，2021年，我国城市建筑集中供暖面积为106.03亿平方米，同比增长7.30%。

　　有机构分析，假设2030年我国城市建筑集中供暖面积为150亿平方米，按照增长面积的10%由核能来供热,则核能供热面积有望达到5.2亿平方米。

　　作为国家电力投资集团公司控股子公司，成立于2004年9月的山东核电有限公司（简称“山东核电”）是山东海阳核电项目业主单位，全面负责海阳核电站的设计、建造、运营管理。2019年，山东核电开始依托海阳核电站，开创性地进行核能供热方面的探索与实践。

　　二、主要做法

　　按照国家“十四五”规划纲要提出的“开展山东海阳等核能综合利用示范”的部署，国家电投山东核电在确保海阳核电一期工程安全稳定发电的同时，于全国范围内率先开展大型压水堆核能供热研究，开发出了我国首个具有完全自主知识产权的核能零碳供热技术，同步推动核能技术向核能品牌转变，打造了我国首个核能综合利用技术品牌——“暖核一号”，以品牌创新驱动企业高质量发展。

　　（一）“暖核一号”工程实践

　　1.“暖核一号”一期31.5MW“园区级”核能供热工程

　　2019年11月，国家电投山东核电在国内率先建成投运“暖核一号”一期31.5MW“园区级”核能供热工程，实现国内核能商用供热零的突破，被国家能源局命名为“国家能源核能供热商用示范工程”。

　　2020年4月，“暖核一号”一期工程圆满完成首个供暖季供热任务，持续为70万平方米居民用户供热129天。

　　在国家能源局和山东省能源局的指导下，西安热工研究院作为独立第三方在对“暖核一号”一期核能供热项目首个供暖季进行后的评价中指出：“该工程在技术上实现了电厂核能利用效率的提高，经济上具备了与燃煤供热的竞争力，总体取得了居民用暖价格不增加、政府财政负担不增长、热力公司利益不受损、核电企业经营做贡献、生态环保效益大提升等多重效果。”

　　2.“暖核一号”二期202.5MW “县域级”核能供热工程

　　2020年，“暖核一号”核能供热项目再启新篇。国家电投山东核电提报的海阳核电远距离大规模核能供热可研报告，通过专家评审。国家电投山东核电与烟台市签订战略合作框架协议，逐步向海阳全市及胶东地区推广核能供热，力争为全国核能商业供热提供可复制、可参照的“标准方案”。

　　2021年11月，“暖核一号”二期202.5MW “县域级”核能供热工程投运，为海阳市全城区近500万平方米的20万居民持续提供清洁稳定的热能，助力海阳市成为全国首个“零碳”供暖城市，为“推进北方地区冬季清洁取暖”贡献了可复制、可推广的整县制核能供暖“国家电投方案”。

　　该工程首个供暖季持续稳定供热143天，累计对外提供清洁热量200万GJ。相较于核能供热前，节约原煤18万吨，减排二氧化碳33万吨、氮氧化物2021吨、二氧化硫2138吨、烟尘1243吨，供暖季空气中PM2.5下降了16%，天气优良率上升了17%，明显提升了区域供暖季空气质量。同时，减少向环境排放热量150万GJ，2摄氏度海洋温升面积缩减了25公顷，有效改善了周边海洋生态环境，为我国核电基地海洋生态环境建设提供了新示范。

　　3.“暖核一号”三期900MW“区域级”核能供热工程

　　2022年7月，“暖核一号”三期900MW “区域级”核能供热工程开工，是世界最大的单台机组抽汽供热工程，配套输热管网是我国首个跨地级市的核能供热长输管网工程。

　　该工程于2023年底供暖季前建成，实现跨区域核能供热，年供热能力可达970万GJ，供热区域可达青烟威地区，满足100万居民供暖需求，同时可替代原煤消耗90万吨，减排二氧化碳165万吨。

　　（二）“暖核一号”品牌打造

　　作为山东省首个建设并运行的核电站，如何通过品牌建设打造核能综合利用核心竞争力，提升企业知名度、美誉度，助力核能产业高质量发展，山东核电进行了深入地探索实践。

　　1.抢占先机，推出我国首个核能综合利用品牌，实现从产业到品牌的升级

　　山东核电党委高度重视品牌建设工作，在海阳核能供热项目建设之初，就强化顶层设计，将品牌建设与项目建设同谋划、同部署、同推进，全面布局品牌发展路径，高标准谋划品牌发布和立体化、分阶段推广，把品牌建设与国家能源核能供热商用示范工程建成、国家“十四五”规划明确“开展山东海阳等核能综合利用示范”、国内首个“零碳”供暖城市建成、全国最大核能供热项目启动供热等重大工程节点和重要事件相结合，策划推进品牌发布、推广、传播等工作。“暖核一号”获评第七届中国品牌论坛创新案例奖，首批入选核电工程建设高推广价值五新技术成果，获评央企十大超级工程、核领域十大事件等，推动海阳核能供热从产品走向品牌，实现了品牌建设与核能事业发展的互促互进。

