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世界核电市场拒绝“AP1000”,中国早在2006年引进

新闻综合 · 2011-08-01 · 来源:乌有之乡
日本核泄漏 收藏( 评论( 字体: / /

本文导读:

世界核电市场竞争新方向“要三代,不要AP1000”
AP1000机型“最先进”的神话被揭破,西屋公司的声誉下滑。AP1000曾被西屋公司宣传为世界最安全最经济最先进的机型,但这个神活在实践中已逐步被揭破,不断的显现出尚存有重大安全问题没有解决,又是世界上造价最高(6000-8000美元/千瓦)的机型,因而在世界市场竞争中连连失利。在世界核电界的声誉,已由2006年的顶峰迅速下滑,几乎跌出了各国招标者的视野。

中国核电谜局:自有知识产权被边缘化
中国核电用三十年的时间走过了“三轮引进”之路:中国核电在1980年代的第一轮发展中确立了以“引进+国产化”为主的路线;1990年代,又经历了以纯粹购买电容为目的第二轮引进;虽然与引进并存的自主发展走了20年,它却被进入21世纪之后的新一轮核电发展计划彻底放弃了,2002年末至2003年初所确定的新一轮核电发展路线,再一次是依靠对外引进,而且是比前两轮引进更彻底的全盘引进。
  国外核电巨头鲸吞着中国核电建设数百亿美元的庞大蛋糕,我们自己拥有的核电技术知识产权却被日益边缘化。
2004年9月,中国第三代核电站的招标工作(浙江三门和广东阳江核电站核岛供货国际招标)正式开始,标志着第三轮引进路线开始实施。但招标谈判的时间大大超过预期。2006年12月,招标结果终于公布,美国西屋公司的AP1000成为了最后的赢家。当时媒体广泛报道,西屋胜出的主要原因之一是报价较低,但具体价格说法不一,在每千瓦1000-1500美元之间。
实行第三轮引进路线的主要理由是中国现有的技术不够先进,实际上,在改良传统技术上,中国完全可以在已有的基础上赶上先进水平;而在革命性的第四代技术上,中国实际上已经走在世界前列。因此,引进路线的制定者对世界核电技术趋势缺乏深刻的认识,其判断也是错误的,全盘引进更是没有必要。
中国核电的三轮引进路线,都是把现有产品当作技术,把购买外国核电站等同于获得技术能力,无视中国自己的技术能力基础,更没有把这个基础的发展纳入核电发展规划。正因如此,引进路线也充分证明了自己的荒谬——在三十年的轮回中,每一次引进的结果(没能引进技术)都成为下一次引进的理由(还是缺乏技术)。

中国已成为第三代核电技术的试验场
美国核能管制委员会在2005年底才完全批准AP1000设计证书。 中国政府在2006年12月就决定引进其技术了。 反观美国,一直到今天都没有按照AP1000的技术在本土造好任何一座核电站。

世界核电市场竞争新方向“要三代,不要AP1000”

北极星核电网讯:日本福岛核事故过去了4个月,形势已基本稳定,已转入到如何面对未来了。核电还是要发展的,如何进一步健康发展是关键。在这段时间内,核电发展并未停止,核电市场照样运转,市场竞争还在进行。本文通过市场竞争动向的分析,预示核电未来发展的方向,供大家参考。

一、 福岛核事故后的世界市场竞争

日本福岛核事故后的世界核电市场竞争活动,主要发生在英国、芬兰、立陶宛和约旦几个国家。

(一)英国

1、最新动向:AP1000从安全评审中被排除出局,启动能源市场改革

英国在近4个月内发生了两件应予关注的大事:一是6月28日英国核安全监管部门发出公告并通知西屋电气,AP1000已从安全评审中被排除出局,主要原因是安全保护壳等安全问题,从而关闭了AP1000进入英国核电市场的大门;二是7月12日英国能源部公布能源市场自由化改革白皮书,为高造价高成本清洁能源 (高造价核电、可再生能源)的发展,打破经济屏障,揭开了能源市场改革的序幕。

2、历史背景:曾经是世界核电发展领跑者的英国,由于发现北海油电,能源供求矛盾缓解,停止了核电的发展,再加上采用核电机型的缺陷,成了世界核电发展的落伍者。没有自主核电机型,沒有自己的核电机型供应商,没有自己的核电公司,英国电力市场被三家外国电力公司瓜分,进口电力成了英国电力的重要来源,英国成了世界发达国家中最需要发展核电的国家。

近几年来,英国政府为复兴核电进行了大量工作,包括恢复核电发展的政策法律准备,确定了要发展核电的方针;核电发展规划目标准备,确定了2025年新建成 2500万千瓦的目标;厂址准备,批准了8个核电厂址,并完成了厂址使用的招标。目前仍在进行的两个工作:一是核电机型选择、安全评审,确定新建核电的机型;二是进行能源市场改革,为建设核电创造经济环境条件。

3、关于核电机型的安全评审。2005年启动核电招标,邀请法国AREVA、西屋电气、美国GE-H和加拿大AECL,分别提供他们的EPR、AP1000、ESBWR和ACR1000的设计资料,由英国政府组织审评后颁发设计认证证书,并允许在英国建设。GE-H和AECL,均因设计成熟性不够,忙于国内研发和审评而退出,剩下EPR和AP1000两种机型。英国政府交给英国健康安全局(HSE)负责,具体委托咨询公司通用设计评估机构(GDA)进行安全审查,分4个阶段,多次公布审查进展情况,计划于2011年6月完成。

2011 年2月形成的审评初步意见,对法国EPR,审评中发现的主要安全问题是安全系统和控制系统的不独立,可能引起安全问题,是个设计问题,通过设计方案的修正,问题已经解决,已在芬兰的奥尔基洛托项目上釆用。审查中提出的许多改进意见,将在由法国电力公司主导进行EPR的设计修改中硏究采纳。

对西屋电气AP1000的审评中,提出两大安全问题:关于安全保护壳,提出采用钢板与混凝土的夹心板结构,存在结构强度、稳定性和耐久性、应对外部危害能力和缺少标准规范等问题,要求必须提供通过分折、测试、验证所得的证明其安全的证据,此问题,多次向西屋公司提出,但一直没有得到满意回应。关于一次水系统压力边界保护的暴破阀,英国核安全监管部门始终认为,在英国不允许使用,需另想办法,但西屋电气一直沒有提供可行替代方案。AP1000的问题,不只是设计问题,更是一时难于解决的技术问题。英国核监管机构于2011年6月28日宣布,AP1000因安全保护壳等的安全问题,从安全评审中被排除。

4、关于能源市场改革

2010 年12月英国政府宣布,计划使用1100亿英镑(1700亿美元)建设新的核电。据规划2025年前建成2500万千瓦,则综合造价为6800美元/千瓦。正在安全审评的EPR和AP1000两种机型,造价和发电成本均太高,经济性成为英国核电复苏的屏障。在英国的三大电力公司(法国EdF、德国 Horizon、法国、西班牙同英国SSE合资的NuGeneration)一致要求进行能源市场改革,并认为是新建核电的“绝对的关键”。英政府提出建立“四联锁政策机制”,进行能源市场改革,让未作减排处理的碳基能源,增加成本,让低碳能源的优势显现出来。政府承诺,当能源市场改革后,电力批发价格低,出现差价时,政府可补足电力公司的收入。改变了新老两届政府多次申明的“核能是商业性的,政府不给补贴”的政策。2010年12月英国政府还宣布要建立“四联锁政策机制(four interlocking policy instruments)”,进行能源市场改革,为核电建设开辟道路。

“四联锁政策机制”的能源市场改革是个重大创新,如果成功,不仅对核电,而且对可再生能源,都是强力的推动,对减排二氧化碳、缓解全球变暖有深远影响。原要求于2011年4月,以白皮书的方式拿出咨询报告,再由政府决策。现在于7月12日公布了能源市场改革的白皮书。

能源市场改革白皮书提出4点建议:①制订碳排放的楼板价格;②制订一个“差价合约”(Contract for difference)以便稳定金融和从低碳发电中回收;③建立禁止高碳发电的机制,制定碳排放限额标准;④确保足够的发电能力。关于碳排放楼板价格,被认为是英国新核电经济的根本,建议确定 2013年每吨二氧化碳最低价格为16英镑(25.7美元),以后逐步提高,2020年上升为30英镑(48.2美元),2030年上升到70英镑 (112.5美元)。关于碳排放限额标准,被认为是市场监管的逆止阀,定为每发KWh电最多排放450克二氧化碳。这样,燃煤电厂必须装CCS(碳收集贮存系统)才可生存。

白皮书公布后的初步反映:天然气价格迅速上涨18%;受到核工业协会和EdF能源的欢迎;但RWe nPower(占 Horizon公司50%股份)认为差价合约可确保电价、煤价、碳排放价的协调,可获得稳定的回报,但会导致发电行业获得暴利。由于电价的大幅提升,对经济社会发展和人民生活会产生重大影响。能源市场改革能否顺利进行,复苏核电的计划,能否实现,仍有疑问。

由上看出:英国电力市场改革刚刚开始,适应核电复苏要求的市场环境条件尚未形成。初选核电机型,AP1000因安全问题而被排除,EPR虽无安全问题,但仍需通过市场改革突破造价和成本过高造成的经济屏障。按既定机型方向发展,复苏核电的路子较窄,困难较大。如果把视野扩大到包含更多机型,核电发展的路将可扩展。

(二)芬兰

最新动向:世界核新闻2011年7月4日报导,芬兰电力公司Fennovoima邀请法国Areva和日本东芝公司,投标芬兰一个新核电厂的建设,要求阿海珐确保EPR和东芝确保ABWR反应堆设计,必须符合芬兰的安全要求和公司自身的技术要求,将在2012-2013年最终决定采用何种机型。

历史背景:芬兰有三家公司在推进新核电的建设。一是正在建设奥尔基洛托3号机(EPR)的TVO,准备建设奥尔基洛托4号,100-180万千瓦,机型在 EPR, ABWR, ESBWR, EU-APWR, APR-1400中选择。二是复达兴(F0rtum),在已有两台前苏联机组的洛维沙厂址上建洛维沙3号机组,倾向采用俄罗斯的AES-2006型机组。三是Fennovoima公司,在芬兰北部建设,准备在法国EPR和日本东芝的ABWR中选择。 2010年4月芬兰经济部长宣布,在三个项目中决定选择两个。复达兴的项目被排除。现在Fennovoima项目,进入竞争的关键阶段。

由上说明:在上述两个项目的机型选择候选机型,包括了很多三代机型,但是没有AP1000。未被批准的复达兴,AP1000也未列入候选名单。

(三)约旦

最新动向:据世界核新闻2011年7月4日报导,约旦第一个核电厂的招标,已收到3家核电站供应公司的投标,他们是:法国阿海珐-日本三菱重工财团、俄罗斯的ASE和加拿大SNC -兰万灵国际公司,他们投标的机型分别是Atmea – 1、 AES - 92型VVER – 1000和增强型 CANDU- 6重水堆。在2011年1月发出投标邀请,在日本福岛核事故后,又提出要求,在投标方的标书中要包括福岛核事故条件下的核安全分析。7月4 日正式成立招委员会,计划于12月作决定。

历史背景:约旦是个高度缺乏能源的中东国家,95%以上能源需要进口,又非常缺少淡水资源。约旦发展核电的目的是缓解能源供应紧张和海水淡化。2007年的国家能源战略设想,到2020年由核能提供6%的电力,到2030年或2040年核能提供 30%的电力,并提供出口。约旦与埃及、叙利亚建立了的30万千瓦、50万瓦的区域联网,以便安装大容量发电机组。由约旦电力需求和电网规模决定了近期建设机组容量规模在百万千瓦上下。2008年,约旦原子能委员会(JAEC)与加拿大AECL签署为期3年的合作协议,进行建设74万千瓦增强型 CANDU-6(EC6)和海水淡化的可行性研究。又为了同法国阿海珐就建设110万千瓦的Atmea 1前期工作签署合作协议作了准备。

2009 年JAEC对4家供应商7种机型,包括韩国的APR1400、阿海珐-三菱的Atmea 1、俄罗斯ASE的AES-2006、AES-92、加拿大加强型CANDU-6(EC6)作了初步评估,确定Atmea 1、AES-92、EC6,三种机型入围,作进一步竞争选定。

到现在2011年7月,约旦收到三家的投标书。加拿大国有的AECL,经政府批准,把反应堆分部卖给了SNC-兰万灵(SNC-Lavalin),EC6的投标方由AECL改为SNC-兰万灵。

由上说明:整个过程中没有见到西屋电气、AP1000参与竞争的报导。西屋电气AP1000的规模适合约旦的要求,规模不是AP1000沒有进入的原因。西屋电气的AP1000,没有进入候选行列,所谓的“先进”未能打动约旦招标者。

(四)立陶宛

最新动向:2011年6月2日世界核新闻报导:立陶宛重提新建两台核电机组的计划,建设Visaginas核电站,邀请投标的有西屋电气的AP1000和日本的日立-GE的ABWR。该项目是为替代早先苏联时期建没的伊格纳利纳(Ignalina.)核电厂,该电厂两台大型石墨水冷核电机组在加入欧盟时被要求关闭。2011年7月14日世界核新闻又报导:立陶宛发布公告,日立- GE被选定为Visaginas核电项目的“战略投资者” (strategic investor),预计核电厂在2020年建成运行1台130万千瓦的ABWR机组。西屋电气的AP1000未被选中。据西屋公司网站6月23日报导,在立陶宛做出决策之前,西屋公司向立陶宛总理又提交报告,宣扬AP1000的优越性。但此举仍没有改变AP1000被淘汰出局的命运。

