碳足跡因子比反應爐早到五年
徐圩案的槓桿位於制度層。工程受制於蒸汽輸送半徑與五百六十七度的溫度上限,複製條件嚴苛;碳足跡因子體系則使工業蒸汽的碳強度得以量化並申報,直接改變下游化工產品在跨境碳機制中的成本位置。以每噸產品消耗兩噸蒸汽計算,核能替代燃煤可減少約零點四三噸二氧化碳的申報量,折合憑證成本約三十四歐元,約當貨價的百分之四至五。
壹、摘要
江蘇徐圩核能供熱發電廠最具外溢性的產出是一組碳足跡因子,不是兩座反應爐。媒體與官方通稿的焦點集中於工程本身,然而工程的示範效果主要作用於中國國內產業,制度層面的設計才具備跨境影響力。該廠以「華龍一號+高溫氣冷堆」雙堆耦合為技術主軸,首次將核能大規模導入石化園區的工業供汽場景,並以「以熱定電」為運行原則,標誌核能資產的定位由「發電機組」轉向「園區能源基礎設施」。
真正值得關注的是碳足跡因子。中核集團同步建立我國首見的核能工業供汽碳足跡因子體系,使低碳蒸汽得以量化、申報,並嵌入下游化工產品的碳足跡鏈條。反應爐尚須數年方能併網,惟因子體系當下即可作用於中國石化產品的碳競爭敘事。就時間差而言,制度先行於工程,此點恰為本案最具外溢性的部分。
綜合判斷:本專案的工程示範價值主要作用於中國國內產業,制度層面的影響則具國際意涵。惟減碳基準線的假設方式、蒸汽輸送半徑所限定的可複製範圍、四代堆首堆工程的時程風險,以及碳足跡方法學能否獲得國際採認等四項變數,均應予以保留,不宜逕以官方宣稱值作為分析前提。
貳、事實基準與專案沿革
分析之先,宜先釐清可查證的事實邊界。本節所列各項,均以可與官方核准文件、主管機關發布相互勾稽者為限。
江蘇徐圩核能供熱發電廠位於連雲港,由中核集團旗下中國核電投資控股,二〇二四年八月經國務院常務會議核准,二〇二六年一月十六日一號機組核島開始混凝土澆築,進入主體工程階段,並為中國「十五五」開局之年開工的首台核電機組。一期工程規劃二台華龍一號壓水堆機組與一台高溫氣冷堆機組,呈品字形排列,另配套建設蒸汽換熱站。

參、產業脈絡:核能綜合利用的階段推進
徐圩專案處於中國核能綜合利用路徑上的第三個台階。此一路徑大致可分為四階:其一為單一發電,此為傳統定位;其二為城市區域供暖,海陽、紅沿河與石島灣等基地均已投入,屬低溫熱能的季節性利用;其三即工業供汽,二〇二四年六月田灣核電基地「和氣一號」投產,為中國首個工業用途核能供汽專案;其四則為更高溫的核能製氫、稠油熱採與高溫工藝熱,目前尚在示範階段。
此一推進次序之所以重要,在於它揭示了一種商業模式的驗證邏輯:先以既有機組的抽汽改造做小規模驗證,確認下游客戶的付費意願與供汽可靠度,再興建以供汽為主要任務的專用廠。換言之,徐圩是「和氣一號」商業驗證成功後的規模放大,稱不上技術冒進。對於評估其後續複製速度而言,此一節奏比技術參數本身更具指標意義。
另須指出,中國化工園區的蒸汽需求長期由廠區自備電廠供給,屬直接排放,既無法藉綠電採購迴避,亦難以憑碳權抵換。工業蒸汽因此成為高耗能產業減碳的結構性瓶頸。「核能+化工」所瞄準者,正是此一瓶頸。
肆、技術說明:兩種堆型的原理與耦合流程
本案之所以採雙堆並列,係因兩種反應器在熱力特性上各有所長而各有所短。欲判讀其可行性與限制,須先理解兩者的基本原理,再看其如何在同一廠址中串接為一套供汽系統。
一、華龍一號:供汽量的基礎
