火電機組即將迎來關停退役，接替者可謂眾多，這其中就包括核電最前沿的第四代反應堆堆型——高溫氣冷堆。但是，面對政府態(tài)度、公眾接受度、外部事件等多個影響因素，這種替代必然需要一番精細的謀劃。
文 | 侯艷麗
核能產業(yè)觀察人士
高溫氣冷堆具有固有安全、模塊化設計與建造和多用途等特性，被認為是最有前途的第四代反應堆堆型。技術上，高溫氣冷堆可以取消場外應急，具備替代關停退役中小火電廠老舊機組能力。
高溫氣冷堆替代中小型火電，是一種解放思想、開拓思路的核能利用理念，是核能利用體系內的重大創(chuàng)新，對于緩解環(huán)境保護、節(jié)能減排與經濟發(fā)展、社會穩(wěn)定之間的矛盾具有重要的意義。
緊跟能源產業(yè)政策，實現(xiàn)核能利用體系重大創(chuàng)新
化石能源在全球經濟的飛速發(fā)展中成為人類賴以生存和發(fā)展的能源基礎。但化石能源的終將枯竭和其帶來的環(huán)境污染，已經上升為一個國家能否可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題。大多數(shù)國家將合理利用和節(jié)約常規(guī)能源、研發(fā)清潔的新能源和切實保護生態(tài)環(huán)境作為基本國策。國際能源利用進一步向節(jié)能、高效、清潔、低碳、安全的方向發(fā)展。
然而，我國目前仍然保持著以煤炭、石油為主的能源結構，造成了嚴重的大氣污染。國家近年來積極采取減排措施，加大實施力度，為減少二氧化碳和污染氣體的排放做出了艱苦的努力。
核能是一種安全、清潔、經濟的新能源，已經得到了全世界的廣泛認可。世界各國在兼顧經濟性的同時，對核電安全性提出了更高的要求。核能也日漸成為我國能源發(fā)展的一個重要板塊。
在核安全要求日益提升的背景下，球床模塊式高溫氣冷堆的技術優(yōu)勢正逐步顯現(xiàn)，發(fā)展?jié)摿⒅饾u釋放。高溫氣冷堆憑借自身技術特性，與環(huán)境具有較好的相容性。在我國眾多中小火電廠關停、退役的背景下，運用高溫氣冷堆技術替代中小型火電的理念，可成為緩解環(huán)境保護、節(jié)能減排與經濟發(fā)展、社會穩(wěn)定之間矛盾的重要手段。
高溫氣冷堆是我國具有完全自主知識產權的先進核能技術，其技術得到了國家“863”計劃、核能開發(fā)項目和國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃重大專項的持續(xù)支持，歷經基礎研究、實驗堆運行以及示范工程建設，現(xiàn)已進入商業(yè)化推廣階段。
高溫氣冷堆技術的核心特征就是固有安全性，即在任何情況下都沒有發(fā)生堆芯融化的可能和大量放射性物質的釋放，不會對公眾和環(huán)境造成重大影響；同時還具有出口溫度高、發(fā)電效率高和用途廣泛等優(yōu)勢，可廣泛應用于高溫工藝供熱、核能海水淡化等非電領域，被國際公認為是第四代先進核能技術。
因此，可以說以高溫氣冷堆為代表的第四代先進核能系統(tǒng)主力堆型在安全可靠性（如大幅度降低堆芯損傷概率）、環(huán)境相容性（如消除場外應急響應需求）等方面具有較二代改進型和三代壓水堆核電技術不可比擬的優(yōu)勢。
經過國家“863”計劃中的清華大學10MW高溫氣冷實驗堆（HTR-10）的建設和運行，我國掌握了自主發(fā)展高溫氣冷堆的技術。
以HTR-10為基礎，我國山東省石島灣20萬千瓦級高溫氣冷堆核電站示范工程（HTR-PM）項目于2006年列入國家科技重大專項，2012年12月9日經國務院批準正式施工，預計2020年并網(wǎng)發(fā)電。