历史背景:关于前一轮的招标。2009年12月9日,立陶宛政府发出新建核电厂的招标公告,在老厂伊格纳利附近的维萨吉纳斯湖,建设两台170万千瓦的核电机组。估计总费用67亿欧元(100亿美元),由立陶宛、爱沙尼亚、拉脱维亚和波兰联合建设。2010年9月10日宣布了5家核电站供应公司符合资格审查条件,但到投标最后期限11月10日时,仅收到韩国电力公司一家合格的投标建议,在与韩独家谈判两星期后,韩国撤回了投标。供应商投标不积极的可能原因是,立陶宛准备使用资金太少,2台170万千瓦机组100亿美元,不到每千瓦3000美元,供应商对项目前景悲观。2010年12月初立陶宛正式宣布这轮招标失败。

由上说明:新一轮招标,缩小了规模,并选择造价相对较低的ABWR,大大减小了投资压力,使项目在经济上可行。AP1000投标失利的主要原因,可能是要价过高,超过了立陶宛的承受能力,再有AP1000的“先进”的信誉已大为下降了。

(五)小结

上述四国中,两国原把AP1000列为候选对象,抱有希望,最后被排除了。另两国,在确定候选对象时,AP1000就没有列入,没有进入招标者的视野。

二、 近几年已落幕的招标项目情况

前几年多个核电项目的国际招标,已经有了结果,落下了帷幕。

(一)南非项目招标的流产

南非2007-2008制订了2010年前开工400万瓦, 2020年核电总容量2000万千瓦的核能发展规划。追求“先进”,邀请当时被认为在上最强势的法国Areva和东芝西屋公司议标。由于资金困难,宣布停止招标。这次招标以资金问题流产。

2010年10月,南非反思,经济社会发展还必须发展核电,提出要走“低成本”的核能发展思路,要加强与中国和韩国的合作,发展中国的二代改进、韩国的OPR-1000和APR-1400等低造价机型。高造价的AP1000和EPR被排除了。

(二)土耳其项目的绝处逢生,俄罗斯AES-2006胜出

土耳其第一核电项目招标的前期,与南非项目类似,2007年开始第4次招标,参加投标的有加拿大、日本、法国、俄罗斯、韩国等,受2008年金融危机冲击,由于缺乏资金,宣布招标推迟。2009年2月土耳其总统访俄时,俄总理普金以俄造价只有美国、法国的一半,说服土耳其总统,获得单独议标权,重开谈判,绝处逢生。由于双方都有承受能力的限制,经艰苦谈判,最终在双方均可承受的条件下,达成一致,取得成功。建设4台AES-2006机组。俄罗斯机组只有美国、法国的一半,是绝处逢生的关键。

(三)阿联酋项目的当机立断,改用韩国的APR-1400

2009年底阿联酋的核电招标,法国EPR因造价过高败于韩国APR1400之手。韩国战胜法国主要靠的是经济性。过程中,阿联酋一直倾向于 “先进”的法国EPR,但在最后决策中,当机立断,放弃“先进”的EPR,选择了相对低价的APR-1400。阿联酋是因石油生产在短期内迅速富裕起来的暴发富户,一般喜欢抢先创名,喜欢先进,但价钱太高也很难承受的,选择了相对较底的机型。

(四)越南政府自主选择俄罗斯的AES-2006

2007年越南政府制订核电发展计划,确定2020年达到200万千瓦。越南还同俄罗斯、日本、 法国、 中国、 韩国、 美国及加拿大等国,签订核合作和援助协议,选择合作伙伴和机型。2010年2月越南政府,未经招投标程序,决定把承建首座核电厂的合同,交给俄罗斯Atomstroyexport承建,建设AES- 2006机组。

(五)保加利亚的好事多磨、AES-92型中标

保加利亚Belene项目,2006年俄罗斯以AES- 92型机组,战胜捷克斯库达--西屋联队,中标,2008年开工,又因资金问题停工。基础价总投资40亿欧元,不含首炉核燃料费和浮动。保加利亚电力公司 NEK51%,德国RWE 49%。保加利亚无能力筹资,RWE 2009年初退出。 保加利亚自筹能力 仅20%,保加利亚多方寻找合作伙伴无果。又经过复杂的探索过程,多种途径、多种方式,为筹资费尽心机,最终与俄罗斯合作,突破了资金筹措困难,取得初步胜利。

(六)小结

上述五个项目,一个流产项目,关键是“先进”机型AP1000和EPR,造价太高,南非自身资金承受能力低,没有双方均可接受的空间。成功的4个项目,3个是俄罗斯的AES-92或AES-2006,1个是韩国的APR1400。没有一个是AP1000。

三、 意想中招标项目的机型选择倾向

意想中想建核电的国家很多,但大多距离真正的招标建设,较大距离。这里仅对几个接近招标的项目分析。

(一) 罗马尼亚

罗马尼亚重新启动建设72万千瓦的切尔纳沃德核电厂3号和4号机组,倾向采用加拿大AECL的CANDU6。

这个项目筹备时间已久,主要问题是原东欧国家,类似保加利亚,自己缺乏资金,与其他欧洲电力公司筹资合股经营,但资金筹措方案难于落实,成为项目前期工作的最大困难。关于机型,罗马尼亚同加拿大与建立了长期合作关系,倾向采用加拿大AECL的CANDU6。

据 Wnn2011年1月报导,尽管筹资波折,不确定性很大,但还是有两大建设集团提供了意向书,为将来正式招标做准备。两大建设集团,一是以贝克特国际牵头,有加拿大的SNC 兰万灵核(即原AECL的反应堆部)、意大利的安萨尔原子核公司和 Elcomex,另一是俄罗斯Atomtechnoprom和其他几个小公司。罗马尼亚政府组织一个评审小组,要对这些参与者进行资质审查。预计2011年或2012年上半年确定中标者。

(二)捷克

捷克泰梅林核电站在本世纪初建成了两台俄罗VVER1000机组,计划再扩建两台机组。2009年由捷克斯柯达JS和俄罗斯Gidropress联合体的 AES-2006;俄罗斯核出口公司Atomstroyexport的AES-2006;西屋的AP1000;阿海珐和三菱重工联合体的Atmea1和韩国电力公司的APR-1400,五家提交了建议书。该项目已拖多时未见进展,估计还是因东欧国家共有的筹资问题所致。在五家供应集团中包含了西屋公司的 AP1000一家。

(三)波兰

2010年3月波兰最大的电力厂公司同GE-H签署了进行联合可行性的协议,由GE-H控股在波兰建设4台机组,机型为ABWR和ESBWR中选择。在此之前波兰还同法国Areva签署了类似的联合可行性研究的协议。波兰也缺乏建设资金,想通过由承包方控股合资建设的方法,要承包方解决筹资问题。机型将在ABWR、ESBWR和EPR三种机型中选择。

(四)小结

从上述三国情况看,除了捷克项目在5个候选对象中有一个是AP1000外,其余都不是,看来AP1000的声誉已大幅下降了。

四、市场竞争形势的分析

1、福岛事故后世界核电仍在朝着既定的方向发展,一些发达国家、发展中国家,坚持发展核电的政策,继续推进核电建设。世界经济社会发展和减排二氧化碳缓解全球变暖是核电发展的两大推动力,将会持续的强有力的推进核电的发展。福岛事故促使人们对安全的关注,核电的发展速度和规模将会有一定的减缓。

2、核电的安全和经济,是核电发展的两条底线。核电必须在满足这两个约束条件下才能求得发展。英国核电机型选择评审中,AP1000出局的事实说明,谁踩了核电安全这条底线,谁就不得发展。英国为核电和清洁能源发展,破障开路,开始了能源市场改革说明,如果造价和发电成本太高,在经济上不能生存,也是不可能发展的。通过改进核电机型本身的经济性和通过能源电力市场改革,是解决核电市场生存能力的两大关键。

3、AP1000和EPR双雄争斗的时代已经过去,其他三代机型逐步兴起。在2005至2008年的核电国际市场招标竞争中,EPR和AP1000是两大明星,那里有招标,他们就会在那里出现,呈现双雄争斗的态势。但随着招标竞争的深化,安全性、经济性问题的不断显现和暴露,形势发生变化,双雄争斗的时代已经过去。AP1000踩了安全、经济两条低线,形势严峻,在招标竞争中首先失势。EPR在英国的安全性审查中已通过,在美国NRC的审查中也沒有提出重大问题,安全性沒有成为影响市场竞争的障碍,但经济性差的屏障却难破,建设造价攀升至6000美元/千瓦以上,阿联酋项目投标失败,使法国政府认识到问题的严重,因而法国政府责成EdF对 EPR作设计修改,简化设计、降低造价,显然这是个明智的决策。双雄争斗时代过去,其他三代机型,如早期三代机型东芝、日立的ABWR、韩国的 APR1400;“二代改进达三代”机型俄罗斯的AES-92、AES-2006以及二代改进机型加拿大的CANDU6,既能确保安全,造价又相对较低,因而在市场竞争中的优势重新被人们认识,在市场竞争中逐步兴起,取得胜利。

4、AP1000机型“最先进”的神话被揭破,西屋公司的声誉下滑。AP1000曾被西屋公司宣传为世界最安全最经济最先进的机型,但这个神活在实践中已逐步被揭破,不断的显现出尚存有重大安全问题没有解决,又是世界上造价最高(6000-8000美元/千瓦)的机型,因而在世界市场竞争中连连失利。在世界核电界的声誉,已由2006年的顶峰迅速下滑,几乎跌出了各国招标者的视野。

5、“要三代,不要AP1000”是世界核电市场竞争的新动向。不管是最近4个月中市竞争的动向,最近几年市场竞争的结果和意向中几个项目的机型倾向,西屋公司AP1000的表现,实在太不理想了。与AP1000声誉下滑的形势相反,其他三代机型,声誉步步上升。世界核电机型市场竞争中出现了,“要三代,不要AP1000”的现象,几乎成为世界核电招标者的共识。

五、关于三代核电的说明

在讨论三代核电的发展形势时,有必要把三代核电的概念作澄清。

什么叫三代核电?一般公认的说法是,满足电力公司用户要求文件(URD、EUR)的机型就属三代。三代核电机型不是只有AP1000一种,三代核电有很多种,大致可分为四类,一是上世纪末就通过整体验证的ABWR和System80+(即韩国的APR1400);二是通过二代改进达到三代要求的俄罗斯 AES-92和AES-2006型;三是目前正在建设首堆工程进行工程整体验证的EPR和AP1000;四是目前尚处硏究开发设计认证审查阶段的 ESBEWR、US-APWR、ACR1000、Atmea 1等。当然这种分类只是大体上的分,不是很严格的,就像AP1000,现正在建设首堆工程建设,进行整体验证,应属第三类,但是它真正有效的设计认证尚未批淮,一些重要试验验证工作还没有做,堆型设计的方案尚未固化,NRC正在审查的是第18 版,审查发现问题后又拿出了第19版,会不会还有20版、21版呢?应该说正处在研究开发设计认证的阶段,似应分在第四类中。

三代核电不只是AP1000一种,它只是特殊的一种,它更不是三代核电的代表,从成熟程度、设计特点、经济性等方面看,它都不能代表三代。把发展三代等同为发展AP1000,显然犯了概念上的错误,会造成政策上的混乱。偷换概念,混淆视听,将会造成严重后果。

“要三代”,这是显然的,按URD、EUR的要求,更安全、更经济,满足要求的三代核电是核电发展的方向。“不要AP1000”,显然是指目前状态而言的。如果它的安全问题,就像美国NRC主席说的那样,都解决了,并都有了充分证明,并让核安全专家满意认可,就可取得设计认证证书;它的经济性如得到较大的改善,不仅解决了自身的生存问题,还有较强的竞争能力,那么AP1000的声誉还是可恢复并提高的,到那时“不要AP1000”就会变成“要 AP1000”。AP1000的前景是重生还是被淘汰,就看西屋公司的态度和工作了。

