一、研究背景
中国双碳目标下煤电转型面临压力,小型模块化反应堆(SMR)成为核能发展的重要方向。核能替代煤电具有安全、稳定、低碳等优势,但面临技术成熟度、成本、公众接受度等挑战。
二、核能替代煤电厂址潜力评价
构建了中国燃煤发电/供热基础数据库,包含6078个机组,总装机规模约15亿千瓦。基于安全性、社会性等指标,评估了SMR和大型反应堆(LR)的煤改核厂址潜力。基准情景下,SMR潜力远高于LR,主要分布在腾冲-黑河线以东地区。海岸线条件收紧和内陆核电政策收紧会显著降低SMR潜力。厂址再利用模式下,SMR展现出显著潜力优势。
三、核能替代煤电技术参数和安全标准匹配性研究
核能替代煤电面临技术参数和安全标准匹配性挑战。热力系统、蒸汽参数及设备构造差异导致压力等级跨度大,负荷调节能力相对较慢。核电厂址选择标准严苛,建造和运行合规要求远高于燃煤电厂。
四、核能替代煤电典型案例研究
以HTR-PM和NHR200-II为例,分析了SMR替代燃煤电厂和石化园区燃煤供热的可行性。技术可行性方面,两种堆型均能满足替代需求;经济可行性方面,需考虑长期运行和碳约束情景;公众接受度方面,需加强沟通和科普教育。典型案例表明,煤改核存在“煤电机组整体替代”与“燃煤供热系统替代”并行推进的多路径格局。
五、双碳目标下核能替代煤电对能源系统转型影响分析
对比了各类可替代燃煤发电供热技术的低碳选项特征,核能技术具备燃料成本低、出力稳定等优势。设置了四种情景,分析了“煤改核”对核能发电装机规模、区域分布、能源转型路径和系统成本的影响。结果显示,“煤改核”可提升核能发电装机规模,推动核能布局从沿海向内陆拓展,优化能源系统转型路径,降低能源系统总成本。