我國高溫氣冷堆技術歷經跟蹤、跨越和自主創(chuàng)新三個階段，目前我國模塊式高溫氣冷堆核電站在商用規(guī)模上處于世界領先地位。在成功建設HTR-PM的基礎上，清華大學積極發(fā)展了后續(xù)機型HTR-PM600，以進一步推動高溫氣冷堆的技術進步和市場應用。
高溫氣冷堆替代火電，緊跟國家的能源產業(yè)政策，是一種解放思想、開拓思路的核能利用理念，是核能利用體系內的重大創(chuàng)新。
高溫氣冷堆替代火電特別是在原址替代火電方面具有眾多優(yōu)勢：可利用原廠址一些共有設施，有利于火電廠址資源綜合利用、國有資產保值增值；還可以有效地拓展高溫氣冷堆的商業(yè)應用市場，對于緩解環(huán)境保護、節(jié)能減排與經濟發(fā)展、社會穩(wěn)定之間的矛盾具有重要的意義。
典型火電退役廠址的替代技術及政策研究迫在眉睫
2019年8月8日，中核集團董事長余劍鋒到中核能源檢查指導工作時指出，要做好高溫氣冷反應堆項目過程經驗總結，抓住高溫氣冷反應堆的火電替代等特定市場。
9月25日，中核集團與華能集團簽署《中國核工業(yè)集團有限公司中國華能集團有限公司全面深化戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，提出對即將退役的火電廠址轉為核電廠址進行可行性研究。
對典型火電退役廠址進行高溫氣冷反應堆替代研究，首先，需要從電力產業(yè)與可持續(xù)發(fā)展理論、電力生產的外部性理論等方面出發(fā)，研究電力替代問題的基礎理論，為后續(xù)工程技術研究的開展提供理論支撐。
隨后，從技術可行性方面、管理與監(jiān)管方面、技術經濟分析、技術安全角度的公眾可接受性四個方面研究替代火電技術需關注的問題，并從不同角度研究高溫氣冷反應堆替代火電的政策適用性。
高溫氣冷反應堆核電廠址的選擇需按照核電行業(yè)的特點以及電力發(fā)展規(guī)劃、外部人為環(huán)境與事件、廠址自然條件和建設計劃等因素進行綜合考慮。
同時，開展高溫氣冷反應堆替代火電廠址的適應性研究，對影響高溫氣冷反應堆替代火電廠址選擇的各項因素：廠址開發(fā)成熟度評價、地震、地質及巖土工程條件、替代火電廠址選擇過程、替代火電廠址附近公眾可接受性等多個方面進行詳細研究。
選取典型退役火電廠址進行高溫氣冷反應堆替代研究，首先需要開展火電廠址非居住區(qū)、規(guī)劃限制區(qū)、煙羽應急計劃區(qū)的“三區(qū)”測算計算模擬研究，并針對替代廠址進行簡化場外應急計劃區(qū)的模擬計算分析，隨后進行替代火電安全評審相關原則適用性研究，通過以上研究獲得對典型高溫氣冷反應堆原址替代火電的初步設計方案。
整個研究中需要地方政府及火電廠在合作、互利、共贏基礎上，充分發(fā)揮核電、火電各自的資源優(yōu)勢，重點圍繞核能領域的戰(zhàn)略合作，努力構建可行的高溫氣冷反應堆替代火電技術方案，從而推進高溫氣冷堆替代火電示范項目。
高溫氣冷反應堆替代火電廠址選擇的研究探索
在核電廠的整個工程建設中，廠址選擇是極其重要的一環(huán)。核電廠址的選擇需要根據(jù)核電行業(yè)的特點、電力發(fā)展規(guī)劃、外部人為環(huán)境與事件、廠址自然條件和建設計劃等因素綜合考慮，廠址選擇得當與否，不但影響到核電廠的工程建設進度和投資，還會對今后的安全運行、經濟效益、職工生活帶來長期的影響。此外，還會對交通運輸、環(huán)境保護和地區(qū)經濟發(fā)展等產生一定的影響。綜上所述，核電廠址選擇是一項綜合性工作。