中国核电谜局:自有知识产权被边缘化

2009年01月15日  《商务周刊》杂志

被放逐的“中国创造”——破解中国核电谜局  中国核电用三十年的时间走过了“三轮引进”之路:中国核电在1980年代的第一轮发展中确立了以“引进+国产化”为主的路线;1990年代,又经历了以纯粹购买电容为目的第二轮引进;虽然与引进并存的自主发展走了20年,它却被进入21世纪之后的新一轮核电发展计划彻底放弃了,2002年末至2003年初所确定的新一轮核电发展路线,再一次是依靠对外引进,而且是比前两轮引进更彻底的全盘引进。
  国外核电巨头鲸吞着中国核电建设数百亿美元的庞大蛋糕,我们自己拥有的核电技术知识产权却被日益边缘化。中国自主创新的道路,为什么在举国上下的自主创新口号中越走越窄?
  路风(北京大学政府管理学院教授)
  编者按:2006年4月20日出版的《商务周刊》,曾以封面故事的重要位置刊登了本刊记者王强采写的长篇报道《中国核电谜局》。其时美国西屋和法国法玛通在中国第三代核电招标战的争夺正空前白热化,而中国自主研发并在秦山核电项目中成熟起来的第二代核反应堆技术却沦为看客。
  而今将近3年过去了,夺标的西屋AP1000让中国人再次见证了钓鱼工程的无耻,其“比投资”从最初游说时宣传的每千瓦1000-1500美元变成了“上不封顶”,增加至少一倍已成定局;落败的法玛通EPR趁机拿走了中广核的订单。且不提这两个中国核电决策者们口中无比先进但至今在全世界尚没有一例成功应用的第三代核电技术鲸吞着中国核电建设数百亿美元的庞大蛋糕,我们自己拥有核电技术知识产权的中国核动力研究设计院却被日益边缘化。
  自主创新的道路,在举国上下的自主创新口号中越走越窄。
  这究竟是为什么?所有关注中国核电事业的有志国人莫不扼腕。曾先后深入探究中国汽车制造和大飞机制造两大战略产业落后之谜的北京大学政府管理学院教授路风,在这两年多时间里,带领他的三名博士生曹崴、郭丽岩、王彦敏,通过对业内资深人士的大量访谈,试图破解这个发生在中国核电事业身上的谜局,并授权本刊全文发表这篇3万字的长文。赤子之心,溢于笔端,望诸君正襟细读,亦盼在场衮衮诸公,幡然醒悟,谋国之大是。
  着中国能源问题的日益严重,发展核电的重要性获得越来越多的共识。事实上,中国政府在几年前开始制订“十一五”规划时,就已经把发展核电列为保证未来能源供应的重要手段,并做出了在2020年前后使核电装机容量达到4000万千瓦的规划(最近能源当局提高调子,要把这个目标提高到6000万甚至7000万千瓦)。这个规划标志着中国政府对核电从“适度发展”到“大力发展”的政策转折,一扫多年来“要不要发展核电”、“核电需要在多大程度上发展”的争论,业内甚至因此而出现过“中国核电的春天终于到来”的兴奋。
  但从一开始就引起争议并出乎许多人意料的是,2002年末至2003年初所确定的新一轮核电发展路线,再一次是依靠对外引进,而且是比前两轮引进更彻底的全盘引进。以大亚湾核电站为标志,中国核电在1980年代的第一轮发展中确立了以“引进+国产化”为主的路线,但同时也存在着以秦山核电站(一期)为标志的自主开发。1990年代,中国经历了以纯粹购买电容为目的(不包含技术转让内容)的第二轮引进,相继购买了加拿大的重水堆(秦山三期)和俄罗斯的压水堆(田湾),并且继续购买了法国核电站(岭澳-大亚湾后续项目),但同时也开工建设了自主设计的秦山二期核电站。虽然与引进并存的自主发展走了20年,它却被进入21世纪之后的新一轮核电发展计划(以下称之为“第三轮引进路线”)彻底放弃了。
  第三轮引进路线倡导者提出的主要理由是:国内核电站机型“五花八门”的局面严重干扰了中国核电技术进步和国产化进程,而(自主设计的)秦山二期核电站是参考大亚湾核电站“照猫画虎”建造的,在事故预防、缓解措施以及防火设计等方面与国际上新的核安全标准还存在差距,已丧失了作为“主力机型”的条件。因此,中国核电必须“采用先进技术,统一技术路线”,直接引进国外最先进的第三代核电站技术,走“一步跨越”的新路。这个方针的具体实施方案是:通过国际招标,在国际三代核电机型中选定一种作为中国核电技术的发展方向;先建设4台招标引进的机组作为“国产化”(后改称“自主化”)依托项目;在2010年之前开始实行这种引进机型的批量建设,并于2020年达到4000万千瓦的目标;其中除了中国已有的11台机组870万千瓦,均为引进机型,国内已掌握技术但属于落后的机型不再建设。
  2004年9月,中国第三代核电站的招标工作(浙江三门和广东阳江核电站核岛供货国际招标)正式开始,标志着第三轮引进路线开始实施。但招标谈判的时间大大超过预期。2006年12月,招标结果终于公布,美国西屋公司的AP1000成为了最后的赢家。当时媒体广泛报道,西屋胜出的主要原因之一是报价较低,但具体价格说法不一,在每千瓦1000-1500美元之间。
  同月,中美两国政府签署了技术转让的谅解备忘录,双方企业签署了项目合作备忘录,并继续就商务合同进行谈判。2007年3月,国家核电技术公司(筹)与西屋联合体在北京签署第三代核电自主化依托项目核岛采购及技术转让框架合同,在浙江三门和山东海阳(换掉了阳江)建设四台AP1000机组。同年5月,负责引进第三代技术的国家核电技术公司(以下简称国核技)正式成立。根据官方的定义,这个公司“是经国务院授权,代表国家对外签约,受让第三代先进核电技术,实施相关工程设计和项目管理,通过消化吸收再创新形成中国核电技术品牌的主体,是实现第三代核电技术引进、工程建设和自主化发展的主要载体和研发平台。承担第三代核电技术的消化、吸收和再创新工作。在不转移外方责任的条件下,组织外方、项目业主成立项目联合管理机构,负责核电自主化依托项目核岛及其接口等相关工程设计、设备采购和工程建设。”同年7月24日,国核技与西屋在北京签署了技术引进协议。
  虽然“一步到位,实现跨越”的方针已经开始付诸实践,但中国核电发展的美好前景并没有浮现出来,第三轮引进路线仅仅实施了三四年就已经破绽百出。
  第一,如果完全依赖这个路线,就不可能完成到2020年建设4000万千瓦核电能力的规划目标(更不用提6000万或7000万千瓦的追加目标了)。引进路线本打算以AP1000来统一中国核电建设的技术路线,即通过购买、复制这种机型来批量建设核电站。但是在做出了全盘引进的决定之后,引进路线的决策者才发现,由于AP1000是一个未经实际验证、甚至尚未设计定型的机型,所以不可能在第一批机组建成并证明能够安全运行之前进行批量建设。于是到2006年,引进路线的决策者不得不临时改变初衷,为被他们认为应该放弃的所谓二代技术开了门——批准了一系列采用国内设计的二代改进型核电站上马,把作为全盘引进理由的“一步跨越”改为了事实上的“两步走”。这个转折充满了讽刺意味:假如中国没有自主掌握的核电技术可以依靠,一个被国务院批准的核电发展规划就会成为一纸空文。这个临时修正不能不令人质疑引进路线的决策依据到底是什么?从实际过程看,更符合逻辑可能性的是,在外国技术总是比中国技术更先进的思维定势下,决策者在面临新一轮核电发展时,“先验地”认定只有依靠引进外国技术才能发展,事先就排除了依靠自主技术进行发展的可能性。虽然事实证明这种决策思维经不住实践的考验,但问题仍然存在,引进路线为二代改进机型开门只是迫不得已的权宜之计,所以仍然没有把发展自己的技术作为重点。
  第二,引进路线不可能“统一”中国核电发展的技术路线,只能再次走上“万国牌”道路。第三轮引进的一个主要政策目标是“统一技术路线”,但购买美国西屋公司AP1000核电站的签约墨迹未干,中国广东核电集团(以下简称中广核)就被批准购买了法国的EPR核电站(同属“第三代”技术),退出采用AP1000的范围,原定采用这种堆型的广东阳江核电站(中广核控股)也被代之以中国电力投资集团公司(以下简称中电投)控股的山东海阳核电站。没有人解释过突然改变主意的原因是什么。有一种局外人比较能够认同的解释是,购买核电站涉及大国政治,向多个国家购买是为了平衡大国之间的利益关系。这种解释不是没有道理,但如果有道理,也只能在一个前提下才成立——就是中国一定要向外国购买核电站。相反,如果中国的核电发展是走自主路线,那就没有哪个大国会觉得“不平衡”。这个逻辑有历史根据:当清朝末年中国遭遇列强瓜分时,哪一次也不可能只向一个外强割让领土或利益,只有同时让几个列强都“利益均沾”,当时的所谓“大国政治”才能平衡;但在新中国敢于以武力捍卫领土完整并让对手付出惨重代价之后,争相向中国索取领土和主权利益的要求就再也不是“大国政治”中的一个因素。事实上,被第三轮引进路线所指责的“国内核电站机型‘五花八门’的局面”恰恰是前两轮引进的后果,而第三轮引进只能给这种“五花八门”的局面进一步“锦上添花”。引进路线的食言已经证明,只要开了引进的口子,中国的核电发展就永远不会统一技术路线,而同时使用法国、加拿大、俄罗斯和美国的不同机型,也使中国成为世界核电发展史上的一朵“奇葩”。
  第三,引进路线的代价空前昂贵。全盘引进的代价一直是一个讳莫如深的话题,一直处于高度保密的状态。尽管业内人士出于对“上面”的恐惧而噤若寒蝉,但随着具体项目的实施,一些信息无法阻挡地逐渐透露出来:虽然国际招标方案当初是以每千瓦1800-1900美元上报中央批准的,但负责引进的国核技公司现在已要求业主准备按2000多美元/千瓦的价格来接盘,而且还附带了一个令人忐忑不安的条件——“上不封顶”。其实,由于AP1000存在着难以预料的技术风险,最后的实际成本很可能会更高。虽然准确数据有待未来发展的结果,但引进必将代价高昂的判断仍然可以从世界核电市场找到间接的证据。据中国核能动力学会经济专业委员会主任温宏钧2008年10月20日发表在《商务周刊》的文章《第三代核电变贵了》介绍,在美国,已经向核管理委员会提出申请的三个AP1000核电站,“比投资”(平均每千瓦投资)的预算均在4300美元以上;采用法国EPR技术的两个核电站已开工,芬兰的工程由于数度延误工期,其“比投资”预算已经攀升到4200美元左右,法国本土工程的“比投资”预算是3500美元左右,但2008年5月因严重质量问题被核安全机构责令停工整改近一个月后才复工,成本上升难以避免。与昂贵的外国第三代核电站相比,自主设计的秦山二期核电站是每千瓦1360美元;采用四台CRP1000机组的辽宁红沿河核电站,总预算投资493亿元人民币,按2008年8月的汇率折合每千瓦1662美元。如果这些真实数据可以被看作是比较两条道路的参照系,那么中国依靠引进建设核电的成本至少将是自主建设的三倍。因此,引进路线将使中国发展核电的经济性受到严重质疑。
  第四,引进路线难以引进技术。原来通过购买AP1000引进技术的思路是,先由西屋负技术责任建成首批4台机组,然后在西屋转让技术的基础上,由中方“独立设计”(复制)几台后续机组并由西屋负责“技术把关”,经实际运行验证后进行批量建设。在“自主创新”于2005-2006年被确定为国家的重大战略方针之后,为了在新的政治空气下把全盘引进说成是“自主创新”, 引进路线把十六个国家科技发展重大专项之一的核电专项(即《大型先进压水堆和高温气冷堆核电站示范工程》)主要用于对AP1000的“消化吸收再创新”,以国核技为实施主体(用于高温气冷堆示范工程的经费大约占全部重大专项经费的1/6,另以清华大学、华能和中核建联合为实施主体)。这种方式存在两个重要问题:(1)“再创新”是在给定的产品设计框架下进行,其内容是放大功率。由于引进协议规定,西屋对AP1000的知识产权涵盖130万千瓦及其以下功率的设计,所以“再创新”的内容就成为在AP1000的基础上设计出来1x0(x>3)万千瓦的CAP1x00(C代表中国,但AP仍然代表原设计框架)。且不说能否成功,这种“再创新”除了加大功率之外,不可能明显改变技术性能,因为明显改变产品性能的技术创新只能通过产品的重新设计。(2)对引进技术的“消化、吸收、再创新”并没有置于中国的技术研发经验基础之上。负责实施重大专项的国核技刚刚成立一年多,本身并没有技术能力,它所收编的上海核工程设计院也不具有反应堆开发能力,而是一个长于核电站整体设计(土建工程设计)的机构,所以国核技不可能成为“研发平台”。中国本来具有核动力技术的研发平台,但国核技出于自己的利益而将这个项目“私有化”,把具有几十年经验积累的其他研发机构排除在重大专项之外,还声言“不排除国际合作的可能性”——把中国的研发平台排除在外,不靠“国际合作”又靠谁呢?
  技术创新的国际经验与理论证明,能够引进技术的必要条件,是引进方具有相当的技术吸收能力,而这种吸收能力只能来源于自主研发的经验和努力,所以只有将引进活动置于自己的研发经验基础之上才能“消化、吸收”外来技术;成功引进技术的根本标志不是引进方能够按照给定产品设计进行组装,而是通过引进活动生成和提高了自主推动产品变化的技术能力,所以实现“再创新”的根本标志是在吸收外来技术知识的条件下设计出来不同于原设计的产品。由此可见,在AP1000的设计框架下进行复制和放大功率的“再创新”,不可能使中方发展出来开发先进反应堆的技术能力,而引进活动与自主研发经验基础的脱节只能给这种结局加上一个“双保险”。从原则上讲,国家科技发展重大专项不应该用于模仿引进的产品,何况第三代核电技术并非世界最先进技术。如果重大专项的资金不是用于开发具有自主概念和解决方案的核能系统,而仅仅是用于复制或改进一种给定的外国产品设计,这不但背离了国家重大科技专项确立的目标和原则,而且如果外国又开发出来第四代乃至第N代技术,中国不是永远都需要引进吗?因此,如果我们有理由相信,一个人从粮店里买回一袋大米并不等于这个人就会种稻子了,那么我们就有理由相信,中国核电靠这样的“自主化依托项目”是不可能实现自主的。
  第五,引进路线使核电工业体制更加混乱。在以引进AP1000来统一中国核电发展路线的方针下,国核技成为又一个行政垄断企业。说它是企业,它却握有罕见的权力:它自己并非投资于核电站的业主,但在与西屋的商务谈判中却把业主排除在外;它没有开发能力和经验,因而也不可能是核动力技术的研发平台,但在组织实施国家重大专项时却把其他有经验的研发机构排除在外。说它是公共管理机构,它却有自己的经济利益:在组织引进中,除了代业主决定商务条件,它还要另向业主收取不菲的管理费;在国家已经为引进技术付费之后,它却要求其他希望分享技术的国有研发机构付钱购买。于是,它先是被赋予对公共资源的垄断权,然后再将其“私有化”。但这个公司在享受垄断利益的同时却不用承担责任:是业主公司在为它的决策买单(本质是为引进路线买单)。业主的责任不仅是经济的(支付高昂的引进费用),根据《中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例》第七条,核设施营运单位“对所营运的核设施的安全、核材料的安全、工作人员和群众以及环境的安全承担全面责任”,国核技可以不负这种责任,而承担了如此大责任的业主却不能参与决策。
  日韩在经济起飞阶段也曾由政府牵头统一对外引进技术,却避免了权责分离的困境。这是因为其制度安排上,是以企业作为承担技术转移主体的。中国核电工业的体制本来就不合理,行政垄断仍然过多,市场机制仍然太少。在这种条件下,靠行政权力来贯彻的引进路线不仅无助于改革核电体制,反而增加了更多不政不企的因素,使中国核电工业体制之乱为世界核电发展史上所仅见。
  “破绽百出”并没有让引进路线清醒,不等首台AP1000机组在2013年建成运转,它就要从2011年开始这种堆型的批量建设。其实引进派早在2003年就说过:“至于采用先进技术的风险问题,历来风险都是与利益共存的,不敢吃螃蟹的人,怎能尝到其鲜美的滋味?”但未经任何实际运转的检验就开始批量建设一种新堆型,这种做法在世界核电史上是没有先例的。如此敢于冒险的一个直接原因是对国产二代机组迅速普及的担心:如果符合安全规定的厂址都批给了国产二代,将来再建AP1000就没地方了(难道他们在谈判时已经对西屋公司做出承诺,即中国的核电站只采用AP1000?)。于是引进路线冻结了所有内陆核电站项目的审批,同时打算加快建设AP1000的速度(规定采用AP1000的湖南、湖北和江西三个核电站已经于2008年上半年获批,但尚未核准开工)。更重要的原因是一个政治逻辑:引进路线为了不在受挫之后受到质疑,于是就更彻底地贯彻这条路线以证明其正当性和合理性,一意孤行地走入“疯狂”,哪怕受挫的原因本来就是违反了技术和工业发展的规律。
  以上述趋势为证据,不得不令人怀疑第三轮引进路线正在将中国核电的发展引上一条高风险的道路,虽然实际风险将取决于决策者修正这条路线的灵活程度。这些风险来源于AP1000的技术风险,来源于代价高昂的引进使核电发展丧失合理性的经济风险,来源于技术路线混乱、体制混乱的风险,更来源于削弱、肢解中国核动力技术能力基础的风险。
  面对这样一个发展局面,人们不能不提出一个问题:中国的核电发展为什么非要走全盘引进的路线?如果追寻对这个问题的答案,那么任何关心中国核电长远发展的人都会产生一个挥之不去的困惑:在中国的核工业建立50多年之后,在中国的第一颗原子弹爆炸成功40多年之后,在中国的第一艘核潜艇下水30多年之后,在中国的民用核电工业经历了30年的发展之后,为什么中国仍然没有形成能够独立发展核电工业的技术能力,甚至连应该怎样发展核电技术能力的途径似乎都没有找到?这个困惑是如此的沉重,以至于即使引进的必要性得到证明,它也是无法回避的。
  事实上,第三轮引进路线的被迫修正证明了中国具有发展核电的自主技术能力基础,因为原本被“枪毙”掉继而又被迫批准上马的所谓“二代改进型”核电站,无论在多大程度上借鉴过外国技术,都是中国自主设计的。既然具有这种能力基础,那为什么决策者总是认为中国核电的发展只能从购买外国核电站开始?中国核电发展的最佳技术路线是不是只能走将外国的“先进”核电站设计加以“国产化”的道路?造成中国核电在过去缓慢发展的原因真的是技术不行还是其他什么因素?中国的核电发展到底能不能走自主路线? 存在这么多的困惑,中国核电的发展似乎只能用“谜局”来形容了。为解开这个谜局,本文在世界核电技术发展趋势的背景下,追寻30年中国核电发展的脉络,并追寻50多年中国核动力技术发展的历程,对中国核电发展的技术选择、战略和体制、技术能力基础和道路选择等方面进行分析。由这些分析所组成的四个主题共同证明了一个道理:引进路线是错误的,中国核电发展的康庄大道只能是自主路线。 

