[비즈한국] 核反应堆的作用正在从发电扩展到供应工业流程所需的热量。最近，中国启动了将全球首个第四代核反应堆——高温气冷堆（HTGR）与大型工业园区相结合的项目，在石油化工、钢铁等能源密集型产业的脱碳竞争中占据了领先地位。相比之下，韩国目前尚处于政企合作阶段，亟需奋起直追。
中国开建全球首个工业用高温气冷堆
1月16日，中国核工业集团（CNNC）在江苏省连云港市开始了“徐圩核能供热发电厂”的混凝土浇筑作业。该项目采用了混合模式，将中国自主设计的第三代压水堆“华龙一号”2台机组与第四代高温气冷堆1台机组相结合。这将成为全球首个将压水堆与高温气冷堆相结合的核电站，也是第四代核反应堆技术的首个工业商业化应用案例。
该项目的核心在于将核电站产生的热量直接转化为工业蒸汽，供应给附近的徐圩石化园区。其原理是利用“华龙一号”产生的热量制造一次蒸汽，再由高温气冷堆进行二次加热，从而生产700度以上的超高温蒸汽。项目建成后，预计每年将同时生产3250万吨工业蒸汽和115亿千瓦时以上的电力。据中国核工业集团披露，这相当于每年减少726万吨煤炭消耗，抑制1960万吨二氧化碳排放。
石化与钢铁行业的新热源
高温气冷堆是一种使用氦气作为冷却剂、石墨作为减速剂的下一代核反应堆。石油化工和钢铁行业在制造过程中需要消耗巨大的热能。然而，现有的核反应堆由于可生产的蒸汽温度较低，应用受到限制。高温气冷堆能够产生700度至最高950度的超高温热量，作为工业热源的价值极高。
在石油化工领域，这种热量主要应用于石脑油裂解工艺（NCC）。裂解石脑油以获取乙烯、丙烯等产品需要800度以上的高温，如果由高温气冷堆提供热源，可以从源头上消除工艺过程中产生的碳排放。1月28日，在丽水商工会议所由共同民主党议员朱哲贤主办的“为振兴石化产业的高温气冷堆应用方案座谈会”上，乐天化学011170常务理事朴仁哲表示：“目前能源成本已占销售额的约20%。”石化行业期待，如果能用高温气冷堆替代现有的热源，不仅能降低碳排放，还能提升工艺的经济性。
在钢铁行业中，其应用价值也很高。被视为碳中和核心的“氢气还原炼铁（HyREX）”使用氢气而非动力煤作为还原剂。在此过程中，氢气与铁矿石发生反应需要保持800度以上的高温状态，而在通过热化学分解水来生产大量清洁氢气的过程中，高温气冷堆的热量也是必不可少的。
浦项工程建设（POSCO E&C）方面表示：“综合考虑国内可再生能源的扩大条件及海外氢能引入的可能性，我们认为采用核电并行战略是现实的替代方案。高温气冷堆能同时利用750度以上的高温热量和无碳电力，被评价为可应用于高温电解制氢、氨裂解等稳定生产清洁氢气的有效技术。”
高温气冷堆之所以能建设在工业园区附近，是因为其安全性远超前几代核反应堆。高温气冷堆使用的包覆颗粒核燃料“TRISO”采用三层陶瓷涂层，即使在1600度以上的极端情况下，也能完美锁定放射性物质。
此外，作为冷却剂的氦气是化学惰性气体，不存在爆炸风险。即使发生事故导致冷却功能丧失，得益于石墨减速剂的高热容量，温度上升也非常缓慢。即使演变成事故，无需额外的冷却装置或电源，仅靠热辐射或空气中的热传导即可自然冷却，实际上不存在堆芯熔毁的风险。正因这种高安全性，它被评价为最适合建设在工业园区附近以直接供应热量的核反应堆。
韩国尚有漫长路程
与中国进入商业化阶段不同，韩国目前仍处于早期研究开发阶段。韩国科学技术情报通信部从2024年起，在韩国原子能研究院以及浦项工程建设、大宇建设047040、Smart Power、SK Eco Plant、乐天化学等民营企业的参与下，着手开发高温气冷堆。已从1月开始进行基本设计，计划在通过可行性研究后，启动示范堆的建设与运营。
乐天化学方面表示：“高温气冷堆目前尚处于研发初期阶段，我们正在研讨将其用于替代工艺热源以减少碳排放。”
韩国的高温气冷堆开发目标是在2030年代中期实现示范与商业化。石化行业的一位相关人士表示：“中国已经开始建设，美国X-energy财团也已向陶氏化学工厂申请了高温气冷堆的安装许可。韩国处于落后境地，必须加快速度。”