2022年7月22日，經(jīng)合組織核能署(OECD-NEA)發(fā)布題為《電力之外：核能熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟研究》(Beyond Electricity: The Economies of Nuclear Cogeneration)的研究報告稱，核能熱電聯(lián)產(chǎn)(熱電或汽電聯(lián)產(chǎn)用于其他用途)在現(xiàn)有核電廠和新建核電廠應(yīng)用中有著廣闊的市場前景。

核能熱電聯(lián)產(chǎn)擁有廣闊的市場前景

報告稱，在商業(yè)條件有利的情況下，核能熱電聯(lián)產(chǎn)擁有廣闊的市場前景——即使只瞄準一小部分供熱市場，也有可能催生大批新建核電機組。目前，全球供熱市場幾乎由建筑供熱和工業(yè)供熱平分。目前，天然氣價格高企，供應(yīng)依賴進口，能源安全問題日益突出，尤其是在2022年2月24日俄烏沖突爆發(fā)后，能源安全問題更加突顯，成為將核能用于熱電聯(lián)產(chǎn)的兩大主要推動因素。

NEA在報告中也指出，截至目前，核能熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用范圍有限，主要是將傳統(tǒng)核電廠所產(chǎn)生的蒸汽用于區(qū)域供熱，或作為海水淡化項目的熱能。截至2020年底，全球至少有70臺核電機組被用于熱電聯(lián)產(chǎn)。2013年數(shù)據(jù)顯示，全球共有67個核電廠熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用項目，其中，43個用于區(qū)域供熱，17個用于海水淡化，7個用于工業(yè)廠房供熱。多個區(qū)域供熱項目都在前蘇聯(lián)國家以及部分西方國家。例如，瑞士貝茲瑙(Beznau)核電廠1、2號機組(380 MWe)共計為1.8萬人供熱。

但總體而言，核能區(qū)域供熱的經(jīng)濟效益發(fā)展勢頭并不良好。部分原因在于核電廠需要離人口中心很近，防止熱能在輸送過程中發(fā)生明顯的溫度散失。此外，供熱市場具有季節(jié)性特點，因此，核電廠通常會優(yōu)先考慮發(fā)電。另外，通過改造現(xiàn)有機組和供熱系統(tǒng)實現(xiàn)供熱的成本高昂。另一個問題是核電廠往往同時進行發(fā)電和供熱，因此，很難確定單獨的供熱成本以支持熱電聯(lián)產(chǎn)。

NEA在報告中指出，經(jīng)驗證，核能熱電聯(lián)產(chǎn)用于區(qū)域供熱和海水淡化項目是一項成熟的技術(shù)，可能會在減少全球碳排放方面發(fā)揮相當(dāng)大的作用。

NEA建議各國政府通過使用化石燃料替代品為碳排放買單，進一步推動核能區(qū)域供熱項目開發(fā)。

報告稱，核能發(fā)電量約占全球總發(fā)電量的10%，區(qū)域供暖要達到同等比例的市場滲透率，也沒有任何障礙。具有經(jīng)濟競爭力的新型核電項目可能會占據(jù)熱能市場。

四代堆技術(shù)發(fā)展有助核能供熱推廣

NEA在報告中并未明確指出全球熱電聯(lián)產(chǎn)市場的經(jīng)濟價值，僅表示四代堆，尤其是小型堆，具有應(yīng)用更靈活和非能動安全系統(tǒng)的特征，因此更容易被接受，也更適合建在人口密集地區(qū)或工業(yè)設(shè)施附近，有望改變熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展走勢。

NEA表示，高溫氣冷堆(HTGR)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)750℃(1382℉)高溫，有望成為熱電聯(lián)產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)者。

2021年，中國投運了兩座全尺寸模塊化示范高溫氣冷堆，但還需要獲得許可，才能在2030年之前建成首座商業(yè)化高溫氣冷堆。

但報告也提醒稱，電廠傳統(tǒng)發(fā)電需求與工業(yè)用熱需求是有區(qū)別的，HTGR需要進一步證明可以用于工業(yè)用熱。

未來，能夠達到1000℃(1832℉)的超高溫反應(yīng)堆(VHTR)會面臨更多的挑戰(zhàn)，如開發(fā)新型材料用于制造反應(yīng)堆壓力容器、反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件和換熱器，并同步開發(fā)相應(yīng)制造工藝，但新材料的合格認證可能耗時又耗力。VHTR概念依托超高溫?zé)醾鬏敿夹g(shù)開發(fā)，但目前該技術(shù)還未實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。