 

主题一:中国人研发的技术不一定不先进

    世界核电技术的发展轨迹并非一条直线,而是在经历两次严重核事故(美国三哩岛和前苏联切尔诺贝利)之后发生了断裂;虽然核工业界在改良压水堆的基础上推出了所谓的“第三代”技术,但由于西方核电的复兴要求实现革命性的“固有安全”,所以以美国为首的各国政府在新世纪之初,合力发起促进新一代核能系统技术开发的浪潮,它们都明确支持的研发前沿集中在所谓“第四代”核电技术上。以此为背景,在改良传统技术上,中国完全可以在已有的基础上赶上先进水平;而在革命性的第四代技术上,中国实际上已经走在世界前列。因此,引进路线的制定者对世界核电技术趋势缺乏深刻的认识,其判断也是错误的,全盘引进更是没有必要。

  实行第三轮引进路线的主要理由是中国现有的技术不够先进——只要放弃虽然自主掌握但却落后的第二代技术,而直接引进“最先进”的第三代核电技术,就可以实现“一步跨越”。由此可见,引进派头脑中的“技术”其实指的是具体的产品(更准确的说法是物化在产品上的技术)。但一个国家要想实现技术“跨越”(更准确的概念应该是“进步”),就不可能只靠购买现成的产品——因为产品会不断更新,要进步就必须培育出来能够推动产品变化的技术能力。

  对于技术能力的来源留待后面再讨论,这里首先指出,以现有外国产品作为判断技术“先进性”的标准,就会忽略决定技术变化的关键因素,从而丧失判断技术发展趋势的能力。如果稍微了解一下核电发展史就可以看出,世界主流核电技术不是沿着一条直线发展的(如“一、二、三、四代”这种划分给人的错觉),真正决定核电技术代际划分实质内容的,是两个历史阶段对于技术性能不同的政治和战略要求。这两个历史阶段就是已经衰落的“第一核纪元”和正在浮现出来的“第二核纪元”。

  第一核纪元从世界上第一个商业核电站(美国希平港核电站)的建成(1957年)开始,到1980年代走向衰落,其主导技术是轻水反应堆(包括压水堆和沸水堆)。它起源于美国核潜艇的开发,然后才被用于核电站。在美国政府和因参与海军舰艇核动力项目而获得反应堆设计制造能力的西屋、通用电气等供应商的推动下,轻水堆尤其是压水堆以其率先获得应用的经验基础和较好的经济性等优势,成为西方核电大发展时期的主导堆型。从1960年初到1980年代初,短短20年时间,400多座核电站在几个发达国家拔地而起,其中美国建设了100多座核电站,共具有1亿千瓦左右的发电能力,使核电在这个世界第一能源消费大国的电力供应中至今仍然占19%。另一个核电大国法国在减少依赖石油进口的能源战略指导下,不到30年的时间内就使核电在全国发电总量中的比例达到70%以上。

  但1979年发生的美国三哩岛核事故暴露出来这种堆型的固有缺陷——永远存在发生堆芯熔化的事故概率。轻水堆的堆芯冷却剂是水,其供应是依靠泵和管道,如果泵和管道发生故障(如断电、漏水、机械失灵或操作失误这些永远不能完全避免的事故),失却冷却剂的堆芯就会因温度急剧上升而熔化,而堆芯熔化将导致灾难性的核泄漏后果。因此,几十年来以轻水堆为主的核动力工业界(以下简称水堆工业界)为了对付这种失水事故作出了不懈的努力,绞尽脑汁,不惜工本地采取各种改进措施,其中最主要的是设计出一整套应急安全注水系统,这套系统在一旦反应堆系统发生失水事故时能及时启动,将外部储存的水注入反应堆系统,以防止炽热的堆芯因裸露而熔化。这些技术改进措施降低了反应堆堆芯熔化的概率,大大提高了核电站的安全性。但由多种设备组成的应急安全注水系统是一个复杂的系统,其中任何一个设备或部件的失效(因设备故障或操作失误)都会使注水系统失效,导致堆熔。三哩岛的反应堆装有此类安全注水系统,但还是由于设备故障和判断、操作失误而导致堆芯熔化。

  事实上,人类十分需要核能这样一种新能源,而从科学技术上作进一步的改进,提出解决核电这一致命弱点的新技术方案是有可能的。在轻水堆核电站以出人意料的速度在美国铺开并推向欧洲的时候,核电界的有识之士就清醒地对当时只重经济性而忽略安全性的倾向提出过警告。三哩岛事故发生后,美国第一任原子能委员会主席David Lilienthal出版了《原子能:一个新的开始》一书,全面论述了水堆技术必须进行革命性变革的道理。与此同时,美国核能界的元老、长期任职美国橡树岭国家实验室主任、备受尊敬的核能技术奠基人之一温伯格(Alvin Weinberg)也提出:核电的第一纪元已经结束,我们要开发出从物理定理出发就可以理解的、在任何情况下堆芯都不会熔化的反应堆,不是“概率安全”的,而是“确定安全”的,他们把这类反应堆称之为固有安全(inherently safe)的反应堆。只有当这种反应堆开发出来,并且同时解决好核废物的长期安全处置和防止核武器扩散的问题,核电才有可能全面复苏,并推向全世界的发展中国家(毕竟是发展中国家的未来需求更大),核电才能开始进入新的“第二纪元”。

  虽然这些先知先觉者的正确预见在三哩岛事故后就明确清晰地公之于世,但当时的美国政府和工业界并没有完全接受。出于既得利益,他们更强调针对事故教训就现有的设计做修补性的改进,并加强对核电安全的全面监管。但1986年的切尔诺贝利核事故最终迫使水堆工业界不得不承认,核电站发生严重事故是可能的。由于两次严重事故的接连发生,西方公众越来越担心核电站的安全,反核浪潮汹涌澎湃,迫使包括美国在内的多数西方工业国家的核电事业陷入停滞。从三哩岛事故发生至本世纪初,美国再没有新建核电站的订货,有的欧洲国家甚至通过全民公决或政府法令,为正在营运的核电站设置停运期限,全世界的核电发展在总体上停滞下来。一个曾经被几乎所有工业国家看好而快速兴起和发展的核电产业,竟然会突然停滞下来,甚至面临被抛弃而退出历史舞台的前景,这在现代工业发展史上是十分罕见的。核工业界一直在抱怨,是偏激和无知的反核势力导致了这种结局。他们认为,核工业界在核电安全方面作出的努力、投入的资金是任何一个行业都不可比拟的,核电站发生堆熔引起严重事故的可能性已经微乎其微,用概率安全分析的方法测算出的事故概率已达万分之一以下,即平均一个反应堆运行一万年以上才可能发生一次这类事故(事故概率为10-4~10-5/堆年),可谓“万无一失”。但公众并不完全相信这种理论分析和测算,即使是如此低的概率也不接受,因为人们从切尔诺贝利事故中体验到了这类事故的后果,从心理上把由事故引起的大面积居民环境核污染与原子弹爆炸的后果自然地联系起来。谁也没有理由责怪公众的“无知和偏激”。多年来,核工业界企图加强公关宣传教育活动来改变公众的接受性,未见明显收效。

  上世纪末的最后20年里,发达国家的核工业界在对付严重事故的核安全方面所作的努力是巨大的,向市场推出一批被他们自己称为“第三代”的新产品。所谓“第三代”核电先进性的最基本特征是在技术设计方案中认真考虑了对付严重事故的方法,进一步减小严重事故发生的概率,即把因反应堆堆芯熔化和堆熔后致使安全壳(最后一道安全屏障)短期内破裂所导致大量放射性物质外泄的概率又降低了一个数量级(从堆熔概率约10-5/堆年降到10-6/堆年,安全壳短期破裂概率从10-6/堆年降低到10-7/堆年)。这是一个不小的进步,但仍然不是消除而只是降低了严重事故的概率。虽然供应商声称这“实质上”消除了严重事故的风险,但公众不见得完全相信这种概率方法分析的结果。堆芯熔化和和安全壳破裂的物理过程是如此复杂,实验验证很难真实模拟,更不可能在核电站运行中得到证实。水堆供应商们沿着这条技术路线做出的改良性努力没有解决先辈们所提出的也是公众所期望的核安全根本问题,他们的技术不能引导世界核电走出将要结束的第一纪元,尽管有着巨大需求的中国核电市场是他们竞相推销的最有吸引力的市场。

