核電站中約65%的熱量會白白排入大海，為何不用來給南方供暖？

出品：科普中國

製作：寒木釣萌

監製：中國科學院計算機網路信息中心

冷卻塔，圖片來自daily post.ng

其實，不光核電站，傳統火電站也基本如此。先來解答另一個問題，為何燃煤產生的熱量，還有反應堆產生的熱量，它們轉化為電的效率這麼低？

兩方面的原因，一是物理定律的限制，二是技術的限制。

能量有品質之分

能量既有數量的不同，更有品質的差別。比如說，一壺熱水，假使它含有的熱量相當於1度電，那麼請問，從能量的有用程度來說，是那壺水好，還是那一度電好？顯然是後者，因為電可以方便地，幾乎完全地轉化為其他形式的能，比如驅動電風扇，加熱洗澡水等。這就是說，電這種形式的能，它的品質是最高的。

又如，一個空心小鋼球，它內部的氣體溫度高達3000攝氏度，而另一個空心大鋼球，其內部氣體的溫度只有80攝氏度。假使這兩個大小不同的鋼球，它們所含有熱量的數量是相等的，那麼，哪個鋼球含有的熱量更有用？顯然是小鋼球，因為它可以轉化為更多的機械能，比如爆炸時。

這就是說，對於熱來說，其溫度越高，品質也就越高。這也是為什麼，所有的火電站都在拚命提高蒸汽的溫度，因為這等於是在提高發電效率。

然而，無論多高溫度的熱，它也不可能全部轉化為功，咱們拿農村的炒爆米花機來舉例子。

把常溫的2公斤玉米扔進爆米花機，密封蓋嚴並加熱一段時間後，澎的一聲巨響，爆米花和內部的熱空氣迅速衝出，這意味著，爆米花機內部的熱能轉化成了機械能，但由於衝出後的爆米花和空氣依然溫度很高，所以，其熱能並沒有全部轉化為機械能，也就是功。

大多數超超臨界的火電站，它燃煤燒水，從而使蒸汽的溫度高達600攝氏度，從理論上來說，600攝氏度的蒸汽做功時（衝擊汽輪機），其能量轉化效率最高也只有63%，這是由物理定律帶來的限制。而在實際中，超超臨界的火電站，其發電效率目前還沒超過46%，這就是由人類技術實力帶來的限制。

可以利用嗎

既然理論和技術決定了，核電站和火電站中無論如何，都會有大約55%至65%的熱能不能利用，它們要麼白白地排入空氣中，要麼排入到大海中，那我們為什麼就不能廢熱利用呢？這些幾百攝氏度的高溫蒸汽對於電站沒用，而且是很大很大的負擔，但對於我們普通大眾，那真是太有用了。

對這問題，咱們先來說火電站，再說核電站。

實際上，有這個疑問的多半是南方網友。而北方的網友，他們一定知道，有的火電站，它們既發電又供熱，這就是熱電聯產電站，北方比較多。

一個較新的例子是，寧夏靈武發電廠除了發電，還向靈武市區300萬平方米面積供熱。2017年，在寧夏「東熱西送」項目中，靈武發電廠通過機組擴建，同時修了一條46公里長，1.4米直徑的管道穿過黃河，直達銀川，為銀川市民供熱。從銀川市政府網站上獲悉，「東熱西送」投入運營後，一期將實現3770萬平方米面積供熱，而遠期供熱面積將達到8000萬平方米。

據工程人員介紹，靈武發電廠到銀川這根46公里長的主管道，在輸送熱水的過程中，熱量只損失2%左右。別說2%，即使損失5%，熱電聯產的好處都是巨大的。

假設電廠的發電效率為35%，同時有40%的高溫廢熱被居民利用，則整個電廠的綜合效率將高達75%。

說完了火電，咱們再來看看核電。

目前，咱們國家擁有熱電聯產的核電站嗎？筆者沒有查到這樣的信息，而原因多種多樣的。

一、多數核電站位於沿海。比如位於福建省福清市的福清核電站，由於福清地處亞熱帶，夏天很長，冬天短且少嚴寒，年均氣溫18.8℃。如果將核電站改造，以便讓其冬天給福清市供暖，那麼在經濟上似乎不太現實，因為需要供暖的天數實在是太少。

二、多數核電站距離市區較遠，假如核電站距離密集城市60公里，那麼修一條60公里長的隔熱管道，經濟成本比較大。

三、技術原因，這才是主要的原因。對於核電既供電又供熱一直有研究，但較少。

再來看看其他國家

位於德國（東德）的格賴夫斯瓦爾德核電站，其首次運行時間為1974年7月12日，有那麼幾年時間（1983年到1984年），該核電站也向周邊1.4萬個公寓和幾個工廠供熱。而1990年，該核電站因為不符合西方安全標準而退役。

根據法國《世界報》2013年的報道，在全球運行的432座反應堆中，有74座既發電，也向附近的城市供熱。其中大部分是地處寒冷的國家，如俄羅斯，烏克蘭，保加利亞，匈牙利等。而在日本和印度，核電站的餘熱主要是用于海水淡化。

如果說海水淡化也算是核電站供熱的一種方式，那咱們國家也有，這就是紅沿河核電站。

綜上所述，利用火電站的餘熱，其技術比較成熟。而核電的餘熱供暖，一是研究的比較少，二是由於核電站的地理位置限制。

對於北方網友來說，甭管是什麼熱供暖，基本上都會供暖。而對於南方和西南方的網友們來說，看到核電和火電中有大約55%至65%的熱都會排入空氣和大海中，他們內心是驚訝的。

截圖來自「悟空問答」《核電站火電站旁這些冒白煙塔做什麼用？》問答下的評論。

筆者地處西南，而我如今是坐在床上，然後用兩床被子蓋著下半身，這才寫完這篇文章的。

熱電聯產電站，希望南方也有，假如可以有的話。

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