華龍一號(代號 HPR1000)係中核集團與中廣核集團各自研發之 ACP1000 與 ACPR1000+兩項技術融合而成的三代壓水堆,設計壽命六十年。其技術核心為「一百七十七堆芯」設計:在國際通用的一百五十七組燃料組件基礎上,每象限增加五組,四象限共增二十組。此舉一方面提高機組總功率,另一方面降低單一燃料組件的運行功率,安全裕度隨之提高;換料週期亦由通常的十二個月延長至十八個月,電廠可利用率達百分之九十以上。
安全設計採能動與非能動相結合,包含非能動二次側餘熱排出系統、非能動安全殼熱量導出系統,以及能動與非能動並用的堆腔注水冷卻系統,配合雙層安全殼與四道放射性屏障,以因應全廠斷電等超設計基準事故。
就熱力循環而言,一回路高壓水(約十五兆帕)將裂變熱帶至蒸汽發生器,二回路產生飽和蒸汽,主蒸汽壓力約七兆帕,對應飽和溫度約攝氏二百八十餘度。此處即為壓水堆供汽的先天限制所在:水在飽和狀態下溫度與壓力一一對應,欲提高蒸汽溫度必先提高壓力,而壓力受材料與安全設計所限,故溫度天花板明確。惟其單機熱功率達三千兆瓦級,可供抽取的蒸汽量極為充沛,是以在耦合架構中,華龍一號所司者為「量」。
二、高溫氣冷堆:蒸汽品質的來源
本案高溫氣冷堆以石島灣球床模組式示範工程(HTR-PM)為技術基礎。其與壓水堆最根本的差異在於冷卻劑:氦氣為惰性氣體,不參與化學反應,不與石墨作用,且在運行溫度區間內不發生相變,因而不存在沸騰危機,亦無水的臨界點所帶來的溫度限制。堆芯氦氣進出口溫度分別為攝氏二百五十度與七百五十度,蒸汽發生器出口參數可達十三點二五兆帕、約攝氏五百六十七度。
燃料形式亦迥異於壓水堆。其採三結構同向性(TRISO)包覆顆粒燃料,以氧化鈾為核心,外覆熱解碳與碳化矽數層,單顆球形燃料元件內嵌約一萬二千顆此類顆粒,石墨則同時擔任慢化劑與結構材料。碳化矽層在高溫下仍可有效阻滯裂變產物釋出,構成燃料自身的屏障。球床設計並容許不停堆連續裝卸燃料,燃料球多次通過堆芯,燃耗較為均勻。
更關鍵的是功率密度。高溫氣冷堆功率密度約每立方公尺三點二兆瓦,僅約商用壓水堆的三十分之一,衰變熱得以藉導熱、輻射與自然對流自然導出至環境,無須依賴應急堆芯冷卻系統;石島灣示範工程已透過失冷試驗驗證此一固有安全特性。惟其單模組熱功率僅二百五十兆瓦,兩模組合帶一台汽輪機亦僅約二百一十兆瓦電功率,量小而質高,故在耦合架構中所司者為「質」。
三、耦合流程:自海水至工業蒸汽
兩堆之串接不涉及核蒸汽的直接輸出,係經由一連串換熱程序,以完全獨立的工質產出工業蒸汽。依「和氣一號」已驗證的架構並加上高溫氣冷堆環節,其流程可分為四階。


其中第三階段即為本案的技術創新所在。以壓水堆製備的飽和蒸汽為基底,再以高溫氣冷堆行二次升溫,實質上是將兩種熱源依溫度品位串接,使高品位熱源專用於提升品質,不必承擔全部熱量負荷。就熱力學而言,此為熱能梯級利用的具體應用;就工程經濟而言,則是以低成本的三代堆熱量填充基載,僅在需要高溫時方動用造價較高的四代堆容量。
四、放射性隔離設計
化工客戶最為關切者,厥為蒸汽是否可能帶有放射性。此一疑慮在設計上以三重機制因應:其一為回路隔離,核島一回路、二回路與工業蒸汽回路各自獨立,工質全程不相接觸,工業蒸汽的水源另取自海水淡化,與核回路無涉;其二為壓力梯度,工業側回路壓力高於核側,任何洩漏皆循壓差自清潔側流向核側,方向不可逆轉;其三為輻射監測,於換熱介面與輸出管線設置連續監測與自動隔離閥。「和氣一號」自二〇二四年六月投產以來的運行,已對此一架構提供初步實績支撐。
五、耦合運行的工程課題