  西方核电复兴的重重困难最终使固有安全概念得到普遍认同,而“第二核纪元”经过漫长的酝酿,正在逐步浮现出来。1999年,美国政府提出了“第四代核能系统”的概念,其中对核电站的最根本要求就是要达到“固有安全”。小布什当选总统之后,美国开始重新实施以推进新一代堆型开发为主要技术内容的核能战略。2001年7月,美国能源部宣布成立由美国领导、9个国家参加组成的“第四代国际论坛”,正式开始了国际第四代核能研发,其后又接纳了包括中国在内的多国参加。该组织定义了第四代核能系统的技术目标,推出了6种第四代堆型的概念,对核电反应堆安全性的要求是不再需要电站厂址以外的应急响应,也就是不再会发生堆芯熔化事故导致的大量放射性外泄,要做到这一点,反应堆必须要“固有安全”。

  从上述过程看,世界核电技术的发展经历了两个核纪元之间的断裂,美国核电建设停滞30年的事实充分说明了这个断裂的程度。当然,鉴于新一代堆型开发的困难性和时间需要,近期内的核电建设仍然只能依靠对原有技术的改进,但是,开发新一代核能系统的全球联合攻关已经吹响号角,迎来第二核纪元的核电革命已经发动,新一代的固有安全反应堆将在不远的将来被推向市场。

  恰恰是这种技术革命的潮流更会产生对引进路线的质疑——中国实际上在第四代核电技术的发展上走在世界前列,甚至领先于美国。2002年,国际权威期刊《核工程和设计》(Nuclear Engineering and Design)发表了介绍中国清华大学10兆瓦模块式高温气冷堆(the HTR-10)的专刊。该刊主编、模块式高温气冷堆概念原创者之一的G. Lohnert在编者按中说:“事实上,the HTR-10是世界上第一个有理由被称为‘固有安全’的反应堆。因此,这是第一个第四代反应堆——它不仅存在于纸面上,而且存在于现实中。当然,它只是一个小反应堆。但重要的是要注意到,实际上它的所有部件,与正处于设计阶段并将生产250兆瓦以上电力的原型堆,具有同样的尺寸并遵循同样的设计原则。”2004年9月30日,在国际原子能机构的安排下,世界第一座模块式高温气冷核反应堆在北京首次对外进行了核安全实验演示,来自30多个国家的60余位国际原子能专家在现场观看了“不插入控制棒下反应堆丧失冷却”的核安全实验演示。那是在全世界范围内有史以来第一次用正在运行中的实际反应堆进行事故演示,充分说明“中国和平利用核能技术走在了世界前列”。比得到国际学术界赞扬的更可喜的是,由中国政府支持的20万千瓦高温气冷堆示范电站即将动工,标志着这种国际公认的新一代先进反应堆将要在中国首先实现产业化。

  高温气冷堆是目前美国选中开发第四代核电技术的唯一目标堆型(用于发电和产氢),另一个目标堆型是钠冷快堆,主要目的是“焚烧”掉核电站产生的核废料中寿命奇长(上万年)的“锕系元素”,以解决核废料处置的长期安全的争端。在第四代核电技术国际论坛所确定的6种堆型中,由美国主导的是“超高温气冷堆”(VHTR),它也是美国2001年能源政策报告中唯一提到的核电技术。清华大学高温气冷试验堆建成后,美国国会的拨款委员会主席和能源部长都相继专门来“参观考察”过。最近,美国核管会(NRC)已与中国核安全监管当局原则达成协议,中方同意与美国核安全管理当局合作,让美方参与中国首个工业规模的高温气冷堆示范工程的安全评审工作,共享安全评审方面的经验;作为回报,美方愿提供他们有关评审AP1000的资料的经验。

  上述事态发展表明,美国政府已看好了高温气冷堆是最有可能实现固有安全的核电反应堆,还有可能利用它产生的高温热量来生产氢,是美国当前炒得很热的“氢能社会”概念实现的基础。在美国国内形成这种共识的时候,他们遗憾地发现,两个发展中国家——中国和南非先行一步,都已经起步建造工业规模的模块式高温气冷堆。美国有关部门一方面通过各种形式与这两个国家的高温气冷堆项目开展合作(西屋公司已经在南非项目中入股),借鉴先行者的经验;另一方面拨出资金,开展研究并准备尽快在爱达荷国家实验室建设工业规模的示范堆。为将来产氢作准备,美方希望开发出新的更高温度的燃料元件和结构材料,建成能产生出口氦气达1000℃高温的所谓超高温气冷堆(VHTR)。在美国主导形成的描述6种第四代堆型的文件上,把美国准备搞的“超高温气冷堆”列在其中,而且由他们作为主导国家(leading country),不承认中国和南非先于美国建成的模块式高温气冷堆是第四代反应堆。在2004年9月的北京演示会上,一位中国核动力科技界的资深人士质问美国代表团为什么定这样的标准,来自美国国家实验室的专家私下表示,他们实际上也不同意这样定,但这个意见报上去后,被美国能源部一口否决,理由是:“这是政治问题”。

  对于美国为保全世界核电领袖面子所作的努力,中国眼前不必花费精力去理论和争辩,倒是可以看清问题的实质——中国在核电新技术革命的潮流中方向正确,已经走在世界各国的前面。清华开发的模块式高温气冷堆就是第四代核电技术,它才是世界最先进的核电技术,而不是被国内引进路线所吹嘘的AP1000。需要警惕的倒是在国内——引进派也以美国标准为根据而否认中国的高温气冷堆是第四代技术,以便为引进路线辩护。 从世界核电发展趋势的脉络中可以很容易地看出,革命性的技术断裂发生在第四代和第三代之间,而第三代与第二代之间的变化则是连续性的改进(最核心的反应堆技术基本没变)。中国核电的发展起步较晚,但两期秦山核电站的建设已经证明中国掌握了二代技术。在这个能力基础上向三代演进,并不存在难以逾越的跨度,完全可以满足近期核电建设的需要。对于即将到来的第二核纪元,花费几百亿巨资全盘引进的第三代技术并不是通向第四代的桥梁,更不是通向第四代的必由之路。中国目前应该做的是尽快成功建成世界上首个模块式高温气冷堆示范核电站,并进一步加大对这个方向未来技术发展的投入,扩大自己在核电技术革命中的领先优势。以“引进”外国现有产品来振兴中国核电只能是一个幻想,其更严重的后果是,它必将导致忽略本国的技术能力基础,忽略对于自主开发新堆型的投入,忽略自己的产品开发平台,忽略本国核动力技术的基础研发。

  

主题二:三十年的战略颠倒

    具有独立的核动力技术能力基础,中国之所以还在核电发展过程中步履蹒跚,其主要障碍不是技术上的,而是战略和体制上的。这些障碍的本质,是从来没有把中国核动力工业的发展纳入到核电发展的考虑和规划之中。

  身为核大国的中国在核电发展上步履蹒跚,其根本障碍不在技术,而在于战略和体制。从现象上看,以往中国核电发展缓慢的直接原因是造价昂贵,与常规电力相比缺乏优势;昂贵的直接原因是过多地依靠引进,而引进的理由是中国的技术不行。但为什么经过30多年的发展,中国的核电技术还是不行?分析三十年的历史,答案很简单:不是真的技术不行,而是主导了核电发展的引进路线从来没有把中国核动力技术的发展,列入发展核电的考虑和规划之中。三轮引进路线都是只从对核能需求的角度出发,把兴建电站增加电容作为核电发展的唯一业绩指标。在技术供应方面,他们把“技术”等同于现成的产品,认为购买外国核电站就是“引进技术”,却无视一个被各核电大国的经验所证明的规律:一国核电健康发展的能力基础是本国核动力工业的发展——技术驱动型的美国如此(把军用核动力技术应用到民用发电领域),需求拉动型的法国如此(为保证关系到国家政治独立的能源供应而坚持核能技术自主),通过引进追求自主的日本、韩国也是如此——特别是日本,也是引进起家,但现在已经控制了几家全球领先的核电技术企业,包括西屋。与这些国家相反,中国在国家层次上从来没有形成过同时考虑需求(核能利用)和供给(技术发展)两个方面的核能战略,几乎所有影响了中国核电发展过程的重要决策都是从增加电容的局部利益做出的。

  从计划经济继承下来的体制问题不能全部归咎于引进路线。但如何改革核电工业体制,要受制于发展核电的战略。由于每一轮发展核电的主旋律都是以行政手段推行引进路线,从而忽略本国核能技术的发展,所以对采取什么样的组织形式才能使中国的核工业基础为核电发展服务这样重要的问题,从来没有过严肃的讨论。于是,缺乏改革的思路和动力,再加上沿袭下来的行政垄断,使中国至今没有形成符合技术逻辑和市场逻辑的核电工业体制。历史说明了这些问题。

  中国核电的发展可以追溯到1970年,周恩来总理于那年2月8日做出要发展核电的指示。虽然以“728工程”命名的第一个核电站项目早于1974年就被批准上马,但由于在被封锁条件下自行研制的技术难度和核工业内部的争议(是用压水堆还是重水堆),该工程的实际建设一直拖到了改革开放阶段。

  1970年代末,核电发展从增加电力供应的需求角度产生了新的动力,推动这个进程的主角是负责电力供应的政府部门。1977年,中法两国政府达成协议,由法国提供贷款与中国进行经济技术合作,其中包括一座核电站。新的行动者——电力部和一机部——主张下马 “728工程”,转而引进法国90万千瓦的核电站(拟建在苏南),理由是前者的30万千瓦容量太小;而二机部(核工业部)则主张工程继续干下去。由于国家预算中的电站建设资金全部由水电部掌握,所以电力供应部门成为第一轮核电发展的主导部门。

  虽然70年代末的经济调整迫使拟议购买法国技术的苏南核电站下马,但广东与香港合资的核电站项目(大亚湾)因另辟融资渠道而在1982年获得批准,并被纳入水电部的主管之下。在那个渴望外资和技术的年代,广东核电站因成为最大的合资项目而得到国家领导人的支持。同时,由核工业部主管的“728工程” 也在照顾历史的条件下被保留下来,由国务院领导确定为采用压水堆,工程定点浙江海盐县的秦山,正式命名为秦山核电站(一期)。但因为获批的条件是“30万千瓦的核电站就此一个,下不为例”,所以秦山一期并不构成“路线”。

  1983年3月,国务院召开常务会议专门讨论核电问题。会议充满乐观地决定,未来要大力发展核电,到20世纪末建成1000万千瓦,先建三套:广东、华东、东北各一套;要与法国谈三套,并谈技术转让;同时试探向前苏联购买核电设备的可能性。那年初,根据国务院的安排,国家科委牵头联合国家计委在北京回龙观饭店召开技术政策论证会,会后编制的《核能发展技术政策要点》经国务院批准,确立了核电高起点起步,技贸结合、引进国外百万千瓦级压水堆先进技术的方针。至此,第一轮引进路线形成,其主要特征是把建设核电站当作发展核电的全部内容;虽然也强调对“引进技术”的“国产化”,但主要指的是设备的国产化,对如何掌握核电技术的问题却语焉不详。

  1980年代中期,以秦山一期和大亚湾两个核电站相继开工为标志,中国的核电建设终于起步。回顾历史,从增加电容的需求角度所形成的引进路线确实推动了中国核电的发展,但这个功绩不能掩盖相伴的缺陷——它也确实没有引进什么技术。当时在大亚湾项目的技术引进主导权上,电、机、核“三套马车”又开始新一轮争执,致使国务院把电站引进和技术引进的主导权一分为二,分别交给了水电部和机械部。其结果:对技术没有兴趣的水电部急于工程上马,机械部又不懂核电站最关键的反应堆系统,而已经获得设备采购合同的法方在技术转让谈判中日趋强硬,导致谈判失败。大亚湾最后不过是一个法方负责的“交钥匙工程”。

  到1985年,国家降低了发展核电的调门(主要原因是核电站造价较高,不如火电站经济),从原来的“要大力发展核电”转变为“本世纪以火电为主,逐步加大水电的比重,核电是一个补充”。与此相应的是体制变化。1986年,国务院决定把核电站全部交给核工业部主管,大亚湾的主管部门也由水电部改为核工业部;同时把准备从联邦德国引进的两台90万千瓦核电机组改为在秦山扩建两台60万千瓦压水堆机组,这既是出于外汇平衡的考虑,也是因为当时中国通过引进技术具备了60万千瓦发电设备(常规岛设备)的能力,把核电机组改为60万千瓦可以提高整个项目的国产化水平。

