文/王蘭 作者供職于中國核能電力股份有限公司

李言瑞 作者供職于中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院有限公司

嚴(yán)磊 作者供職于中國核能電力股份有限公司

多元化能源供給，是現(xiàn)代能源體系不可或缺的一個環(huán)節(jié)。

國家“十五五”規(guī)劃綱要規(guī)定，深入實施能源安全新戰(zhàn)略，加快構(gòu)建清潔低碳安全高效的新型能源體系，建設(shè)能源強國。在建設(shè)能源強國時代背景下，推動核風(fēng)光熱氫儲一體化多能并舉，不僅有利于我國解決碳減排問題，而且有利于效擺脫對進(jìn)口化石能源的依賴，構(gòu)建起具有全球競爭力、自主可控、韌性強的現(xiàn)代能源體系。

01

核風(fēng)光熱氫儲一體化的內(nèi)涵與核心價值

核風(fēng)光熱氫儲一體化發(fā)展模式是將核電、風(fēng)電、光伏、核能供熱、綠氫制備、儲能六大能源形式協(xié)同開發(fā)與運行，實現(xiàn)多能互補，為新型能源體系建設(shè)提供系統(tǒng)性解決方案。核風(fēng)光熱氫儲一體化以核能為核心，發(fā)揮核電基荷電源作用，結(jié)合風(fēng)電和光電綠色能源優(yōu)勢，通過儲能調(diào)節(jié)、綠熱綠氫多元供能，形成自我調(diào)節(jié)、自我平衡的綜合能源網(wǎng)。

（一）一體化內(nèi)涵界定

核風(fēng)光熱氫儲一體化發(fā)展體系涵蓋六大核心能源形式：核即核電，風(fēng)光即風(fēng)電、光伏發(fā)電和光熱發(fā)電，熱即核能供熱，氫即核能制氫、風(fēng)光制氫，儲即新型儲能和抽水蓄能。

一體化并非多種能源形式的簡單疊加，而是在地理空間、技術(shù)體系、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、市場運營等層面的深度協(xié)同，核心是形成核能筑基、風(fēng)光賦能、熱氫補鏈、儲能調(diào)節(jié)的多元綜合供能體系。

在運行機制上，核電提供基荷電源并通過電熱和電氫聯(lián)供實現(xiàn)調(diào)峰，風(fēng)光電提供綠色電量支撐，儲能平抑風(fēng)光出力波動保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定，綠熱綠氫填補終端能源消費低碳缺口，最終實現(xiàn)能源系統(tǒng)清潔化、高效化和智能化運行。

（二）一體化核心價值

核能憑借穩(wěn)定性彌補風(fēng)光電間歇性短板，與儲能、谷電制氫協(xié)同，提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。核能供熱、制氫推動終端用能向電氫協(xié)同轉(zhuǎn)型，降低高耗能行業(yè)碳排放。核風(fēng)光熱氫儲一體化多能互補，降低單一能源依賴，增強能源安全，推動產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

1.破解新型電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)難題

風(fēng)電和光電的間歇性波動性是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的核心痛點，而核電具有穩(wěn)定性強抗干擾能力突出的特點，可作為基礎(chǔ)支撐電源彌補風(fēng)光電短板。

儲能系統(tǒng)與谷電制氫的協(xié)同應(yīng)用，能進(jìn)一步平抑電力出力波動，提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)電力供需動態(tài)平衡。通過核風(fēng)光熱氫儲一體化，可將核電調(diào)峰騰出的上網(wǎng)空間讓渡給自建風(fēng)光電站，將輔助服務(wù)費用于儲能或制氫設(shè)施，有效規(guī)避調(diào)峰損失與費用支出。

2.推動能源終端全面低碳轉(zhuǎn)型

在供熱領(lǐng)域，核能供熱可替代化石能源，解決石化園區(qū)等負(fù)荷中心的綠熱供應(yīng)難題。相比燃?xì)忮仩t，核能供熱具有成本優(yōu)勢。核能供熱全梯次利用，可大幅提升能源利用效率，降低高耗能行業(yè)碳排放。

在供氫領(lǐng)域，核能制氫可彌補中東部地區(qū)風(fēng)光資源不足短板，與風(fēng)光制氫形成互補，為化工和冶金等行業(yè)提供規(guī)模化綠氫，推動終端用能向電氫協(xié)同轉(zhuǎn)型。

3.提升能源體系安全與可持續(xù)性

核風(fēng)光熱氫儲一體化通過多能互補降低對單一能源的依賴，緩解我國石油和天然氣對外依存度高的能源安全壓力。核電基荷供電與風(fēng)光電規(guī)模化開發(fā)相結(jié)合，配合儲能與跨區(qū)域能源輸送，可實現(xiàn)能源供應(yīng)的多元保障。