技術原理雖已清晰,惟兩堆合一運行仍有若干課題尚待實證。其一為維護節奏的不同步:壓水堆每十八個月須停機換料,高溫氣冷堆則可不停堆連續換料,兩者的可用性曲線並不重合。化工裝置要求長週期連續穩定供汽,數日的中斷即可能導致全廠停車,故供汽連續性須另以多機組互為備援、園區備用鍋爐或蒸汽緩衝設施支撐,此亦將成為供汽合約中的關鍵條款與成本項目。
其二為負載匹配。在以熱定電的模式下,園區用汽的日內與季節波動須由機組出力調整或蒸汽旁通吸收,而核電機組的負載追蹤能力本較火電機組為弱,高溫氣冷堆於此情境下的調節表現尚無長期數據可稽。其三為系統整合,兩種堆型的儀控系統、調度邏輯與熱力介面須整合為單一運行體系,國際上並無先例可循,此為本案首堆風險的實質來源。
伍、技術經濟分析:雙堆耦合的內在邏輯
一、蒸汽品質的階梯落差
雙堆耦合係為成本所迫,稱不上技術展示。壓水堆受水的物性所限,抽汽製備的工業蒸汽參數不高,「和氣一號」對外供汽即約為攝氏二百四十八度、一點八兆帕,足敷一般園區用汽,卻難以滿足高溫裂解等製程對更高溫度與壓力的要求;高溫氣冷堆的蒸汽品質雖足,單模組功率卻僅二百五十兆瓦,供汽總量有限。兩者的長短恰成互補,而互補的代價則是造價與整合複雜度。

中核方面對此並不諱言:現階段高溫氣冷堆功率偏小,若欲單獨供應同等蒸汽量,堆數必須成倍增加,經濟性難以成立;與壓水堆耦合,方能在可接受的造價下兼顧蒸汽的數量與品質。此一表述已清楚說明,耦合屬過渡設計:在四代堆單體經濟性尚未成熟之前,藉三代堆的規模優勢為其分攤成本。
二、「以熱定電」的營運意涵
本案首次採取以熱定電的運行模式,其意義超出調度技術層面。傳統核電廠的收益結構繫於上網電價與發電量,而以熱定電意味機組出力由園區蒸汽需求所決定,電力淪為餘熱利用的副產品。此舉將核電資產的現金流由電力市場移轉至長期供汽合約,收益穩定性提高,惟亦使電廠與單一產業聚落深度綁定,承擔園區景氣循環與客戶集中的風險。
就資產屬性而言,此已非典型的電力資產,而近似於園區公用事業。此一轉換對投資評價、監理架構與電價機制均提出新課題,亦是後續觀察本案商業成敗的關鍵切面。
三、模組化與可複製性主張
本案設計強調高溫氣冷堆的模組化特性,使方案得以依不同化工園區的差異化需求量身訂製,兼顧蒸汽數量與品質,具備在多種規模與類型園區推廣落地的能力。此一主張在技術層面成立:模組數量可調,即意味供汽品質的配比可調。惟其能否落地,仍受制於蒸汽輸送半徑、廠址配對與監理條件,不宜逕以技術可行推導為市場可行。
陸、示範案例的實績檢驗:「和氣一號」
欲評估徐圩的可信度,宜先檢視其前身。「和氣一號」利用田灣核電基地三、四號機組,於二〇二四年六月十九日投產,為國際上首次針對壓水堆機組大規模生產供應工業蒸汽的實踐。


此處有一值得留意的數據落差。「和氣一號」設計年供汽量為四百八十萬噸,而依二〇二六年七月的公開資訊,該案對連雲港石化基地的供汽量累計已逾四百八十萬噸。倘此為投產迄今之累計數,則二十五個月的累計供汽僅約當一年的設計產能,實際負載率恐明顯低於設計值。現有公開資訊並未就此加以說明,亦不排除係表述含混所致;惟此一落差直接關係到供汽穩定性與客戶實際取汽意願,屬後續應予追蹤的核心指標。
另一項具啟示性的細節,是海水淡化與供汽的耦合配置。製汽用除鹽水取自廠內海水淡化系統,此舉在缺水風險與水源成本上具有優勢,卻也意味「核能+化工」模式對濱海廠址的依賴更深一層。內陸化工園區即便鄰近核電廠址,其複製條件亦不相同。