  虽然秦山扩建工程(二期)本来也是一个引进项目(联邦德国设计为主),但在1989年后遭到西方制裁的条件下却被迫走上自主设计道路。这给了中国核动力工业又一个自主实践的机会,使其毫无疑问地证明了自己的技术能力。但如同秦山一期一样,这个偶然因素导致的自主开发并没有造成任何政策路线上的变化。1994年大亚湾核电站建成后,中国又经历了第二轮引进路线。在增加发电能力的眼前需要左右下,决策者在“九五”期间(1996-2000)以单纯“购买电容”为目的,分别从俄罗斯、加拿大和法国整体购买了三个核电站。 就总装机容量而言,“九五”时期是中国核电发展最快的5年。但没等这些项目建成,核电就陷入低潮,在包括整个“十五”在内的七八年中没有批准一个核电站项目。这段低潮实际上是引进路线代价高昂的结果。大亚湾一期、二期工程的造价达到2000美元/千瓦,而秦山三期也达到1950美元/千瓦,远高于秦山一期、二期的造价。有领导此后不久就指出“这样高的造价我们在经济上承受不了”。此外,多国技术的进入令尚处于成长阶段的核电工业体系方方面面都承受了高负荷,在标准、安全审批、设备制造、人才培养、运营、管理、维修等方面的额外成本,使原本并未逾越适度发展原则的核电建设规模也一下子显得臃肿起来。一位核技术界资深人士于2006年反省道“秦山三期和田湾的整体引进,当时看各自的理由都相当充分,但事隔十余年后,面对现在核电系统的散乱局面,当时的所有理由都根本站不住脚。”于是,核能的模糊地位以及混乱的技术路线,使中国核电工业带着一片迷茫进入了21世纪。

  前两轮引进路线在引进技术上的失败反映了一个影响深远的事实:中国从来没有在核能方面形成过国家战略(即发展核能的顶层设计),从来没有把发展本国核动力工业纳入核电发展的考虑和规划之中。不错,中国核工业由于传统重点是核武器开发而在民用核电方面缺乏经验,但正如两期秦山核电站建设所证明的,它并非没有核电技术能力的基础,问题是决策者从来没有想过如何发展这个基础。1985年,主管核电的国务院领导在一次讲话中说,“核工业部的‘军转民’,主要任务是为核电站提供核燃料。”既然如此,中国的核动力技术当然就与核电发展没有关系了。在短期内,引进似乎推动了核电的较快发展,但三十年下来,依赖引进而忽视自主技术能力的发展,则成为制约核电发展的主要障碍。

  在体制上,中国从来没有一个从战略上规划核能事业的机构(所谓“战略上”就是同时负责规划核能技术的供应和需求),其他机构也从来没有承担过这个职能。设在计委的国务院核电办公室曾经是在各个部委之上有关核电的唯一机构,但它执行的职能始终是协调引进核电站。在工业层次上,由于高度复杂的核电站跨越了部门的传统界限,所以计划体制下的核电发展总是伴随着部门纷争。虽然后来有关核电的几个工业部都被撤销,但沿袭下来的行政性集团公司体制仍然没有改变政企不分的状况,致使中国至今没有形成符合技术逻辑和市场逻辑的核电工业结构。

  而符合技术逻辑和市场逻辑的核电工业结构,正是西方主要国家的核电能够迅速发展的重要原因。这样的核电工业包括三个市场主体,即运营核电站的业主公司、负责工程施工的AE公司(Architect Engineering Company)和核蒸汽供应系统公司(Nuclear Steam Supply System,简称NSSS)。在美国,所有的电力公司经过核安全当局的审批都可以成为核电站运营商,属于高度竞争性的体制;法国的电力供应则由国家电力公司所垄断,它也是唯一的核电站运营商。AE公司在美国是独立的,经常与NSSS公司捆绑在一起承包核电站建设;而在法国则附属于国家电力公司。更重要的是,无论各国的核电工业存在什么样的不同,提供核反应堆和主设备系统集成的NSSS公司都居于中心地位。不同国家的NSSS公司成长路径各有不同,例如美国的西屋公司和通用电气是通过参与美国核潜艇工程而掌握核工程能力的,而法国的法马通则是由国家电力公司和一些发电设备制造商专门为提供核蒸汽供应系统而组建并培植起来的。这样的工业结构,加上国家核安全当局的监管和国家实验室的支持,使核电发展能够迅速地响应市场需求。

  反观中国,继承了原核工业部大部分职能的中国核工业集团公司(以下简称中核集团),实际上是一个既非政府又非企业的行政性集团公司。它既是经营核电站的业主,又是工程和设备的总承包商、国内核燃料和后处理服务的唯一供应商,还主管了中国所有具有国家实验室性质的核动力技术研究机构。在现代市场经济中,囊括了如此众多的异质性业务活动必然导致效率低下,因为竞争性企业只能围绕着自己的核心能力开展业务活动。因此,行政性集团公司体制必然导致垄断倾向,对外力图阻止其他人染指核电市场,对内压制下属单位的自主权,其结果是使中国始终成长不出来NSSS公司。

  大亚湾核电站建成后,国务院领导决定在其基础上成立中国广东核电集团公司,计划单列(后归国资委管),把中核集团的“一统天下”撕开了一个口子。虽然中核集团持有中广核的股份,但国务院领导规定中广核的中方股东不分红,结余利润用于核电的滚动发展(但这个“以核养核”的方针只用于续建核电站,与核电技术发展没有关系)。在后来的年月里,中核集团一直抱怨中广核只经营非常赚钱的核电站,既没有核工业部门在军工体制下形成的历史包袱,也不承担中国核技术发展的责任。中广核则指责中核集团利用所掌握的核燃料循环、反应堆设计和涉核的审批权等资源,对中广核处处设卡。

  于是,中国核电工业两个寡头近年来出现一个有趣的发展趋势:从核技术供应起家的中核集团拼命想扩大经营核电站的数量和范围,而从核电站运营起家的中广核则拼命想培植起来自己的技术供应能力,成立了研究院,招纳人才,大有在技术上实行自给自足的意图。双方理由不同、做法不同,但实质和结果都是在缺乏市场机制下的封建割据。

  直到中国核电面临大发展的今天,如果问一句中国核电的市场主体在哪里,那么人们的眼前还只能是一片空白。当然,除了中核集团和中广核,中电投、大唐国际、华能等电力公司目前已经被批准进入核电市场,预示着形成竞争性业主体制的可能性。但是,不仅这些公司的核电项目(机型、规模、价格等等)要受到引进路线的直接行政控制,而且其他不可或缺的市场主体(尤其是NSSS公司)也并没有形成——中广核走的是在依赖法国技术的框架下实行局部自给自足的道路,而中核集团则是把持本属国家事业单位的科研院所来直接控制核技术供应,整个核电工业仍然处于一种行政垄断的状态。

  一些业内人士曾经认为,两个寡头明争暗斗的结果是为第三轮引进路线提供了口实。经过秦山二期的设计实践后,中核集团属下远在四川的中国核动力研究设计院以法国M310堆型(大亚湾堆型)为参照系,重新设计堆芯,把燃料组件从157个改成177个,并加大了压力容器的尺寸,这就是CNP1000的核心技术方案。1999年,中核集团接管CNP1000项目,将它作为自主品牌向外推介,想通过这个方案来统一全国核电发展的技术路线。岭澳项目顺利实施后,正在为三期建设制订百万千瓦级堆型方案的中广核对这种意图极为敏感,迁怒于CNP1000方案本身,坚决不同意改变堆芯设计,并针锋相对地提出了CPR1000方案(M310堆芯不变,其他修改18项,仍由核动力院设计)。相执不下之际,源自国家计委的第三轮引进路线以需要统一技术路线为由出场了。

  但事实上,第三轮引进路线自有其“深厚的”根源。在战略上,它的出发点仍然是只考虑增加电容的片面需求观点。2007年国家发改委公布的《核电中长期发展规划2005—2020》在前言中就称:“核电发展专题规划是电力发展规划的重要组成部分”。这与前两轮引进路线本质相同。由于从前苏联学来的计划编制方法只能从已知的给定产品出发,所以计划官员们早已养成了从引进外国现有产品开始(再加个“国产化”)发展产业的习惯——汽车、飞机、彩电等工业如此,核电工业也如此。在整个1990年代,国家计委在核电技术上的工作重点就是满世界找核电发展的“驱动项目”,即准备引进的目标堆型(后来改称自主化依托项目)。在核电即将陷入低潮和迷茫的1996年秋天,国家计委等部门在上海召开“核电国产化和技术政策研讨会”。来自基层的与会人士越来越认识到,“国产化”不应该仅仅限于设备的生产制造,而应该是“四个自主”,即自主设计、自产设备、自主建造、自主营运。但在计委会后下发的文件中,把过去所提的“以我为主,中外合作”的方针改为“以我为主,中外合作,积极引进,推进国产”。在这个“十六字方针”中,前八个字是从来就不得不说但却难以把握的话,而后八个字倒是真正可以操作的方针。在酝酿新一轮核电发展的新世纪之初,以计委原核电办官员为首的“六君子”提出了全盘引进的建议方案,说服领导之后遂成为第三轮引进路线。

  但这个路线除了通过购买外国核电站可以“引进先进技术”的空话外,既无判断世界核电技术发展趋势的能力,也无对本国核动力技术发展的规划,何谈战略?在体制上,它的提出和实施完全是依靠行政权力,通过新成立一个行政性公司来干预企业和市场,以强行贯彻引进路线,在原来的混乱之上又叠加了新的混乱。引进派在为自己辩护时总说中国的技术不行,但被三十年历史并被实践继续证明的是,问题出在战略和体制。如果中国能够形成一个核电发展的国家战略并进行相应的体制改革,那么引进路线才是一个首当其冲应该被彻底抛弃的怪胎。 

 

主题三:被官僚放逐的“中国创造”

    中国具有核电技术能力的基础,其主要载体是在披荆斩棘开发核潜艇过程中建立起来的核动力产品开发平台。经过秦山核电站的实践和百万千瓦级核电站设计的实施,这个产品开发平台已经能够支撑起中国核电发展的大局。但是在引进路线和行政垄断的共同作用下,它正在面临被肢解、被边缘化的危险。

  与引进路线很不情愿去承认的相反,中国具有核电技术能力的基础。比这更令人清醒的是这个基础的来源——它不是来自技术引进,而是来自自主开发。对这个事实的理论解释很简单,虽然产品可以从市场上买到,而能力却是买不来的,因为能力的生成和发展只能通过开发技术和产品的实践。与美国、法国和俄罗斯等国家一样,中国的核动力技术能力也起源于核潜艇动力系统的开发,这种起源使中国核动力技术的发展从一开始就建立在自主的产品开发平台上。

  从概念上讲,产品开发平台是一个包含了工作对象(产品序列)、工作主体(研发团队)和工作支持系统(工具设备和经验知识)的有组织的活动系统——不是这几个要素的简单拼凑,而是随着产品开发经验的积累逐渐形成的有机系统。由于技术知识的缄默性和组织性,产品开发平台即工业组织的学习系统和知识系统,是消化吸收外部知识的经验基础,是“再创新”的必要条件,它随产品开发活动的演进就是技术能力发展的机制。

  与通过自主产品开发平台的技术学习不同,在引进给定产品设计下的学习,是一种“亚产品层次”的学习,它包括购买全套生产线、按照外国的产品设计组装产品等等,当然也包括对原设计的边际性改进。中国近20多年来的工业实践证明,亚产品层次的技术活动使学习者受到一系列的限制:无法从产品设计上理解技术、市场需求、成本约束等因素之间的关系,无法掌握把各种单项技术集成为产品系统的能力,无法学会如何判断影响技术演进方向的因素,并因此而无法决定进行技术努力的方向;由于目光被局限在局部的技术差距上,甚至容易使学习者丧失信心。

  这个对比对于追赶国家的技术学习有着特殊的政策和战略涵义:由于工业技术能力的生成及其持续发展只能通过自主的产品开发平台,所以即使后进者必须进行技术学习,而且在起始阶段经常不得不从亚产品层次开始学习,但摆脱技术依赖的唯一途径就是使自己的技术学习从亚产品层次上升到产品层次。回顾中国核技术50年,不仅可以解释中国核电技术能力的来源,说明引进路线把这个能力基础排除在核电发展之外的恶果,而且再次证明了技术能力是如何生成和增长的理论主题。

  1958年中国第一座反应堆刚一运转,聂荣臻元帅就向毛泽东、周恩来提交中国应该自行研制导弹核潜艇的报告;报告在两天内得到批准,项目上马,代号09工程,一支年轻的潜艇核动力设计团队随即在北京原子能所组建起来。由于前苏联从一开始就拒绝提供任何帮助,在1960年代初的经济困难中,项目下马了两年,但动力堆的研究设计工作一直没有停顿。1965年中央决定在四川省夹江地区建造核潜艇陆上模式堆(压水堆),以北京团队为核心,从全国调集几千工程技术人员在那个毫无工业基础的地方建立起909基地——这里没有篇幅去描述他们所经历的困难和献身精神。1970年8月30日,中国第一个核潜艇陆上模式堆达到满功率,1971年9月中国第一艘核潜艇下水,1974年正式服役。事实上,以核动力在中国发出第一度电的,既不是大亚湾核电站,也不是秦山核电站,而是这个远在西南一片山区中的中国核潜艇陆上模式堆。今天,这个909基地已经演变成为中国核动力研究设计院(总部设在成都)。

  在开发出来第一代核潜艇动力堆之后,中国核动力院几乎20年没有再接到任务,几千人似乎被遗忘在那片山区。1970年代末筹建秦山核电站(一期)时,在上海成立了728院(今天的上海核工程设计院),当时的中国核动力院院长调任728院院长,并带去一批技术骨干。在“军转民”最困难的时期,核动力院既无军品任务,也无缘核电建设(他们曾为参与核电做了大量准备工作),人员大量流失。即使在这样的条件下,这支披荆斩棘的队伍仍然于1980年建成了高通量工程试验堆(是设计反应堆的关键实验设备),使中国成为继美苏之后第三个拥有这种堆型的国家,迄今仍然是亚洲最大的工具堆。1980年代末,闲着没事干的核动力院自筹资金,开发出来在美国之外绝无仅有的脉冲堆(可用于模拟核爆试验)。1989年,国际原子能机构总干事布里科斯在核动力院访问了3天,当被问及观感时,他不假思索地脱口而出:“你们在一个如此与世隔绝的地方,做出了令人不可思议的业绩!”也是在同一年,巴西原子能委员会代表团到访,看到核动力院自己设计建成的高通量工程试验堆,在羡慕和钦佩之余不禁提了一个问题:“你们为什么不自己搞核电?!”陪同参观的院领导无言以对,因为他们不能对外国人说出实话——“国家不让我们搞!”

