除了發(fā)電，可以利用核動力的應(yīng)用還有很多。這些需熱應(yīng)用包括海水淡化、氫生產(chǎn)、地區(qū)供熱、工業(yè)過程供熱（玻璃和水泥制造、金屬生產(chǎn)）、煉油和合成氣生產(chǎn)。隨著國際社會努力實現(xiàn)氣候目標，擴大核能在這些應(yīng)用中的作用可能是成功實現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

了解核能如何取代煤炭成為清潔能源轉(zhuǎn)型的一部分。

核電廠產(chǎn)生的熱量可用于產(chǎn)生蒸汽，而蒸汽可驅(qū)動渦輪機發(fā)電。目前，現(xiàn)有核電廠運行溫度可達300℃，而地區(qū)供熱和海水淡化過程需要大約150℃。由于主要涉及材料屬性和性能的一些技術(shù)原因，各核電廠目前按設(shè)計可將所產(chǎn)生熱量的三分之一轉(zhuǎn)化為電力。剩余的熱量通常釋放到環(huán)境中。

這些熱量若不釋放，則可用于供熱或制冷，或者用作生產(chǎn)淡水、氫或諸如石油或合成燃料等其他產(chǎn)品的能源。這些產(chǎn)品可以由現(xiàn)有發(fā)電廠生產(chǎn)，也就是所謂的熱電聯(lián)產(chǎn)。核熱電聯(lián)產(chǎn)就是電力生產(chǎn)與供熱或供熱衍生產(chǎn)品生產(chǎn)同步。通過將熱量用于熱電聯(lián)產(chǎn)，熱效率可提高到80%。

什么是核能？核電廠如何運行？參閱核動力科學。

氫可以在多個領(lǐng)域取代化石燃料，有潛力在化學和工業(yè)過程、清潔能源系統(tǒng)和運輸中實現(xiàn)零排放或近零排放。根據(jù)國際能源機構(gòu)的數(shù)據(jù)，目前通過甲烷蒸汽重整過程生產(chǎn)氫的工藝是一個能源密集型過程，每年排放約8.3億噸二氧化碳，相當于英國和印度尼西亞二氧化碳排放量之和。利用核能作為電源和熱源高效生產(chǎn)氫的方法有若干種，二氧化碳排放量極少，甚至沒有。

了解關(guān)于核氫生產(chǎn)的更多內(nèi)容。

地區(qū)供熱依靠集中式能源廠為住宅和商業(yè)建筑配送熱能。在核地區(qū)供熱中，核電廠產(chǎn)生的蒸汽為區(qū)域供熱管網(wǎng)提供熱能。保加利亞、中國、捷克共和國、匈牙利、羅馬尼亞、俄羅斯、斯洛伐克、瑞士和烏克蘭等國已經(jīng)實施了這一做法。

世界首座浮動核電廠阿卡德米科·羅蒙諾索夫號于2020年5月投入商業(yè)運營，為俄羅斯遙遠的東北部楚科奇地區(qū)供熱。自1983年以來，瑞士的貝茲瑙核電廠一直為市政、私人、工業(yè)和農(nóng)業(yè)消費者共計約兩萬人供熱。主干供熱管網(wǎng)長31公里，向總長99公里的次級管網(wǎng)輸送熱能。

在中國，海陽核能供熱項目正在擴大。供熱管網(wǎng)利用了海陽兩座反應(yīng)堆所產(chǎn)生的蒸汽，已于2020年底投入運營。項目一期預計每年可減少燃煤2.32萬噸，減少二氧化碳排放六萬噸。此供熱項目是核能如何在住宅供熱脫碳中發(fā)揮作用的一個例子，也是以熱電聯(lián)產(chǎn)模式運行核電廠的增值體現(xiàn)。到2021年底，該項目將為整個海陽市供熱。這是山東省的一個沿海城市，人口約67萬。

海水淡化有助于滿足對飲用水日益增長的需求，同時緩解許多干旱或半干旱沿海地區(qū)的淡水短缺問題。海水淡化廠要么需要熱能用于蒸餾，要么需要電能/機械能來驅(qū)動水泵，對海水施加壓力，使其通過滲透膜，從而將鹽從含鹽水中分離出來。目前，所需能源大部分來自化石燃料。核能海水淡化是利用核反應(yīng)堆熱量和電力的一種低碳替代方案。海水淡化技術(shù)可以與不同類型的核電廠配套，同時生產(chǎn)淡水和電力。

綜合核能海水淡化廠的可行性已通過主要在印度、日本和哈薩克斯坦的150堆年以上的經(jīng)驗得到了證明。哈薩克斯坦的阿克圖核反應(yīng)堆位于里海岸邊，在1999年關(guān)閉之前的27年間，其電力生產(chǎn)達135兆瓦（電），日產(chǎn)飲用水八萬立方米。日本有若干海水淡化設(shè)施與核反應(yīng)堆相連，日產(chǎn)飲用水約1.4萬立方米。2002年，在印度東南部的馬德拉斯原子能電站建立了一個與兩座170兆瓦（電）核反應(yīng)堆配套的示范廠，是基于利用海水和核電廠低壓蒸汽的混合熱滲透技術(shù)的最大核能海水淡化廠。

雖然目前只有大約1%的核能用于非電力應(yīng)用，但從英國和法國到俄羅斯、日本等國家，世界各地都在發(fā)起倡議，為更廣泛采用核能鋪平道路。其中包括美國于2016年發(fā)起的H2-@-Scale倡議，旨在研究利用核能進行氫生產(chǎn)的前景。在加拿大，加拿大核實驗室正計劃啟動清潔能源示范、創(chuàng)新和研究園區(qū)，作為利用小型模塊堆的熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用試驗場。

在中國，一座小型模塊式高溫氣冷堆計劃于2021年底投入運行。該反應(yīng)堆的設(shè)計旨在支持發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、工藝熱和氫生產(chǎn)。日本于2021年7月重啟了高溫工程試驗堆，其產(chǎn)生的熱量可用于發(fā)電、海水淡化和熱化學制氫。

在250－550℃溫度范圍內(nèi)，歐洲供熱市場容量超過100吉瓦（熱），核能有機會供應(yīng)這個市場。波蘭100%依賴化石燃料進行熱生產(chǎn)；但該國的發(fā)展戰(zhàn)略中包括核能供熱部署。

• 原子能機構(gòu)通過科學技術(shù)出版物、網(wǎng)絡(luò)研討會和協(xié)調(diào)研究項目支持和促進發(fā)展核技術(shù)新的和正在出現(xiàn)的非電力應(yīng)用。
• 為了評定氫生產(chǎn)方案，原子能機構(gòu)開發(fā)了軟件工具，如氫生產(chǎn)經(jīng)濟性評價程序和氫計算器。這里有下載這兩種工具的鏈接。
• 為了評定核能海水淡化，原子能機構(gòu)開發(fā)了海水淡化經(jīng)濟性評價程序和海水淡化熱力學優(yōu)化程序，對與各種海水淡化工藝配套的不同動力資源進行經(jīng)濟、熱力學和優(yōu)化分析。這些軟件可在這里下載。
• 自1989年以來，原子能機構(gòu)一直在協(xié)調(diào)有關(guān)核能海水淡化的可行性研究。原子能機構(gòu)核能海水淡化技術(shù)工作組是一個全球?qū)＜揖W(wǎng)絡(luò)，支持核能海水淡化廠的計劃評定和規(guī)劃、研究、開發(fā)、設(shè)計、建造、經(jīng)濟性、安全方面、示范項目國際合作以及運行和維護。