除了向大電網供電，核電站還能怎么用？這個話題既“古老”又新穎。之所以說它“老”，是因為早在四五十年前就有核電站“兼職”供熱、海水淡化，國際上利用核能熱電聯供原理供熱的壓水堆機組已累計安全運行超過1000堆年（一個反應堆運行一年稱為一個堆年）。如今，全球核能開發商們正在積極讓核電站跳出單一發電模式 ，同時發揮傳統用途以外的更多潛力。

位于黃海之濱的山東海陽核電基地是個典型樣本。今年3月公布的“十四五”規劃中，核能綜合利用首次被寫入，規劃提出“開展山東海陽等核能綜合利用示范”。海陽核電站地處山東青島、煙臺、威海三大城市之間，項目規劃建設6臺百萬千瓦級核電機組，并預留兩臺擴建場地。作為我國三代核電自主化依托項目，海陽核電一期工程1、2 號機組于2018年、2019年相繼投入商運，年發電量可滿足山東省約三分之一家庭的年用電。在完成發電“主業”之余，海陽核電在兩年前首開國內“核電抽汽商用供熱”先河，并探索核能海水淡化以緩解膠東半島淡水資源短缺。

“我們制定了海陽核能綜合利用戰略規劃，‘熱、水、儲、氫’四大應用場景正在展開。”山東核電有限公司黨委書記、董事長吳放近日接受澎湃新聞采訪時透露，在海陽，后續每年都將有新的核能綜合利用項目建成投運及新項目開工。除了抽汽供熱和海水淡化，大規模儲熱、儲電、制氫等核能綜合利用項目的研究也正在推進。

在日益激烈的能源市場競爭格局中，核能發電的優勢在于清潔性和高能量密度，但也面臨與同樣低碳的天然氣及成本快速下降的可再生能源競爭。讓核電站進入更多能源市場，在售電之余賣熱、賣水、制氫，與可再生能源相輔相成，是出于提高核能經濟性的現實需求，也是確保核能長期競爭力的創新需要。

核能綜合利用經不經濟、安不安全、能走多遠？海陽模式的探索給出了一些答案。

海陽核電基地

核能綜合利用山東模式：始于供暖，不止供暖

3月29日，海陽核電抽汽供熱第二個供暖季收官，去冬今春持續為該市70萬平方米居民用戶供暖137天。2019年11月，山東海陽核電抽汽供熱項目一期工程第一階段正式投用，被國家能源局命名為“國家能源核能供熱商用示范工程”。

近年來核能供熱頻頻進入公眾視野，從路線上可分為兩類：一種是在城市中或近郊建低參數的低溫核供熱堆，這類小堆更為靈活，但仍面臨經濟性掣肘。另一類就是海陽核電這種，基于現有的大型核電廠，利用核電站的抽汽向熱網供熱。也就是將反應堆發出的熱量提取一部分用于用戶冬季取暖，高品質蒸汽用于發電、低品質蒸汽用于供熱，提高核電廠熱效率。從原理上看，核電站供熱與燃煤熱電聯產機組相似。

據澎湃新聞了解，海陽的核能供熱商用示范工程二期450萬平方米供熱項目正在建設，預計今年11月供暖季具備供暖條件。屆時，核電抽汽供熱將覆蓋海陽市整個城區，全面取代現有燃煤供熱鍋爐，海陽市將成為全國首個“零碳供暖城市”。 

海陽核電抽汽供熱項目廠內換熱首站

據吳放介紹，可覆蓋核電廠周邊100公里范圍的單臺機組3000萬平方米供熱研究也在推進中，遠期目標是供熱能力達到2億平方米。

海陽市豐源熱力有限公司董事長趙新2019年曾對澎湃新聞稱，核能供熱覆蓋整個海陽地區450萬平方米供熱面積后，可以替代當地400多蒸噸的供熱燃煤鍋爐。

對于近年來減煤壓力頗大的山東省而言，意義不言而喻。據豐源熱力測算，核能供熱項目在此前兩個供暖季對外供熱累計約58.2萬GJ，節省原煤3.2萬噸。覆蓋450萬平方米后，預計每個供暖季節約原煤10萬噸，減排二氧化碳18萬噸。