02

核風(fēng)光熱氫儲一體化發(fā)展的必要性

（一）保障核能產(chǎn)業(yè)均衡可持續(xù)發(fā)展

我國“十五五”規(guī)劃綱要明確到2030年運行核電裝機規(guī)模達(dá)到1.1億千瓦。在能源強國背景下，核電有長遠(yuǎn)發(fā)展前景。發(fā)展新能源并實現(xiàn)與核能的一體化協(xié)同，可將核能領(lǐng)域的研發(fā)、設(shè)計、建造、運維能力向新能源領(lǐng)域拓展，實現(xiàn)業(yè)務(wù)互補，同時培養(yǎng)復(fù)合型能源人才，推動國家能源安全和產(chǎn)業(yè)升級，提升國際競爭力。

（二）核電高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在需求

核電與其他能源電力行業(yè)協(xié)同發(fā)展，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。國外大型核電企業(yè)如法國電力集團、美國星牌能源公司均實現(xiàn)了核能與新能源多元化布局，國內(nèi)能源央企也在推進(jìn)多能互補發(fā)展。

核能與新能源在技術(shù)、市場、規(guī)劃、運行等方面具有顯著協(xié)同效應(yīng)：核電的規(guī)劃限制區(qū)可以開發(fā)風(fēng)光電，核能超臨界二氧化碳發(fā)電等先進(jìn)技術(shù)可向新能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)化。通過一體化發(fā)展，實現(xiàn)資源高效利用和優(yōu)勢互補，提升核能行業(yè)的行業(yè)競爭力。

（三）解決新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵痛點

在“雙碳”目標(biāo)下，煤電逐漸降低在電力結(jié)構(gòu)中的占比，新型電力系統(tǒng)面臨著清潔低碳基荷電源和調(diào)節(jié)性電源雙重短缺的問題。預(yù)計2060年我國風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機將達(dá)60億～80億千瓦，發(fā)電量占比達(dá)70%，僅靠儲能無法支撐如此大規(guī)模的新能源上網(wǎng)。

核電作為可調(diào)度的零碳基荷電源，可與風(fēng)光電形成互補，通過電熱氫聯(lián)供和儲能配合實現(xiàn)調(diào)峰，為新能源高比例上網(wǎng)提供支撐。

03

核風(fēng)光熱氫儲一體化的典型應(yīng)用場景

（一）東部沿海一體化基地

東部沿海是我國電力負(fù)荷中心和石化產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，同時擁有豐富的核電、海上風(fēng)電、灘涂光伏資源，是核風(fēng)光熱氫儲一體化的核心應(yīng)用場景。該區(qū)域以沿海核電基地為核心，整合核能供熱、海上風(fēng)電、灘涂光伏、配套儲能系統(tǒng)，可以有效為石化園區(qū)提供綠電、綠熱、綠氫一體化產(chǎn)能。

以江蘇連云港為例。田灣核電規(guī)劃建設(shè)8臺核電機組，年發(fā)電量超700億千瓦時。徐圩核能供熱發(fā)電廠正在建設(shè)一期工程。一期建成后，每年供應(yīng)3250萬噸蒸汽，最大發(fā)電量超115億千瓦時，相當(dāng)于年減少燃燒標(biāo)煤726萬噸。

200萬千瓦灘涂光伏項目并配置200MW/400MWh儲能，打造全球首個核光儲多能互補項目。后續(xù)還將推進(jìn)抽蓄和核能制氫示范項目，形成核風(fēng)光熱氫儲全鏈條一體化供能體系，為沿海地區(qū)零碳發(fā)展提供示范。此外，秦山、福清、三門等核電基地也在陸續(xù)推進(jìn)多能互補發(fā)展。

（二）西北清潔能源一體化外送大基地

西北地區(qū)是我國風(fēng)光資源富集區(qū)，也是大型風(fēng)光電基地建設(shè)的核心區(qū)域。但該區(qū)域存在清潔低碳支撐配套電源不足、電力外送壓力大等問題。

西北核風(fēng)光儲一體化基地可以風(fēng)光電開發(fā)為核心，結(jié)合光熱發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢，配套新型儲能，探索核電落地，解決新能源大基地穩(wěn)定性與外送能力問題。在該場景中，光熱發(fā)電與抽水蓄能承擔(dān)調(diào)節(jié)支撐作用，平抑風(fēng)光出力波動，保障特高壓外送電力的穩(wěn)定性。核電若實現(xiàn)落地，將作為基礎(chǔ)支撐電源提供轉(zhuǎn)動慣量，進(jìn)一步提升能源系統(tǒng)的可靠性。