　　2.统筹推进，塑造高辨识度的品牌形象，打响核能供热知名品牌

　　创建统一的品牌形象识别系统,可以提高传播效率，强化品牌认知。作为核能领域民生工程，“暖核一号”品牌建设紧密围绕行业特点，始终注重公众沟通、公众参与、公众体验，让公众在充分享受核能发展红利的同时，树立“暖核一号”品牌良好口碑，重塑核能可亲可近的新形象，进一步提高公众对核能的接受度，有效化解“邻避效应”。

　　一是发布“暖核一号”IP形象，上线IP表情包，充分展示“暖核一号”清洁、安全、稳定、高效的核心价值。目前，全网总使用量超万人次。

　　二是在全网开展“暖核一号”logo及传播语征集，全过程与公众进行互动评选，共征集到近150幅作品，受众超1.5万人次。

　　三是创作“暖核一号”主题歌曲及MV，将在2023年国家能源局召开的全国核能供热经验总结交流大会上发布。

　　四是开发“暖核一号”系列品牌传播及科普文创品，获得行业内外、社会公众的一致好评，获评第四届中国核学会科普奖二等奖，国家电投集团“我心中最美的国家电投”品牌故事文创品类一等奖。

　　3.系统谋划，制定立体化品牌传播策略，实现从点到面的裂变效应

　　讲好品牌故事，是增进公众对核能发展的价值认同和品牌认知的一个非常重要的载体和手段。山东核电以“暖核一号”品牌建设为核心，配套品牌架构体系、工作体系、传播体系，从资金支持、日常推动、专项突破三个维度部署推进实施，以重大节点、品牌专项活动为牵引，推动品牌深化、提升不断取得新突破。

　　一是依托主流媒体提高品牌传播力。充分运用各种宣传资源和媒体平台，重点联动主流媒体，对海阳核能供热全过程进行多媒体报道、多样化展示、多终端推送。自“暖核一号”品牌发布以来，被人民日报、新华社、央视三大核心央媒报道50余次，共在上千家媒体、网站、客户端及自媒体传播信息约3.5万篇。“暖核一号”成为网络高频词汇，被百度百科收录。

　　二是打造专项行动提高品牌凝聚力。连续两年开展品牌大使“千人行动”，山东核电1200余名来自全国各地的员工、“暖核一号”百名用户、项目参建单位建设者担任品牌大使，广泛普及核能供热科普知识，讲述“暖核一号”品牌故事，覆盖受众4万余人次。

　　三是发动专家代言提高品牌公信力。推出两期海阳核能综合利用论坛，邀请有影响力的院士、行业专家、官方权威人士为“暖核一号”代言，有效提升了品牌公信力。

　　四是加强国际传播提高品牌影响力。通过金砖国家、世界核协会、国际原子能机构（IAEA）、美国电力研究协会（EPRI）等国际组织及协会多次推介，俄罗斯第一电视台及塔斯社、日本朝日新闻等美、日、俄的主流媒体进行报道，进一步提高了集团公司在国际上的影响力。

　　经过3年的探索与实践，“暖核一号”品牌影响力不断凸显，形成了具有一定震撼性、冲击力的社会传播效果，实现了品牌建设与核能事业发展的互促互融，走出了一条品牌赋能核能产业的新路径。

　　三、主要创新点

　　“双碳”背景下，作为核能综合利用的重大创新成果，“暖核一号”代表了我国核能综合利用技术的先进水平。其以零碳方式一体化满足了社会用电、用暖需求，为我国核电热电联产提供了示范样板，为能源供给侧变革和高质量发展提供了新路径。

　　（一）具有完全自主知识产权的核能零碳供热技术

　　“暖核一号”是由国家电投自主开发的具有完全自主知识产权的核能零碳供热技术，是我国首个核能综合利用技术品牌。该技术依托海阳核电三代非能动百万千瓦级核电机组，由国家电投山东核电牵头，联合国内多家设计研究院所、设备制造单位自主研发形成，实现了大型核电机组的热电联产，具有安全、经济、清洁、高效的特点，能够适应多种应用场景。

　　（二）在核电热电联产运行控制技术上实现新跨越

　　“暖核一号”以核电机组常规岛汽轮机中间级抽汽为主要技术特征，填补了百万千瓦级中压饱和汽轮机组抽汽技术的国内空白。研发了适用于饱和蒸汽的大口径抽汽止回阀、快关调节阀等新型阀门，在核电热电联产关键设备上实现了国内首创。开发了反应堆热功率与汽轮发电机电功率+对外供热功率匹配的运行控制策略，在核电热电联产的运行控制技术上实现了新的跨越。形成了一套完整的基于核电热电联产的安全和瞬态评估体系，在国内大型核电机组热电联产安全评估技术上实现了零的突破。