柒、減碳數據的方法學檢核
官方宣稱徐圩一期年減標煤七百二十六萬噸、年減二氧化碳一千九百六十萬噸。以標準煤排放係數每噸約二點六六噸二氧化碳計算,七百二十六萬噸標煤約當一千九百三十萬噸二氧化碳,與宣稱值高度吻合。此一吻合本身即揭示了其計算邏輯:減碳量係由標煤替代量直接換算而得,其隱含基準線為百分之百的燃煤替代。
進一步就內部一致性檢驗:「和氣一號」以四十萬噸標煤對應四百八十萬噸蒸汽,每噸蒸汽約當零點零八三噸標煤;徐圩若以每度電約三百公克標煤估算其一百一十五億度發電,約需三百四十五萬噸標煤,餘三百八十一萬噸對應三千二百五十萬噸蒸汽,每噸蒸汽約當零點一一七噸標煤,較「和氣一號」高出約四成。此一差距與其蒸汽參數更高的設定方向一致,顯示兩案數據在內部具備自洽性。

據此可歸納兩點。其一,數據在算術層面自洽,非隨意堆砌,具一定可信度;其二,其減碳量本質上是「相對於全燃煤基準」的理論值。倘園區既有熱源已含燃氣機組或外購電力,或未來基準線隨中國電力結構持續脫碳而下移,實際減量將顯著低於宣稱值。就查證工作而言,此為引用該數據時必須加註的前提。
捌、真正的槓桿:碳足跡因子體系
本案最具外溢性的一環,不在反應爐,而在碳足跡因子。中核集團於二〇二五年十一月二十一日發布首個核能工業供汽碳足跡因子,可核算自海水轉為工業蒸汽之全生命週期排放,並稱填補國內外行業空白。
此一動作須置於更大的制度脈絡中理解。中國生態環境部已依《關於建立碳足跡管理體系的實施方案》,會同國家統計局、國家能源局,自二〇二三年度起逐年公告燃煤、燃氣、水力、核能、風力、光伏、光熱、生物質等各類發電及輸配電的碳足跡因子,供各行業核算產品碳足跡使用,其明示目的即為銜接國內外產品碳足跡與生命週期評價標準。核能供汽因子的建立,等同於在既有的電力因子體系之外,補上熱力側的最後一塊拼圖。
由是觀之,中國正同步建構一條完整鏈條:低碳熱源、官方認可因子、可申報數據。反應爐要到二〇三〇年前後方能供汽,但因子體系今日即可開始作用於中國石化產品在各類跨境碳機制與國際品牌商供應鏈盤查中的申報結果。對從事永續實務者而言,此條路徑的即時影響力,遠高於工程進度。
惟仍應保留者有三:其一,該因子的方法學文件、系統邊界與分配原則尚未充分公開;其二,是否符合 ISO 14067 或溫室氣體盤查議定書之要求,有無獨立第三方查證,尚屬未知;其三,亦為最關鍵者,自建體系不等於被國際採認。歐盟碳邊境調整機制對第三國內部係數的接受程度,向來以可查證性與資料透明度為前提。因子的政治宣示效果已然實現,制度效果則仍待驗證。
玖、跨境申報效果:碳足跡因子在下游的作用點與量級
碳足跡因子的商業價值,須放進歐盟碳邊境調整機制的計算規則裡才看得出來。該機制自二〇二六年起進入財務義務期,現行涵蓋水泥、鋼鐵、鋁、肥料、電力與氫六類商品,申報人須就進口商品的蘊含排放繳交憑證。有機化學品與聚合物長期列於擴大適用的檢討清單,另有一條下游產品範圍擴大的立法軌道同步推進。石化園區的產品何時被納入,決定了低碳蒸汽的價值能在多大範圍內兌現。
一、外購蒸汽如何進入蘊含排放的計算
蘊含排放的計算並不只計算工廠煙囪的直接排放。依現行方法學,可計量熱能是獨立的一項:廠外輸入的蒸汽依其熱量與所屬排放係數換算,計入使用該熱能之生產程序,再隨前驅物逐層帶往下游產品。換言之,園區蒸汽的碳強度會沿著產業鏈往下傳遞,中間材帶進聚合物,聚合物再帶進製成品。這正是核能蒸汽的著力點所在:它改變的不是單一工廠的煙囪,而是整條鏈上每一層都要背負的那一塊熱能排放。