廠址選擇的優(yōu)劣對核電廠工程的建造成本、建設、運營以及后期管理有很大關系，對核電廠近區(qū)域的工業(yè)布局和經濟發(fā)展亦有重大影響，甚至影響該區(qū)域居民的生活與居住安全。
廠址選擇的適宜，不僅有利于自然資源、人力資源和物質資源的利用，還會在加快區(qū)域經濟發(fā)展的同時，兼顧自然環(huán)境的保護，且能節(jié)約工程投資，方便經營管理，取得良好的經濟效益。
核電廠的合理選址對人類社會和周遭環(huán)境狀況以及經濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，因此，核電廠的選址是電廠未來生存和發(fā)展的首要問題。
在高溫氣冷反應堆替代火電廠址的過程中，必須探索研究出高溫氣冷反應堆替代火電廠址的政策流程，同時吸取傳統(tǒng)核電廠選址方法的優(yōu)點，揚長補短，建立起高溫氣冷反應堆替代火電廠址選擇的新方法，把核電廠廠址方案評價的理論和方法向前推進，提高高溫氣冷反應堆替代火電廠址選擇的科學性。
研究影響高溫氣冷反應堆替代火電廠址選擇的各種因素：政府態(tài)度，各級地方政府對廠址的態(tài)度、省內址排序情況列入國家、地方政府規(guī)劃文件、公眾接受度；廠址潛在風險，行政區(qū)劃、地震地質、氣象水文、人口分布、交通應急、外部事件；規(guī)劃相容性，環(huán)境相容性、區(qū)域規(guī)劃相容性；電量電價，地區(qū)電價水平、電力消納，對相關廠址進行綜合排序。
高溫氣冷堆替代火電廠址選擇的關鍵問題
從能源轉換角度，核電廠“燃燒”的是鈾，火電廠燃燒的是化石燃料。核能作為高效、安全、清潔的低碳能源，已成為節(jié)能減排、保護環(huán)境的有效途徑之一。
高溫氣冷堆替代火電廠址研究需具體到選址、設計、建造、運行、審批等各方面，核電廠與火電廠之間存在很多不同之處。因此，高溫氣冷堆替代火電項目，必須在火電廠已有條件下，充分考慮核能項目的特殊性和敏感性，緊密抓住兩者之間的切合點。因此，在高溫氣冷堆替代中小型火電的實施過程中需要重點關注以下幾個方面：
技術可行性：火電廠廠址必須具備建設核能項目的技術可行性，不能存在顛覆性因素?；痣姀S對于外部事件防護的標準低于核電廠，需要采取適當措施提高防護外部事件影響的安全要求。
管理與監(jiān)管：火電廠址周邊人口相對密集，社會環(huán)境相對復雜，從技術角度必須優(yōu)化高溫氣冷堆的場外應急，從管理與監(jiān)管角度必須推動國家相關部門盡快建立適合高溫氣冷堆的安全管理規(guī)范。
技術經濟性：除與核相關的敏感設施和崗位外，應最大程度利用火電廠的原有空間場地、工藝系統(tǒng)、配套設施以及現(xiàn)有員工。同時需要因地制宜的考慮機組容量的大小和用途，充分體現(xiàn)高溫氣冷堆的技術特點，保證項目經濟利益最大化，有效降低項目成本。
公眾可接受性：長期以來，核安全問題都是一個受到社會各界高度重視、老百姓極其關心的重要社會問題。核電作為重要的新能源，民眾在接受它高效、清潔的優(yōu)點的同時，由于對其安全防護措施不夠了解而產生種種疑慮。故而需從技術安全可靠性的角度，論證核電廠與火電廠替代問題的公眾可接受性。
高溫氣冷堆技術替代火電是一個比較復雜的問題，在開展的過程中要與各核電單位、專家開展交流與調研，詳細了解高溫氣冷堆的發(fā)展現(xiàn)狀及可持續(xù)性，了解高溫氣冷堆代替火電技術的可行性、高溫氣冷反應堆廠址的適應性及經濟性；要與美、俄、法等先進核電國家開展交流，借鑒核電同行的政策和經驗，廣泛聽取核電行業(yè)專家的行業(yè)意見；要與公眾交流高溫氣冷堆的知識，并了解公眾對于高溫氣冷堆代替火電技術的接受程度；要調研國家相關政策并探索高溫氣冷反應堆代替火電技術的政策。
