На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.
«Циньшань». Топить атомом
Крупнейшая китайская АЭС «Циньшань» находится прямо в черте города (округ Цзясин). Здесь живет 4,5 млн человек. Заявлено, что к 2025 году эта АЭС будет отапливать 4 миллиона квадратных метров жилья.
В сентябре 2018 года было завершено проектирование исследовательского реактора DHR-400 для АЭС «Циньшань», специально предназначенного для решения задач районного теплоснабжения. В ноябре 2020 года началось частичное отопление города Хайян, а этой (2021-22 года) зимой Хайянский проект атомного энергетического отопления начал обеспечивать теплом весь город Хайян.
Атомное отопление жилых кварталов
Китай на данный момент делает упор сразу на два подхода к атомному отоплению жилых кварталов. В первом - часть пара забирается у обычных водо-водяных атомных реакторов — и пускается не на вращение турбины, а на нагрев (через герметичный теплообменник) воды, отапливающей дома. При этом слегка снижается выработка электроэнергии реактором, но общий «тепловой» КПД даже растет на 3,25%. Это и логично: при нагреве воды нет потерь в 60%, типичных для вырабатывающей ток турбины.
Реактор DHR-400
Второй подход к атомному отоплению у Китая на первый взгляд напоминает советскую атомную станцию теплоснабжения АСТ-500. Речь о реакторе бассейнового типа DHR-400 (расшифровывается как реактор районного отопления на 400 тепловых мегаватт). В DHR-400 вода в принципе не кипит, а греется лишь до 90°, после чего через теплообменники отдает тепло воде, уходящей на отопление домов.
Риски минимизированы: вместо 200°и кипящей под давлением 16 атмосфер воды — 1 атмосфера и температура ниже точки кипения. Активная зона реактора погружена в бассейн диаметром 10 метров и глубиной 20 метров.
Даже если внешнее электроснабжение в результате стихийного бедствия пропадет, вода из этого реактора будет выкипать месяц. За этот срок где-то рядом или починят водопровод, или подвезут дополнительную воду. И зальют ее в бассейн куда раньше, чем активная зона реактора начнет расплавляться от остаточного тепловыделения.
Экономически DHR-400 выгоден: он топит лишь немногим дороже, чем угольные котельные. У него только один недостаток: температура воды на выходе из него всего +90°, поэтому переброска воды из него рациональна лишь на несколько километров.
Активная зона реактора расположена на дне глубокого бассейна,который полностью расположен под землей, то есть его нижняя точка находится на отметке -26 м.
Ветряки и солнечные батареи не потянут
Отопления городских кварталов от атомных реакторов - возможно, одно из важнейших событий в современной энергетике. Включив в энергосистему малый ядерный реактор, Китай очередной раз продемонстрировал, что претендует на роль мирового лидера в ядерной энергетике.
17% всех затрат первичной энергии человечеством приходится на электроэнергию. И около половины идет на получение тепла. Только на отопление и нагрев горячей воды ее уходит куда больше, чем на обеспечение работы всех электростанций мира (а ведь есть еще тепло для промышленных процессов). Если мы получаем тепло из ископаемого топлива, оно стоит нам намного дешевле, чем если мы отапливаемся электричеством. Это потому, что КПД ТЭС в лучшем случае 60% (но бывает и ниже), да и турбина электростанции стоит дорого. А вот КПД газового котла — около 90%, и никакой дорогой и сложной турбины там нет — только горелка и теплообменник.
Иными словами, ветряки и солнечные батареи не позволят решить вопрос отопления, например, для США и Канады. Конечно, их можно построить в нужном количестве (даже несмотря на то, что зимняя выработка солнечных батарей втрое ниже летней, а ветряки в безветренные морозные антициклоны могут вообще остановиться на пару недель), но вот цена такого отопления будет в несколько раз выше современной, а такого не выдержит ни одна экономика стран с умеренным климатом.