  好在他们终于熬到了机会。1980年代后期酝酿秦山二期时,有关部门采取招标方式,首次被允许参与民用核项目的中国核动力院以无可争辩的实力中标。虽然当时中标的任务只是辅助德方设计,但从“八九”之后就变为承担全部设计。有关秦山二期是照抄大亚湾的说法,来由是前者的反应堆设计被上级规定为必须参照法国M310压水堆,但除此之外,该反应堆是重新设计的。M310是三个回路90万千瓦,而秦山二期则是两个回路60万千瓦。这个变化意味着堆芯系统必须重新设计:设计反应堆“心脏”的堆芯只能从特定的结构尺寸和主参数开始,而不可能从任何其他设计的局部修改开始;设计的功率不同,堆芯的结构就不同。此外,由于需要涉及大量计算,所以从初步设计开始就要启用计算程序。核动力院所使用的设计程序是从设计核潜艇陆上模式堆开始逐步开发积累下来的,只是在秦山二期施工开始后才能启用法马通(法国唯一的NSSS公司)的咨询包(包括设计软件),其作用主要是校验中方的设计程序和设计结果,结果是差异不大。

  一个具体的例子更清楚地说明了自身能力与外来知识的关系。1990年7月,当核动力院的技术人员开始设计秦山二期反应堆控制棒驱动机构(堆内核心构件之一)时,只收到大亚湾核电站关于该机构的标注总图,它不过是外形和基本结构的示意图,虽然可以提供某些灵感和启发,但信息非常有限,连零部件尺寸这样的最基本参数都没有。因此,尽管得到这样一份参考图,技术人员仍然必须从概念阶段进行设计工作。官方记录中说到:他们“凭着从事09工程的多年设计研究经验”,最终确定了采用竖直方向步进的磁力提升器型设计。在详细设计阶段,一位参与者回忆说:“因为是从零开始,每一个结构的确定,尺寸的设计都煞费苦心。”经过大量的计算和设计修改之后,开发人员完成了图纸设计,并立刻进行样机的各个单项试验研究,然后下厂与现场技术人员和工人一起加工制造样机,至1993年5月完成了控制棒驱动机构电磁验证样机的研制。

  秦山二期反应堆的设计开发不仅证明了核动力院的技术能力,更证明了真正的技术能力不是引进的直接结果,而是源于自主开发——对外部技术知识的消化吸收只能建立在自己的经验基础之上。秦山二期两个65万千瓦机组几年运转证明,反应堆系统安全可靠,而且在近期世界上已建和在建的核电站中是成本最低的,安全性能也达到了二代主流技术的水平,有的指标已经达到URD(美国电力研究所发表的《先进轻水堆用户要求文件》)规定的范围,目前的运行状况非常好。秦山二期堆芯的设计效果有目共睹,核动力院在个别参数的要求上甚至比法马通还严格,一位堆芯总设计师指出:“核动力院”就堆芯设计手段而言已达到世界先进水平,无论是AP1000还是EPR,在这方面都没有新东西可以转让给我国”。

  1991年6月15日,对09工程怀有很深情结的时任党中央总书记对核动力院院长的来信批示,表示应该支持核动力研究开发基地的建设。国家计委遵照批示投资1.8亿元,在成都建设了一批军民两用的核动力试验设施。这个被称为“615工程”的项目挽救了濒于散伙的核动力院,使其主要技术力量从山里搬迁到成都。在工程完成后,核动力院拥有在世界上也堪称一流的完整试验装置(包括工程试验堆)。所有这些试验装置全部是核动力院自己设计和建造的,凝聚了中国核动力技术的经验(其基础就是当年为开发核潜艇动力堆而在山里建造的试验装置)。有些参观者只从投资成本去计算这些装置的价值,但它们不是可以从市场上买到的标准产品,其设计和使用方法是研发机构经验积累的产物,没有那些“前辈们在山里摸索出来的经验公式”,以及反复在开发产品过程中才能理解的原则和掌握的诀窍,这些装置不过是一堆钢铁,而经验知识(能力的要素)恰恰是难以模仿、不可转让的。

  由于近30年世界核电建设的萧条,大型工具堆和试验台架现在已经成为了核动力工业界的稀缺性战略资产,中国核动力院的试验装置在世界范围内都具有竞争力,其实际价值远远超过有形设备的投资成本。西屋在向中国推销AP1000过程中,曾请求核动力院帮助做水力模拟和流致震动试验(报价200万美元),但美方要求核动力院必须接受美能源部对试验经费的审计,被核动力院拒绝(这个例子同时证明,西屋在还没有做过这两个重要的试验之前就向中国推销产品)。

  中国核动力工业经过几十年的体制演变,目前中国具有核动力反应堆开发能力的研发组织只有两个:开发了核潜艇动力堆并承担了秦山二期反应堆设计的中国核动力研究设计院,以及开发了模块式高温气冷堆的清华大学核工程研究院。清华核研院早期介入过核潜艇的开发,因感受到自己不属于业内主管部门而难以在主流技术领域(如压水堆)立足,于是在1970年代末就决定主攻当时看上去属边缘领域的低温堆和高温气冷堆。模块式高温气冷堆的概念是两位德国科学家在三哩岛事故后提出的,但在1980年代反核运动高涨和绿党兴起的背景下,该堆型的概念无法在联邦德国付诸实施。当时为了促使中国购买联邦德国的核电站(秦山二期),德方把邀请中国科技人员参与高温气冷堆的研究作为一个砝码,中方派出的学习单位就是清华核研院。1980年代后期,模块式高温气冷堆被列入中国“863计划”。虽然不是原创,但清华大学的杰出贡献是沿着这条技术路线锲而不舍,历经十几年埋头苦干,建成了世界上第一个模块式高温气冷堆(10兆瓦试验堆)。

  令人感到怪诞的是,如此宝贵的研发组织也是最被领导们所看轻的。由于在政策上从未将中国核动力技术的发展与核电的发展联系起来,所以这些研发组织只能在边缘中生存,依靠一些偶然的机遇来证明它们的能力。以集产品开发业绩、完整试验手段和深厚经验积累于一身的中国核动力研究设计院为例,它既是中国能力最强的军民两用核动力技术研发平台,同时也是在现行体制下最被边缘化的机构。翻看上世纪八九十年代的文献记录,令人甚至怀疑当时主管核电发展的领导人是否知道中国还有这么一个核动力技术的研发机构。核动力院是国内最早理解世界核电新技术革命趋势的机构,早在80年代就参与过西屋公司采用“非能动”概念的AP600反应堆(AP1000的原型)开发,也跟踪过联邦德国的高温气冷堆,但这些努力都因为计划体制只重工程不重研发、研发组织没有决策自主权而不了了之。在核电建设中,由于主管部门沿袭传统体制的行政分包方式,所以在技术方面起关键作用的核动力院只是被置于打工者的位置,任何组建NSSS公司的念头都会遭到压制。引进路线本来还打算通过“军民分开”肢解核动力院,将其从事核电研发的力量划出来用于复制AP1000,因涉及军工体制未果,但从此也实质上把核动力院排除在国家重大专项之外。与之相比,清华核研院通过把高温气冷堆列入科技部主管的“863计划”,反倒是另辟蹊径走了出来。

  但这个被引进路线和行政垄断所边缘化的研发机构,却仍然支撑了中国核电大局的顶梁柱。中国百万千瓦级核电压水堆的两个设计方案——CNP1000和CRP1000,都是由核动力院通过秦山二期的实践而开发设计的。今天,采用CNP系列的秦山二期扩建工程(即在已经投产的秦山二期原址再建两个65万千瓦机组)已经于2006年开工,将分别于2010年和2011年建成投产;采用CPR1000的岭澳核电站扩建工程已于2005年开工,预计两台机组于2010—2011年建成投入商业运行;采用CPR1000的辽宁红沿河核电工程是“十一五”期间首个获准开工的核电项目,其1、2号机组主体工程已分别于2007年和2008年开工,全部4台机组计划于2012—2014年建成投入商业运行;采用CPR1000的福建宁德核电站一期工程建设4台百万千瓦级机组,主体工程于2008年2月正式开工,首台机组计划于2012年投产;此外,采用CPR1000的广东阳江、福建福清、浙江方家山三个核电站项目(共10个机组)也于2008年末获得核准。如果中国没有这个核动力院,当然也就没有核电发展的这个局面。

  创新程度更大的CNP1000已经完成了基本设计,有一些技术指标甚至能够达到URD规定(如寿命长达60年,热工安全余量大于15%),国家核安全当局已经对CNP1000设计的反应堆系统做了初步审查评价,认为可以应用于工程实践,只是由于行政性集团公司体制的低效率,使配套的全厂设计(电站布置和辅助系统等)没有跟上,安全审评工作未能全面开展,至今未能推向市场。

  更能说明中国技术能力基础在引进路线下遭受厄运的是核电重大专项的波折。在国务院组织论证“中长期科技发展规划”的过程中,从2004年初开始,在科技部和国防科工委领导下,以核动力院为技术牵头单位,联合其他单位,经过大量技术论证和上级主管部门组织的多次专家咨询评估,于2006年1月向国家提出《大型先进压水堆核电站示范工程国家重大科技专项立项建议书》,目标是建成核安全达到国际第三代核电技术水平、寿命达到60年的150万千瓦级的大型压水堆示范电站(即CNP1500方案)。正是这个立项建议,加上高温气冷堆项目,形成16个国家重大专项之一的“大型先进压水堆和高温气冷堆核电站示范工程”。本来这个重大专项与当时进行中的第三代核电技术国际招标没有关系,但自主开发出达到第三代水平核电技术的努力必将陷全盘引进路线于无理无据的境地,于是在其他专项都纷纷上马时,引进路线的决策者对核电专项故意拖延,直到2007年与西屋签订引进协议和成立国核技之后,才突然决定将该重大专项转向对AP1000的“消化吸收再创新”。

  中国经济发展和产业结构升级的需要已经证明,最宝贵的生产要素不是资本和劳动力,而是技术能力。在诸如核动力这样的复杂技术领域,建立起有效的产品开发平台是昂贵的,只有经过多轮次的产品开发才能发展出来可靠的技术能力。自主技术能力也是吸收外来技术知识的必要条件——这就是为什么在法方并没有真正转让技术的条件下,吸收了大亚湾核电站技术知识的不是拥有这个电站的中广核,而是由开发核潜艇起家的中国核动力院;模块式高温气冷堆的概念源自国外,但当清华团队锲而不舍地把概念做成实际反应堆之后,中国在这个方面的技术能力就领先于其他国家。

  中国核电的三轮引进路线,都是把现有产品当作技术,把购买外国核电站等同于获得技术能力,无视中国自己的技术能力基础,更没有把这个基础的发展纳入核电发展规划。正因如此,引进路线也充分证明了自己的荒谬——在三十年的轮回中,每一次引进的结果(没能引进技术)都成为下一次引进的理由(还是缺乏技术)。

  主题四:中国利益最大化还是部门利益最大化

   只要摈弃宿命的直线式思维,而代之以符合自己长期目标的战略性思维,决策者就不难看出,中国的核电发展不仅完全可以走自主路线——甚至在经历了引进路线的曲折之后再走也不迟,而且只有走自主路线,才可能从发展民用核电工业上获得足够的经济利益和战略利益。

  从前三个主题对世界核电技术发展趋势、中国核电建设历史经验和中国核动力技术能力基础的分析看,中国实际上具备了几乎所有自主发展核电的基本要素,但把这些要素整合成为一个自主路线,则需要一个更重要的却长期缺乏的因素——正确的政策思维。

  长期以来,在中国技术政策上占主导地位的是“直线式”思维,甚至在“自主创新”已经成为国家大政方针的今天仍然在顽固地持续着。在有关技术创新的国际主流文献中,直线式思维指的是认为技术可以从先进国家向后进国家自然扩散,或认为只要加强基础科学研究可以自动产生技术创新。而在中国,这种思维的典型表现是:外国技术一定先进,中国一定落后;把购买产品(物化技术)等同于获得技术能力;把技术进步看作是“引进”或资本投入的自然结果——核电引进路线就典型地体现了这种思维方式。