　　（三）形成了一系列标准化的模块和方案

　　“暖核一号”固化了一系列完整的技术，包括大型核电机组抽汽供热安全评估技术、常规岛重要系统和设备瞬态分析技术、汽轮机抽汽供热改造技术、核能供热厂区供热换热技术、热电联产机组控制技术、核能供热联合调试技术、核能供热厂内外联合运营技术等，形成了一系列标准化的模块和方案。

　　“暖核一号”拥有“园区级”（供热能力30MW）辅汽供热模块、“县域级”（供热能力200MW）抽汽供热模块、“区域级”（供热能力900MW）大规模抽汽供热模块等多个技术标准化方案，可满足不同供热应用需求。以海阳核能供暖为样板，“暖核一号”可向全国核电机组的热电联产进行复制推广。

　　（四）开创核能供热商业新模式

　　“暖核一号”开创了“核电厂+政府平台+供热公司”的核能供热商业新模式。由核能清洁热源置换传统热源，兼容原有商业模式，在长距离大规模供热中，再增加“长输管网公司”，实现当地民众、地方政府、热力公司、核电企业的多方共赢。

　　“暖核一号”让核首次以“暖”的方式走入寻常百姓家，让人民群众用得经济、用得环保、用得放心、用得安心、用得舒心，打破了“核”的神秘感，增进了“核”的亲密感，进一步密切了核能与公众的联系，增加了公众对核能的了解度和接受度。

　　四、取得的成效

　　国家电投山东核电从核能发电跨界到核能供热，通过融合创新突破了核能在我国能源体系中原有的边界与作用。运用“成熟技术+跨界学科”的能源供给侧科研新机制，使“核”和“暖”实现了有机结合。

　　目前，“暖核一号”不仅成为广受社会各界关注和赞誉的创新品牌，还成为推动我国能源供给侧革命、实现多元发展的样板，为我国能源行业的跨界发展提供了品牌示范。

　　（一）环保效益显著

　　核能供热采用核电机组二回路的蒸汽作为热源，完全不排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等物质，是“零碳”清洁供暖，可大大节约环保投资，同时因燃煤产生的污染、运输压力、资金问题等也得到了极大缓解。

　　以“暖核一号”二期202.5MW核能供热工程首个供暖季为例，相较于核能供热前，节约原煤消耗18万吨，减排二氧化碳33万吨，供暖季空气中PM2.5下降了16%，天气优良率上升了17%，明显提升了区域供暖季空气质量。

　　（二）经济社会效益显著

　　“暖核一号”作为我国首个核能供热商用项目，首次让核能以暖的形式“飞入寻常百姓家”，在拓展核能在我国能源体系中原有的边界与作用的同时，进一步满足了人民群众对美好生活的新期待。

　　2021年，在煤炭价格波动较大，保供形势复杂严峻的情况下，“暖核一号”二期核能供热工程投运后，海阳市居民住宅供热价格由原来的每建筑平米22元下降至每建筑平米21元，让海阳市民切实享受到了核能发展的“红利”，得到了切切实实的实惠，增强了人民群众获得感、幸福感、安全感，为核能事业发展营造了良好的舆论氛围。

　　同时，“暖核一号”的良好发展实践，在获得国内广泛传播的同时，赢得国际广泛关注，进一步提高了我国核能创新发展在国际上的影响力。

　　（三）能源利用效率显著提升

　　“暖核一号”逐步提高了机组热效率，进而实现能源利用效率和电站经济性的极大提升。

　　“暖核一号”一期核能供热31.5MW工程投运后，全厂热效率由36.69%提升至37.17%；“暖核一号”二期202.5MW核能供热工程投运后，热效率提高至39.94%；“暖核一号”三期900MW核能供热工程投运后，机组热效率将提升到55.9%，是原来的1.5倍。

　　如果海阳核电两台机组同时开展900MW核能供热改造，相当于用不到5%的投资，增加了一台百万千瓦级核电机组。

　　未来，国家电投山东核电将持续打响“暖核一号”品牌，积极探索更大规模、更高效率、更长距离的供热技术方案，为核电供热的规模化发展提供可复制的模板和标准，推进核能与其他新能源耦合一体化建设，进一步加快核能综合利用多元化、智慧化发展进程，不断提升能源利用效率和资源利用率，打造绿色低碳循环经济，为助力“双碳”目标如期实现和经济社会高质量发展作出更大贡献。

　　编辑/车玉龙 统筹/李苏

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