水熱聯(lián)供：“零能耗”海水淡化與“零碳”供熱

海洋是一座巨大的資源寶庫，海水是海洋中最豐富的資源，淡化后的海水具有水質(zhì)優(yōu)、水量穩(wěn)等特點(diǎn)，可有效緩解沿海地區(qū)水資源短缺問題。2021年，國家發(fā)展改革委、自然資源部聯(lián)合發(fā)布《海水淡化利用發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2025年）》（以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)計(jì)劃》），確定了“十四五”期間海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，到2025年，全國海水淡化總規(guī)模達(dá)到290萬噸/日以上。

海水淡化需要巨大的能耗，在低碳減排的背景下，大規(guī)模地通過蒸餾法進(jìn)行海水淡化難度較大。為此，清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心提出“水熱聯(lián)供”概念，即利用北方東部沿海地區(qū)火電與核電余熱為動(dòng)力，采用新的蒸餾方式，將海水制取為溫度為100℃-120℃的熱淡水。這些熱淡水可通過單管長途輸送，不僅能用于建筑供暖，還能在終端分離出常溫淡水，滿足城市淡水的需求。

2021年5月，由國家電投與清華大學(xué)聯(lián)合建設(shè)的我國首個(gè)“水熱同產(chǎn)同送”科技示范工程，在山東海陽投運(yùn)。該項(xiàng)目通過利用核能，實(shí)現(xiàn)了“零碳”供熱、“零能耗”淡化海水，是我國在核能綜合利用領(lǐng)域科研攻關(guān)的創(chuàng)新成果。根據(jù)測(cè)算，一臺(tái)一百萬千瓦的核電機(jī)組在完成發(fā)電同時(shí)，如果采取“水熱同產(chǎn)同送”技術(shù)供熱和供水，一個(gè)供暖季能夠在“零能耗”情況下生產(chǎn)出3000萬噸高品質(zhì)淡水，同時(shí)也為3000萬平米的居民住房進(jìn)行“零碳”的供熱。

從安全性的角度出發(fā)，核能供熱是從核電機(jī)組二回路抽取蒸汽作為熱源，通過換熱站進(jìn)行多道隔離、多級(jí)換熱，最終經(jīng)市政供熱管網(wǎng)將熱量傳遞至用戶，此過程僅有熱量的傳遞，沒有水等其他介質(zhì)交換，保證用戶取暖清潔、安全。

從燃煤取暖進(jìn)入核能供熱，海陽市著力打造“零碳”供暖城市，推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖。有了水熱同產(chǎn)同送，海陽2021年的供暖費(fèi)也下降了，居民住宅每建筑平方米較往年下調(diào)了1元，從原有的22元/平方米降到21元/平方米。如今，海陽核電站1號(hào)機(jī)組成為世界上最大的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，取代了海陽12臺(tái)燃煤鍋爐，每個(gè)供熱季減少耗電900萬度，可節(jié)約燃煤10萬噸，減排二氧化碳18萬噸、二氧化硫1188噸、氮氧化物1123噸、熱量130萬吉焦，相當(dāng)于種植闊葉林1000公頃。

另外經(jīng)檢驗(yàn)，該項(xiàng)目產(chǎn)出的淡化海水，所有指標(biāo)均優(yōu)于國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)可廣泛運(yùn)用于濱海核電站、火電廠，為同步解決我國北方城市清潔取暖和淡水需求等民生問題開辟了新路徑，為我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出積極貢獻(xiàn)。

中國科協(xié)科普部

新華網(wǎng)

聯(lián)合出品