1.通過熱電聯(lián)產(chǎn)和電氫聯(lián)供有效發(fā)揮調(diào)節(jié)支撐作用。
2023年12月,石島灣高溫氣冷堆核電廠在完成168小時(shí)連續(xù)運(yùn)行考驗(yàn)后,正式投入商業(yè)運(yùn)行。高溫氣冷堆可產(chǎn)生700~950℃高溫,因此可應(yīng)用于發(fā)電、供熱和制氫等場(chǎng)景,并可實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供或電氫聯(lián)供。通過熱電聯(lián)供或電氫聯(lián)供,可實(shí)現(xiàn)在電與熱或氫之間進(jìn)行出力調(diào)節(jié),從而達(dá)到調(diào)峰的目的。
目前,沿海地區(qū)石化行業(yè)清潔低碳用熱需求越來越迫切,核電正加大核能供熱系統(tǒng)的建設(shè)或改造。核能供熱主要是從二回路抽取蒸汽作為熱源,經(jīng)過多級(jí)換熱,然后經(jīng)工業(yè)用汽管道將熱傳輸給石化產(chǎn)業(yè)基地。核能供熱實(shí)現(xiàn)了在反應(yīng)堆熱功率與發(fā)電功率+供熱功率之間的運(yùn)行控制,具有一定的在發(fā)電與供熱之間調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換的能力。
與供熱相比,由于氫氣易于存儲(chǔ),采用電氫聯(lián)供能夠?qū)崿F(xiàn)在發(fā)電與制氫之間更為靈活的調(diào)節(jié),對(duì)調(diào)峰響應(yīng)能力更強(qiáng),因此將是更為有效的調(diào)節(jié)方式。目前,高溫氣冷堆制氫技術(shù),如“核能+熱化學(xué)循環(huán)”“核能+高溫固體氧化物電解水”等尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或驗(yàn)證階段,預(yù)計(jì)2030年以后能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,核能的調(diào)峰能力隨之會(huì)有躍升式提升。
2.采用配套儲(chǔ)能方式有效發(fā)揮調(diào)峰支撐作用。
國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局于2021年11月發(fā)布了《全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)實(shí)施方案》,要求存量煤電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造?,F(xiàn)有煤電機(jī)組受限于鍋爐調(diào)峰深度有限等問題,如果進(jìn)行頻繁和大幅度調(diào)節(jié),一方面會(huì)影響項(xiàng)目合理收益,另一方面會(huì)降低煤電機(jī)組使用壽命。為提高可實(shí)施性,各能源央企紛紛試水熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)來進(jìn)行煤電靈活性改造。與煤電機(jī)組類似,核電機(jī)組若想具備靈活性調(diào)節(jié)能力,也可探索與熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的結(jié)合。熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)通過在鍋爐或反應(yīng)堆與汽輪機(jī)之間嵌入大容量高溫熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng),調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量,增強(qiáng)煤電和核電調(diào)峰能力,甚至實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰。儲(chǔ)熱技術(shù)不僅可以增強(qiáng)調(diào)峰能力,還可作為供熱轉(zhuǎn)換裝置,使核電廠具備供熱能力。但熔鹽儲(chǔ)熱主要應(yīng)用于高溫領(lǐng)域,如快中子反應(yīng)堆、釷基熔鹽堆和高溫氣冷堆等蒸汽輸出溫度在500 ℃以上的堆型,對(duì)于中低溫的 壓水堆,則可結(jié)合其他機(jī)械儲(chǔ)能或電化學(xué)儲(chǔ)能,增強(qiáng)調(diào)峰能力。
核電廠采用儲(chǔ)能技術(shù),增加了系統(tǒng)成本,需要具體分析需求,在具備較強(qiáng)必要性時(shí)采用。同時(shí),國(guó)家應(yīng)制定核電調(diào)峰補(bǔ)償政策,以保障核電的合理收益和開展儲(chǔ)能調(diào)峰的積極性。
(以上內(nèi)容摘自《中國(guó)核能行業(yè)智庫叢書》第七卷。作者:郭天超、孔祥飛、李言瑞)