計算式本身相當單純:熱能相關蘊含排放等於單位產品的蒸汽消耗量,乘以蒸汽的排放係數。兩項參數各自獨立,前者由製程決定,後者由熱源決定,而核能供汽所能改變的只有後者,因此一座裝置究竟能減下多少申報量,取決於它本身的用汽強度,與熱源有多乾淨並無直接關係。
二、情境試算:替代效果的量級
燃煤蒸汽的排放係數可由「和氣一號」的公開數據反推:年減碳一百零七萬噸對應年供汽四百八十萬噸,得每噸蒸汽約零點二二三噸二氧化碳。核能蒸汽以生命週期計並非絕對為零,建廠、燃料循環與運維仍有排放,本報告取每噸蒸汽零點零一噸作為情境值。憑證價格則以每噸二氧化碳八十歐元設定。

以中強度情境為例,每噸產品可減少約零點四三噸二氧化碳的申報量,折合憑證成本約三十四歐元。這不是零頭。若該產品的離岸價格落在每噸七百至八百歐元之間,此一差額約當貨價的百分之四至五。這個量級足以改變同類產品之間的報價順序,尤其在毛利率原本就以個位數計的大宗化學品市場。
三、影響最大的環節:熱能占比高而製程溫度低的產品
替代效果並非平均分布於石化產業鏈,關鍵在於高溫氣冷堆蒸汽的溫度上限。該蒸汽出口參數約攝氏五百六十七度,而乙烯裂解爐的爐管操作溫度落在攝氏八百度以上,核能蒸汽在物理上無法承擔裂解爐的供熱任務。裂解爐的燃料燃燒正是乙烯生產中排放最集中的一段,這一段核能蒸汽動不到。
受益最大的,是以中低壓蒸汽提供反應熱、汽提熱與分離熱的產品。精對苯二甲酸的氧化與結晶、聚酯聚合段的加熱、芳烴分餾塔的再沸器負荷、環氧乙烷與乙二醇的水合與蒸發,都屬此類。這些程序的用汽強度高,製程溫度落在核能蒸汽可覆蓋的區間,熱能在其蘊含排放中的占比也最高。換句話說,園區裡愈靠近下游、愈以物理分離為主的裝置,受益幅度愈大;愈靠近上游、愈依賴高溫化學反應的裝置,受益幅度愈小。
這項判斷對複製推廣的評估有直接意涵。一座以乙烯裂解為核心的煉化一體化基地,其碳排結構未必適合核能供汽;反倒是聚酯、纖維、精細化學品這類中下游聚落,蒸汽替代的邊際效益更為明顯。徐圩所在的連雲港基地兼有兩者,實際受益比例須視裝置組合而定,官方宣稱的總量數字無法回答這個問題。
四、實際值與預設值的落差
在申報實務上,還有一層效果比蒸汽本身的碳強度更直接。蘊含排放的申報存在不對稱設計:能提出經查證之實際數據者得以實際值申報,提不出者則適用預設值,而預設值係參照出口國表現較差之設施水準加計懲罰性加成,通常明顯高於實際水準。對申報人來說,取得可查證的資料本身即具價值,與該資料的數值高低無關。
這也解釋了中核集團為何在反應爐尚未併網之前就先發布因子。因子體系一旦被承認,園區內既有的燃氣或燃煤蒸汽用戶同樣受惠於「可申報實際值」這件事,受惠範圍遠大於核能蒸汽的實際供應範圍。就時序而言,制度效果先於工程效果數年到位。
五、三項尚未取得答案的條件
因子的數值高低只是條件之一。第一項是查證主體:申報資料須經歐盟認可之查證機構查證,第三國主管機關或企業自行發布的因子,在現行規則下不當然被接受。第二項是方法學相容性:外購熱能涉及系統邊界、分攤原則與熱量計量基準,倘中方體系與歐盟實施細則在邊界界定上不一致,數值即無法直接沿用,必須重算。第三項是資料可追溯性:計量點設於何處、時間解析度為小時或月、第三方是否具備查閱權限,均為查證能否通過的實際門檻。
