核能长久以来留给大众的印象，是专司发电的“大国重器”。如今，这一局面正发生改变。
随着北方核能供暖持续迭代、南方工业供汽项目渐次落地，我国核能不再局限于发电的单一标签，而是转向供暖、工业供汽，乃至海水淡化、制氢等多场景梯级利用，通过充分挖掘发电过程中原本白白耗散的余热余汽，让一份核燃料产生多重效益。伴随能源转型深入推进，核能综合利用正告别示范试点，向商业化、规模化新阶段加速迈进，成为服务高质量发展的战略支撑力量。
“暖核一号”：北方核能供暖的现实样本
又一个供暖季临近，山东海阳核电厂区内，技术人员正紧锣密鼓开展设备巡检与系统调试，为“暖核一号”第八个供暖周期做好准备。
核电站的本质是用核裂变产生的巨大热量“烧开水”。核岛一回路水携带热量，经蒸汽发生器把热量传递给二回路，二回路水汽化生成蒸汽推动汽轮机组发电。核能供热，则是从高压缸做功后的蒸汽中抽取部分低品质蒸汽，经过多级换热实现能量转移，全程只传递热量，介质不发生交换。
山东核电是海阳核电的运营主体，“暖核一号”核能供热项目，正是依托海阳核电已商运的1、2号机组建设实施。这两台机组是我国三代核电自主化依托项目，采用第三代非能动压水堆技术，相继于2018年、2019年商运，是世界首个发电量突破千亿度的三代核电项目，也是我国首个核能综合利用项目。厂址规划建设6台百万千瓦级机组，全部投运后年发电量可达609亿千瓦时，按2025年全国城乡居民生活用电量测算，约可满足山东省一半居民全年用电需求。
图为山东海阳核电机组全景 受访者供图 下同
图为暖核一号
在“推进北方地区冬季清洁取暖”指示精神下，山东核电率先开展大型压水堆热电联产研究实践，打造出国内首个核能供热商用示范工程“暖核一号”。项目实现从园区级、县域级到跨地级市供热的突破，为海阳、乳山40万居民，1350万平方米建筑提供零碳采暖，为北方清洁取暖输出可复制的“山东方案”。
此后，国内核能供暖的实践版图持续扩大。2022年11月，辽宁红沿河建成投运东北地区首个核能供暖项目；2023年底，秦山核电落地投运国内南方首个核能供暖示范工程。
面对公众最关心的核能供热安全问题，山东核电方面表示，核能供热原理类似自热小火锅，热源水与用户侧热水物理隔开。整套系统设置多级回路，且用户侧回路压力高于热源侧，回路破口等极端情况下，介质只会向热源侧回流。核电厂通过多重隔离向居民供暖，厂内各供热回路还配备了高灵敏度辐射监测仪表，全天候监测回路的放射水平。
当前，山东核电还在同步推进二期工程核能供热项目。预计2027年，随着海阳核电3、4号机组投运，届时“暖核一号”将升级拓展暖“核”青岛，搭建起胶东半岛跨区域零碳供热网。项目远期供热能力有望达到2亿平方米。
“和气一号”：叩开工业蒸汽脱碳大门
如果说核能供热打通了民生取暖的零碳路径，那么工业供汽，则代表核能综合利用迈向高耗能产业主战场。国内首个工业用途核能供汽项目，位于江苏连云港的中核集团田湾核电基地投产的“和气一号”就是典例。
图为江苏田湾核电机组全景
图为和气一号
在八台巍然屹立的核电机组中，一条总长超过23公里的蒸汽输送管线，源源不断将清洁蒸汽送往连云港徐圩石化工业园区。该项目于2024年6月建成投产，利用田湾核电站3、4号机组的二回路主蒸汽，经蒸汽换热设备加热、生产清洁的工业蒸汽，每年输出工业蒸汽480万吨，可替代大量燃煤锅炉消耗，为石化基地提供稳定的零碳热源，每年能节省碳排放指标70万吨。
