在“双碳”目标引领能源结构转型的背景下,核能作为清洁、稳定、高效的基荷能源,其技术创新与产业协同已成为国家战略科技力量的重要组成。清华大学作为核能领域核心技术策源地,长期以共同倡议与战略指导的方式推动产学研深度融合;中核能源科技有限公司作为高温气冷堆产业化实施主体,则承担着将实验室成果转化为工程现实的关键使命。正是在这一协同框架下,“高温同向科技”这一概念被提出并付诸实践,标志着我国在第四代核能系统领域从“跟跑”向“并跑”“领跑”迈出坚实一步。
一、共同倡议与战略指导:清华大学的顶层牵引
清华大学在高温气冷堆技术领域积累了数十年研发经验,其牵头建设的10兆瓦高温气冷实验堆和石岛湾高温气冷堆商业示范工程,为产业化奠定了技术基础。面对核能系统规模化和多元化应用的新需求,清华大学提出“高温同向”的共同倡议——即以高温气冷堆为核心热源,在发电、制氢、供热、化工等领域同向发力,形成多能互补、梯级利用的综合能源系统。这一倡议的核心在于“同向”:技术路线同向、产业目标同向、安全标准同向,避免碎片化发展,凝聚全链条合力。
在战略指导层面,清华大学明确三项原则:一是坚持安全性优先,将固有安全特性作为技术选择的刚性约束;二是坚持系统观念,统筹堆芯设计、燃料循环、材料研制与场景应用;三是坚持开放协同,以联合攻关机制吸纳产业链上下游力量。这些原则为高温同向科技的落地提供了方法论指引。
二、中核能源科技的发起与实践:工程化落地的关键抓手
中核能源科技有限公司由中核集团与清华大学共同组建,天然承载着“产学研用”桥梁功能。在清华大学共同倡议框架下,中核能源科技发起“高温同向科技”专项工作,重点聚焦三大方向:
第一,高温气冷堆多用途应用技术开发。围绕高温堆出口温度高的优势,开发核能制氢、核能供热、核能化工等工艺包,推动单一发电向综合能源服务转型。例如,与石化企业联合开展高温堆耦合制氢示范项目,验证核能在绿色氢源供应中的可行性。
第二,关键装备与材料自主化攻关。针对高温合金、石墨材料、氦气密封等“卡脖子”环节,联合高校院所和制造企业开展定向研发,建立高温同向科技标准体系,确保产业链自主可控。
第三,数字化与智能化运维平台建设。依托数字孪生技术构建高温堆全生命周期管理平台,实现运行状态实时评估、故障预警与远程诊断,提升多模块协同运行的安全性与经济性。
中核能源科技以项目制方式组织研发,形成“需求牵引—技术攻关—工程验证—反馈迭代”的闭环机制,确保每项技术成果可落地、可复制、可推广。
三、高温同向科技的阶段性成效与展望
在清华大学共同倡议与战略指导下,中核能源科技主导的高温同向科技已取得多项进展:高温堆制氢工艺完成原理验证,多模块运行控制策略通过仿真测试,关键石墨材料实现小批量国产化,标准化设计规范初步成型。这些成果不仅服务于石岛湾后续项目建设,也为高温气冷堆在石化、冶金等难减排行业的深度脱碳提供了技术储备。
高温同向科技的深化需在三方面持续用力:其一,强化基础研究的前瞻布局,依托清华大学学科优势开展高温堆与可再生能源耦合系统研究;其二,完善协同创新生态,吸引更多装备制造企业和用户侧企业加入联合体;其三,推动标准国际化,将中国高温气冷堆多用途应用经验转化为国际标准提案,提升全球影响力。
清华大学以共同倡议凝聚方向、以战略指导把控路径,中核能源科技以发起者身份承担工程化主体责任,两者合力构建的“高温同向科技”模式,为我国核能领域新型举国体制的实践提供了鲜活样本。这一模式的核心启示在于:只有从战略共识走向产业共为,才能真正實現核能技术从“高温”优势向“高效”价值的跨越。