04

核風(fēng)光熱氫儲一體化發(fā)展的實施路徑

（一）開展一體化耦合系統(tǒng)技術(shù)研究與儲備

技術(shù)創(chuàng)新是一體化發(fā)展的核心支撐，需要結(jié)合新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求，提前開展一體化耦合系統(tǒng)研究。

一是建立一體化電力供給體系設(shè)計方法。明確接口選取、容量匹配、系統(tǒng)配置等關(guān)鍵內(nèi)容，構(gòu)建涵蓋經(jīng)濟性、環(huán)保性、能效性的優(yōu)化設(shè)計框架。

二是完善智慧調(diào)度及配置優(yōu)化模型。結(jié)合核電基荷電源特性，構(gòu)建一體化調(diào)度模型，充分考慮電力市場交易下的電網(wǎng)安全性和電源經(jīng)濟性。

三是探索一體化并網(wǎng)與電力市場參與機制。聯(lián)合電網(wǎng)企業(yè)開展核電與新能源一體化并網(wǎng)可行性、聯(lián)合運行調(diào)控機制、市場參與模式等研究，提升綜合效益。

（二）推進(jìn)一體化示范項目建設(shè)與運行

示范項目是一體化模式落地的重要載體，需從開發(fā)建設(shè)與運行管理兩方面推進(jìn)深度協(xié)同。在開發(fā)建設(shè)階段，將核電與新能源耦合規(guī)劃，利用核電廠周邊灘涂、邊坡等區(qū)域開發(fā)風(fēng)光電，共享輔助設(shè)施和土地資源，減少征費與重復(fù)審批，加快項目建設(shè)進(jìn)度。

在運行管理階段，建立一體化運營機制，通過核電熱電聯(lián)產(chǎn)、電氫聯(lián)供與風(fēng)光電形成穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，結(jié)合儲能等技術(shù)提升核電調(diào)峰能力，利用智慧調(diào)度技術(shù)實現(xiàn)核風(fēng)光協(xié)調(diào)控制，在核電深度調(diào)峰地區(qū)探索直接耦合發(fā)電，減少棄電損失。

（三）謀劃建設(shè)跨區(qū)域一體化能源大基地

依托東、西部能源資源稟賦差異，打造特色化一體化大基地，推動能源資源優(yōu)化配置。在東部沿海地區(qū)，充分利用核電基地的區(qū)位、資源與市場優(yōu)勢，加大海上風(fēng)電、海上光伏布局力度，推進(jìn)核能與石化產(chǎn)業(yè)耦合，發(fā)展核能供熱、制氫，推動沿海核風(fēng)光熱氫儲一體化基地轉(zhuǎn)型。

在西北地區(qū)，結(jié)合抽水蓄能與光熱發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢，打造“風(fēng)光+光熱+抽蓄+儲能”一體化基地，探索推進(jìn)核電項目落地，強化新能源大基地支撐配套能力。

（四）以核能先進(jìn)技術(shù)與管理賦能新能源發(fā)展

發(fā)揮核能領(lǐng)域技術(shù)與管理優(yōu)勢，推動向新能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)化應(yīng)用，實現(xiàn)新能源高質(zhì)量發(fā)展。在技術(shù)轉(zhuǎn)化方面，加快超臨界二氧化碳發(fā)電、核能工業(yè)余熱全梯次利用等引領(lǐng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，培育全釩液流電池、智慧能源、智慧運維等運行提效技術(shù)，打造新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢。

在管理轉(zhuǎn)移方面，將核能領(lǐng)域的核安全管理、卓越績效管理、同行評估等先進(jìn)管理方法學(xué)向新能源領(lǐng)域推廣，推進(jìn)新能源管理集約化、運維智慧化，通過對標(biāo)管理與同行評估持續(xù)優(yōu)化運營效率，打造新能源生產(chǎn)運維行業(yè)標(biāo)桿。

核風(fēng)光熱氫儲一體化是能源強國建設(shè)的重要支撐，實現(xiàn)核能與新能源在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、市場、運行層面的深度協(xié)同，具有保障能源安全、推動能源綠色轉(zhuǎn)型、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展等多種價值。推動核風(fēng)光熱氫儲一體化從理念和示范走向規(guī)模化發(fā)展，有助于我國能源強國盡早實現(xiàn)。

歡迎投稿，聯(lián)系郵箱

tg@inengyuan.com

中辦國辦重磅發(fā)文：

節(jié)能降碳進(jìn)入“硬約束”時代