對出口導向的化工產能而言,這條路徑的意義在於把減碳投資轉換為可申報的成本優勢。倘查證與互認未能到位,低碳蒸汽的效果將侷限於國內市場的敘事層面,難以在跨境申報中兌現。因子建立的時點早於反應爐併網數年,這段時間差恰為處理查證與互認議題的窗口,也是後續最值得追蹤的一段。
拾、風險評估與應予保留之處
一、工程與時程風險
華龍一號建設週期一般為五至六年,本案高溫氣冷堆為首見的商用耦合機組,屬首堆工程。石島灣示範工程雖已於二〇二三年十二月完成一百六十八小時連續運行考驗轉入商運,累積運行數據仍屬有限,其與壓水堆耦合後的負載追蹤能力、可用率及蒸汽品質穩定性,均無先例可循。首堆工程延期為國際常態,本案投產時程不宜以官方規劃值為據。
二、地理與市場複製風險
蒸汽輸送半徑為此模式最硬的物理約束。「和氣一號」輸送距離二十餘公里,即已需以低熱損管道支撐。此意味「向長三角、粵港澳複製推廣」的真實門檻,不在技術能否複製,而在核電廠址與大型化工園區能否於數十公里內完成地理配對,且該園區須具備足夠且長期穩定的用汽需求。符合此三項條件的區位,數量遠少於推廣論述所暗示者。
三、商業與定價風險
核能蒸汽須與園區自備燃煤鍋爐蒸汽競價。在中國全國碳市場尚未對化工業全面納管、碳價仍屬溫和的條件下,低碳蒸汽的溢價空間主要來自客戶的出口合規需求,國內碳成本的貢獻有限。倘外部碳約束未如預期收緊,供汽合約的定價基礎將面臨壓力。
四、安全與監理風險
核能設施與大型石化園區在數十公里內比鄰而設,涉及外部事件的交互影響評估:石化基地的火災爆炸風險是否構成核設施的外部危害,核設施的緊急應變區劃又是否限縮園區的土地利用,均為監理上的新課題。此類議題在既有法規架構中著墨有限,值得持續關注。
五、數據侷限
本報告所引供汽量、發電量與減碳量,除「和氣一號」部分實績外,均屬設計值或專案方宣稱值,尚未經獨立第三方查證。凡涉及設計值與實績值者,宜嚴格區辨,援引時應予註明。
拾壹、後續觀察指標
綜上,本報告建議以下列指標追蹤本案的實質進展。其中第三、四兩項屬制度層面,影響範圍超出單一專案,應列為優先。

其中尤以第三項最具指標性。倘該因子由企業自建標準進入部委公告體系,即代表中國已將低碳工業用熱的量化基礎納入國家層級的碳足跡治理架構;屆時所影響者,將不止於一座電廠、一個園區,而是整條化工產品鏈在國際市場上的碳敘事位置。
附錄 主要資料來源
- 國務院常務會議核准文件及中核集團專案發布,江蘇徐圩核能供熱發電廠一期工程,二〇二四年八月。
- 中核集團,江蘇徐圩核能供熱發電廠一號機組核島混凝土澆築節點發布,二〇二六年一月十六日。
- 國家原子能機構,〈我國首個工業用途核能供汽專案「和氣一號」建成投產〉,二〇二四年六月二十日。
- 國家能源局,〈核能供汽打開產業應用新場景〉,二〇二四年七月十九日。
- 國家核安全局,核能供汽技術說明(供汽參數與管道輸送熱損),二〇二四年八月。
- 中核集團,全國首個核能工業供汽碳足跡因子發布,二〇二五年十一月二十一日。
- 生態環境部,〈關於發布二〇二三年電力碳足跡因子數據的公告〉及二〇二四年度公告。
- 國家能源局,石島灣高溫氣冷堆商業示範工程投入商業運行公告,二〇二三年十二月六日。
- HTR-PM 石島灣示範工程技術參數,見《Engineering》期刊相關論文。
本報告依公開資訊研析撰擬,所引數據多屬設計值或官方宣稱值,未經獨立查證,僅供內部研判參考。
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