长距离传输、安全隔离、换热技术、系统集成是这一工业供汽项目要攻克的四大难题。248℃的高温蒸汽要输送二十余公里，并要求每公里温降小于1.75℃，远超常规8公里以内的工业蒸汽输送标准。因此，“和气一号”创新采用7层复合保温结构，利用纳米气凝胶、微孔硅酸钙瓦等材料组合管道预制架空设计，全线工厂预制成型、现场装配，最大限度减少热损耗。
安全层面，“和气一号”实现一、二回路与工业蒸汽回路三重物理隔离，做到仅有热量交换，没有物质接触。同时布设多重辐射监测点，配套5秒快速隔离阀，一旦出现异常可立刻切断蒸汽供给，严防放射性介质外泄风险。
“和气一号”投产，标志着我国核能综合利用从单一发电、居民供暖，正式跨入工业供汽赛道，开创“核能+石化”产业耦合新模式，是核电行业向“综合能源服务商”转型的分水岭。在该项目验证技术可行性与安全性之后，2024年8月核准的江苏徐圩核能供热发电厂一期工程项目，将以主业形式向连云港石化产业基地大规模供应高品质工业蒸汽。
这一创新实践，也与国家层面降碳政策导向同频共振。国务院印发的《2024—2025年节能降碳行动方案》明确提出，鼓励大型石化化工园区探索利用核能供汽供热。作为国家发改委首批“绿色低碳先进技术示范项目”，“和气一号”为高耗能产业低碳转型升级提供了可复制推广的方案。
核能综合利用释放多重价值
行业人士认为，核能综合利用不只是一项能源转型技术选择，更是服务高质量发展的战略支撑。
2024年10月印发的《核技术应用产业高质量发展三年行动方案（2024—2026年）》明确提出，到2026年力争核技术应用产业年直接经济产值达4000亿元，为传统产业转型升级注入强劲动能；今年6月发布的《新型能源体系建设“十五五”规划》提出，因地制宜推进核能综合利用，推进核电与石化行业耦合发展试点。
政策目标下，供暖、供汽等核能综合利用赛道迎来广阔市场空间，兼具生态、能源安全、民生经济多重效益。
绿色低碳成效已体现在项目实际运行数据中。“暖核一号”前七个供暖季累计供热1973万吉焦，相当于节约原煤约178万吨，减排325万吨二氧化碳、2.1万吨二氧化硫，有效改善当地冬季空气质量，海阳核电周边2℃海洋温升面积也较供热前缩减了41公顷。“和气一号”每年实现二氧化碳减排107万吨，等效于2900公顷森林的固碳能力，每年为石化基地节省70万吨碳排放指标。
在能源利用效率与民生经济层面，核能综合利用同样亮点突出。据山东核电相关负责人介绍，“暖核一号”实现了“居民用暖价格不增加、政府财政负担不增长、热力公司利益不受损、核电企业经营作贡献、生态环保效益大提升”的多方共赢效果。核能取暖后，海阳市居民取暖费从每平方米22元降至21元。
工业场景中，核能供汽也实现了能源利用率的大幅跃升。江苏核电党委委员杨富堂告诉第一财经，核能供汽最大优势是抽取二回路的蒸汽直接作为工业供汽热源，常规核电机组发电工况热效率约35%，转向工业供汽后热源蒸汽热效率可达70%以上。也就是说，3000兆瓦热功率，用于发电只能转化约1000兆瓦电功率，转为工业蒸汽则可以输出约2100兆瓦，机组整体能源利用率大幅提升。
中国核动力研究设计院副院长闫晓分析称，比如徐圩核能供热发电厂，依托高温气冷堆与第三代核电技术“华龙一号”耦合，通过再加热器将华龙一号主蒸汽参数提升到300℃以上。这不仅能助力化工行业深度脱碳，在国际碳关税背景下，还有助于提升我国化工产品的出口竞争力。
当前，核能综合利用的边界还在持续拓宽。除了供暖、工业供汽外，海水淡化等示范工程相继落地。例如，山东核电正持续拓展核能耦合多能产业的新场景，在建成投运世界首个“水热同传”示范工程基础上，建成“水热同产同传”试验工程，首次实现将海水直接变成高温高品质淡水，在供热的同时制水，努力打造胶东半岛重大清洁能源生产基地、战略储备水源基地。
