在全球能源结构加速调整,寻求可持续、清洁高效能源供应的大背景下,田湾核电站凭借其独特优势与技术创新,在能源领域尤其是核电与工业用能耦合方面占据重要地位。
田湾核电站坐落于江苏连云港,是全球在运 + 在建总装机容量最大的核电基地。当前,随着7、8号机组投产进入倒计时,其装机总量将突破900万千瓦大关。从发电能力来看,这一规模意味着每年发电量将超700亿千瓦时。以2024年全国发电量结构数据为参照,火电仍占据约66%的主导地位,水电占比约17%,风电占比约8%,太阳能发电占比约4% ,核电占比约5%。田湾核电站年超700亿千瓦时的发电量,对提升核电在能源结构中的占比有着显著作用。
在节能减排方面,田湾核电站成效斐然。据相关数据统计,每发一度电,传统煤电的二氧化碳排放量约为0.8 - 1千克(具体数值因煤质和发电效率而异)。以此估算,田湾核电站年超700亿千瓦时的发电量,相较于同等电量的煤电,每年可减少约5600 - 7000万吨二氧化碳排放,减排效果十分显著,有力地推动了区域乃至全国的碳减排目标实现。
“和气一号”能源站是田湾核电站核能综合利用的标志性成果。其蒸汽转换装置开辟了核能供汽的全新路径。这条长达23.36公里的蒸汽输送管道,每年能为工业用户提供480万吨工业蒸汽。在碳排放指标节省上,约70多万吨的减排量,对于工业企业的低碳转型意义重大。以石化行业为例,根据行业统计数据,每生产1吨乙烯,传统能源消耗模式下碳排放约为1.5 - 2吨,若使用“和气一号”能源站提供的蒸汽,可有效降低这部分碳排放。这一创新模式,让田湾核电站从单一的发电业务向多产业协同发展转变,为绿色发展提供了新的动力源泉。
从技术原理层面剖析,核电站发电依赖核裂变释放能量。核燃料在反应堆内发生裂变反应,产生大量热能,将水加热转化为蒸汽,蒸汽驱动汽轮机进而带动发电机发电。这一过程中产生的蒸汽,除用于发电外,在工业生产领域也具备极高的利用价值。
对于石油化工企业而言,蒸汽是生产环节中不可或缺的热源和动力源。在石化生产流程中,像原油蒸馏,需要将原油加热至350 - 400℃,每加工1吨原油大约需要消耗0.3 - 0.5吨蒸汽;在乙烯生产中,蒸汽裂解是关键环节,每生产1吨乙烯约需消耗1.2 - 1.5吨蒸汽。传统上,石化企业多依赖煤炭燃烧产生蒸汽,这不仅效率相对较低,而且带来严重的环境污染问题。根据国际能源署(IEA)数据,全球石化行业每年因能源消耗产生的碳排放约占工业总排放量的15%左右,其中煤炭燃烧是主要排放源之一。
在保障稳定供应与清洁低碳转型的双重挑战下,利用核能供热、供汽、供电替代煤炭消耗,成为石化行业的优选方案。田湾核电站核能供汽项目在技术设计上独具匠心。它采用核电机组中驱动汽轮机系统做功发电的二回路蒸汽为热源,实现了能源的梯级利用。通过核电厂一回路、二回路与蒸汽回路多重隔离设计,在物理隔绝的情况下制备工业蒸汽,确保了蒸汽生产过程的安全性。经多级换热后,蒸汽通过工业用汽管网输送至石化产业基地,成功替代传统煤炭消耗,有效解决了石化企业热源和动力源问题。
从行业影响来看,田湾核电站的成功实践为核电行业和石化行业的发展带来新契机。在核电领域,其多产业协同发展模式为全球其他核电站提供了借鉴,推动核电从单纯发电向能源综合利用方向拓展。在石化行业,核能供汽模式为行业绿色转型提供了技术支撑,有助于石化企业降低碳排放,提升能源利用效率,符合全球可持续发展的大趋势。