國內目前多種供熱方式并存，經濟性是決定核能供熱與其他能源品類供熱相比市場競爭力幾何的關鍵所在。對此，國家能源局組織獨立第三方對海陽核電抽汽供熱運行情況進行了評估，結論是“清潔、安全、穩定、高效，在技術上取得了核能利用效率的提升，經濟上具備了與燃煤供熱持平的競爭力，具有大規模推廣應用價值。”

吳放也表示，核電廠熱電聯產在經濟性競爭力上可以和大型燃煤電廠熱電聯產相持平，從實施效果來看，海陽核電抽汽供熱實現了“居民用暖價格不增加、政府財政負擔不增長、熱力公司利益不受損、核電企業經營做貢獻、生態環保效益大提升”等多重效果。

多方共贏背后是對核電站能量階梯利用挖潛。據介紹，1臺百萬千瓦核電機組只要抽出已經發過部分電的五分之一的蒸汽，就可以滿足一個百萬人口城市的居民用暖需求。70萬平方米供熱項目實施以后，海陽核電全廠熱效率由36.69%提升為37.17%；450萬平方米供熱項目投運以后，核電廠循環熱效率將進一步提高到39.94%。

海水淡化：緩解膠東淡水瓶頸

山東是我國北方嚴重缺水省份之一，人均水資源占有量僅為全國水平的1/6。尤其是膠東半島，淡水資源短缺危機隱現。向海取水、海水淡化已被列為該省解決缺水問題的重要手段。

沿海核電站對海水淡化有小規模運行基礎和經驗，主要用于解決核電廠內部淡水供應問題。據中國能源報2020年10月報道，包括海陽核電在內，遼寧紅沿河核電廠、福建寧德核電廠、浙江三門核電廠等均配套建設海水淡化項目，但彼時總規模不足6萬噸/天。目前，國內海水淡化項目規模最大的是10萬噸/天。

海陽核電已將目光轉向大規模海水淡化。

海陽核電站

澎湃新聞了解到，海陽核電廠區內8400噸/天的海水淡化項目已經建成投運5年，為廠區及員工宿舍區提供生產、生活淡水。2020年11月，海陽核電水熱同傳科技示范項目建成投運，為宿舍區內近2000人同時供熱供水。該項目依托已有的海水淡化工程及供熱設施，通過二級反滲透系統，對海水淡化水進行深度處理直至達到飲用水標準，同時，利用核電機組產生的熱能，加熱至85℃，再用一根管線將水和熱同步輸送到核電員工宿舍區，經水熱分離裝置進行水熱分離，熱量進入熱力系統，放熱后的水進入供水系統使用。

核能海水淡化會不會導致放射性安全問題？對此，吳放表示，海水淡化取用天然海水，核電廠僅為海水淡化提供電能和熱能，利用反滲透膜或蒸發的方法，去除海水中的鹽分和其他雜質，從而生產出滿足飲用標準的淡水。

未來，山東核電公司將分階段建成年產3000萬噸至1億噸淡水供應能力的海水淡化工程。其中，產能為10萬噸/天的大型海水淡化工程一期項目已經完成可行性研究、環評等前期工作，待其他條件具備后將立即開工建設。產能為20萬噸/天的大型海水淡化工程二期將在一期工程建成后2年內投產。“作為膠東半島重要的戰略儲備水源，為地方供應高品質飲用水、工業用水或涵養生態，減少對引黃、引長水的依賴，間接減輕黃河非生態用水量。”吳放說道。

除了抽汽供熱和海水淡化，山東核電公司還在推進大規模儲熱、儲電、電解制氫等核能綜合利用項目相關研究。

在上述模式中，核能與可再生能源的關系將從市場競爭關系變為相輔相成，風光核儲打配合，由此降低能源綜合成本。

比如，儲熱與核電、風電、光伏發電相結合，用于核電抽汽供熱時的熱量調蓄，消納多余風電光伏發電來提高能源利用率，平抑電網波動，同時通過儲熱罐的電極鍋爐作為核電抽汽供熱的熱備用。

山東核電公司擬為海陽450萬平方米供暖配15000立方米的儲熱罐，設計容量為500MWh，即儲熱1800GJ。該項工作已完可行性研究，擬2021年開工，2022年建成；針對規劃中的3000萬平方米供熱，擬建配套布置3-4個大型儲熱罐，容積30000立方米左右，計劃在2023年至2024年建成；后續還將針對膠東半島清潔供暖，擬建8個以上的大型儲熱罐輔助熱源。