  直线式思维的最大谬误,在于把技术看作是可以在不同主体之间自由移动的物品,却排除了自己从事创新活动对于掌握技术并推动技术进步的关键作用,反而因为看不到自己能力成长的前景,而产生了只能跟随的宿命错觉。事实上,创新的成功不仅取决于技术因素(既包括随科学进展所带来的技术机会,也包括可以利用这种机会在“干中学”的技术能力),而且也取决于市场因素(既包括随各种变化而出现的市场机会,也包括开发者对于市场变化的理解和判断)。恰恰是因为存在这些不确定性,所以创新并非是技术和资金实力的必然结果,而取决于学习的努力程度。中国工业的许多例子都证明,只要把自主开发当作技术学习的关键手段,弱小者仍然可以创新。因此,如果明确创新对于技术进步的关键作用,就必须在政策层次上摈弃直线式思维,转而采取战略性思维。

  “战略性思维”的实质是在力量或资源有限并存在不确定性的条件下,仍然相信存在获胜的机会,并据此做出最有利于获胜的行动选择。***从弱小到夺取政权的过程就充满了战略性思维,而毛泽东在党内与教条主义的所有较量就是战略性思维与直线式思维之间的斗争。为什么在技术密集型工业中“以小搏大”时,像华为的任正非会屡屡引用毛泽东的思想?无非就是因为战略性思维的重要性。

  如果以战略性思维分析核电问题,就可以很清楚地看出,民用核电技术并不构成一个具有独立源头的技术领域,而是属于包括军事用途在内的核动力技术领域,甚至通过某些环节(如核燃料)而涉及核武器技术。由于这种性质,世界核电工业存在一个明显的战略结构,即一个国家掌握核电技术的可能程度受制于该国在世界战略结构中的政治地位,它影响到一个国家开发核动力技术的必要性和决心、对技术轨道选择的考虑标准(即技术战略)以及获得外部技术来源的可能程度(美国在核问题上对待印度和伊朗的不同态度证明了这一点)。因此,一个独立的核动力工业不仅是中国核电能够健康发展的长期保证,也是中国保持政治独立性、捍卫领土完整所不可或缺的。以一个同时考虑和规划核能技术需求和供应的国家战略来代替仅仅着眼于增加电容的引进路线,并没有降低以核能增加电容的重要性,反而是中国获得电容经济利益的根本保证。

  如果在核电发展上采取战略性思维,在操作层次上转向自主路线几乎是一个顺水推舟之举。就技术路线而言,自主路线可以采取一个长短期结合的双重战略。在短期内,中国应该以自主掌握的二代改进型核电站进行批量建设,满足到2020年的核电建设目标;就长期而言,中国应该率先推广符合第二核纪元要求的核电站,争取在2020年左右开始批量推广高温气冷堆等先进堆型,同时加大对开发新堆型的支持,使中国的核电工业在技术上走在世界前列。

  就支撑这个战略的短期需要来说,中国已经能够自主提供技术供应,不仅自主设计建造了两期秦山核电站(并已经出口到巴基斯坦两座同类机组)并开工了秦山二期的翻版工程,而且自主设计的百万千瓦级压水堆CRP1000已经批量在建。以这些工程实践和技术活动为基础,中国完全可以开发出具备更高安全性和经济性的百万千瓦级压水堆技术。 就支撑这个战略的长期需要来说,我国处于领先地位的模块式高温气冷堆示范工程(位于山东省荣成市石岛湾的20万千瓦核电站)已经揭牌,将于2009年正式开工,并计划于2013年建成发电,其预算“比投资”约为每千瓦2200美元,这个比引进的落后技术更低的成本水平将随着批量化建设而继续明显降低。除了在示范工程的基础上继续对其完善,还应该加大对开发其他类型新堆型的支持,以支撑中国核电发展的长期战略。国家重大专项的资金应该用在新堆型的研发上,而不是用在复制外国堆型上。

  引进路线的困境已经证明了实施这个双重战略的可行性:即使要全盘引进,短期内也不可能不以中国已经掌握的二代技术为主建设核电站。特别需要指出的是,高温气冷堆示范工程与首台AP1000核电机组都计划于2013年建成(实际上AP1000由于技术问题等因素,能否按期建成还是个巨大的问号),所以检验这两种堆型所需要的时间是相同的,没有谁耽误谁的问题。但这两种堆型的不同性质则是实施自主路线的根据:模块式高温气冷堆是全世界视之为核电复兴关键的第四代核电技术,其战略意义远远超过AP1000。只要转而实施自主战略,已经购买的AP1000和EPR核电站也无伤大雅,将其视作为探索多种技术的尝试和学费也就罢了。

  如果采取战略性思维而转向自主路线,那么体制改革的方向和原则也同样会清晰起来。回顾三十年的历史,中国的核电发展在体制上存在两个致命缺陷,一是在直线式政策思维下从来没有过顶层设计,政策的制订和执行总是被局部利益所左右;二是政企不分的行政垄断体制阻塞了核动力工业进入市场的通路。针对这些问题,核电体制改革的原则应该是在强化政府核能战略规划和核安全监管的框架之下,引入更多的市场机制并破除行政垄断,使中国核电发展的需求与中国核动力工业的技术供给联系起来。

  遵循上述原则,应该在政府层次上实现由一个机构(如能源局)统一负责核电建设和核动力技术发展。在工业层次上,改革可以在现有的基础上顺势而为,沿着市场力量生成的方向,首先建立起更有竞争性的业主(运营商)体制——增加业主公司的数量(继中核集团、中广核和中电投之后,逐渐向已经参与核电建设的大唐国际和华能发放经营核电牌照),并在符合安全监管的条件下赋予它们经营自主权(如在堆型选择等方面)。竞争性业主体制立刻会产生对技术和服务的市场需求,从而要求形成能够响应这种需求的NSSS公司和AE公司。

  但形成这些市场主体的关键是要改革中核集团体制。中核集团体制的主要弊端是囊括过多异质性业务而产生的行政垄断倾向——由于既是核电站运营商,又主管了国家几十年投资建立起来的核动力技术研究开发基地和核燃料开发制造系统,所以难免会以一个公司的利益动机(如争夺核电运营市场)去阻碍中国核动力工业的主要力量服务于全国核电的发展。这种情况多年来被诟病为“封闭军工体制”,但其实问题不在于军工,而在于垄断。改革的原则是必须对中核集团明确定位。如果出于难以改变现有军工体制而暂时把它定位为具有公共管理职能的机构,集团总部最多只能采取控股公司形式,不能干预所辖单位的经营自主权,以使这些单位能够充分进入市场;如果把它定位为企业,则应该把集团按专业拆分,使各个部分能够围绕着自己的核心能力参与市场竞争——集团总部可以转变成为一个以经营核电站为主的业主公司(这本来也是它最感兴趣的),其他部分则成为能够独立面向市场的主体和向国家负责的基础研发机构(如核二院转变成为专门从事核电站整体设计的AE公司,核动力院在保留国家实验室职能部分的同时,通过与设备制造企业联合而组建NSSS公司,以及组建核燃料循环公司等)。这些国有涉核专业公司和国家实验室的业务领导归属政府核能主管机构,它们所承担的国防研发项目则由总装备部负责。这样做,既能打开核动力工业进入核电市场的通路,也可理顺以公共资源支持基础研发的体系和责任,并以民用需求维系军民两用产品开发平台的方式实现军民互动,保证民用和国防两个方面的技术进步。

  此外,由清华大学和中国核工业建设集团公司合资成立的中核能源科技有限公司是设计高温气冷堆示范工程的单位,将会通过工程实践发展成为另一个NSSS公司。中广核是从经营核电站滚动发展起来的,它在技术上自给自足的念头始于行政垄断造成的无奈。一旦核电市场更加开放并出现建立在中国核动力技术基础上的NSSS公司,中广核更可能集中于核电运营业务,因为实行技术自给自足所需要付出的成本(包括时间成本)会远远超过从专业分工中获得的收益。国核技的生存完全是靠行政手段,如果实行新体制,它的命运不会有多少悬念。

  应该以自主路线发展核电的战略思维,是基于一个信念——只有这样做才能使中国的利益最大化。其理由至少有以下几点:

  经济收益最大。因为自主路线不仅将以比引进路线更低的成本扩大中国的能源供应,而且将培育出一个具有市场竞争力的中国核动力工业,这是依赖引进技术绝不可能做到的。由于技术能力的成长离不开与市场的互动,所以即使中国现有的技术水平存在差距,它也只能而且必然通过市场的锻炼而提高。

  有市场竞争力的核动力工业能够使中国掌握增加替代能源供应的主动权,而自主发展核电将大大提高中国在世界能源供应结构中的谈判地位,缓解因为化石能源进口和污染物排放过多所带来的压力。

  自主发展核电将使中国军用核技术的发展处于活力不竭的状态。由于军民之间在技术研发平台上是共通的,所以一方面,军用核动力的研发可以不断为民用技术探索前沿,另一方面,能够通过市场销售而自我持续的民用核动力工业又可以支撑军用技术的研发平台。总之,一个军民互动、军民共享的核工业,将保证中国始终处于全球核权力结构的顶层位置。

  有市场竞争力的核动力工业将使中国获得新的国际政治影响力。和平利用核能在全世界(特别是发展中国家)有明显的扩散趋势,必将增加对核动力技术的国际需求。“固有安全”的第四代反应堆(如高温气冷堆)在出现操作失误或机械故障时会自动停堆,不会产生严重核事故,所以非常适合没有多少核能力的发展中国家采用。因此,一旦中国的高温气冷堆或其他先进堆型通过中国核电市场成熟起来,就会不可阻挡地产生大量出口的前景。核电站的出口不仅能带来经济收益,而且是影响国际政治的重要手段。这种前景不仅将促进发展中国家与中国的关系,还将迫使美国为防止核扩散而有求于中国在管理核燃料循环系统上合作,可以增加促进中美合作的砝码。

  最后还要指出,在冷战结束快二十年的今天,世界正在经历新一轮的建造核潜艇热潮。2007年4月,俄罗斯建造十余年的“北风之神”级核潜艇下水。法国国防部2006年12月宣布,将斥资79亿欧元建造6艘新一代梭鱼级核动力攻击潜艇,这将是法国海军未来50年内最大的装备项目之一。2007年6月, 英国最大的新一代“机敏”级超级隐形核潜艇下水,其功能相当强大,据说声呐追踪设备难以发现它的踪迹。加入这个热潮的还有新兴国家。印度多年来一直在建造核潜艇,只是困难重重才不得不向俄罗斯租借核潜艇,但最近一两年不断有消息称,印度自行研制的第一艘核潜艇即将问世。2007年7月,巴西总统宣布将斥资5亿美元恢复一项搁置已久的海军计划,建造一艘核动力潜艇(此前巴西政府恢复了第三座核电站的建造计划)。

  美国是最早开发和部署核潜艇的国家,虽然已经拥有世界上最大最强的核潜艇编队,但从没有停止核潜艇技术的发展步伐。英国《简氏防务周刊》2005年几次披露,美国海军计划于2009年推出新一代攻击型核潜艇。澳大利亚《时代报》2008年11月7日报道,一位美国核潜艇部队的中将指挥官在澳大利亚潜艇研究所一次会议上称,为了应对中国的威胁,美国正在把60%的潜艇舰队调往太平洋。美国《西雅图邮报》2008年2月1日报道,号称世界最强的美国3艘“海狼”级攻击核潜艇已齐聚太平洋,目的就是出于对中国水下力量不断增长的担心。

  如果知道向中国出售核电站的西屋公司和阿海珐集团同时也分别是为美国和法国海军开发核潜艇动力系统的主承包商,那么作为中国公民和纳税人,我们怎么能不问这样一个问题:为什么中国要把自己的核电市场拱手相让给这些外国国防承包商,养肥它们后使其能够继续开发和建造核潜艇来压制中国?如果引进路线的倡导者矢口否认这个逻辑,那他们之中谁敢站出来向中国公众解释,为什么这个逻辑不成立?  

结语

    最近世界金融危机造成的冲击再次证明,中国经济发展的根本途径是经济结构的转变和产业结构升级,而转变和升级需要技术能力的成长——这是提倡“自主创新”的信念来源。如果“扩大内需”的举措不过是诸如购买外国设备来建核电站,却继续把本国核动力工业的发展排除在核电建设之外,那么这种举措最终也不过是又一个泡沫。因此,中国必须拥有技术能力应该是中国技术政策不可动摇的信念。不错,中国仍然需要技术学习,仍然需要吸收外部世界的知识,甚至在某些领域还需要继续购买外国的产品作为学习的榜样,但在战略性思维下,所有这些都不过是为了培育中国技术能力和工业竞争力而采用的手段。在什么时候采用什么手段从来是动态的,战略目标则要始终如一,就是通过持续培育自己的能力来实现自我发展。正如本文所讲的核电故事告诉我们的,中国既有需要向外国学习的地方,也有领先于世界各国的机会,问题的本质无可置疑——同时兼顾核电需求和核动力工业发展的自主路线,是最符合中国利益的战略选择。

  尽管道理如此清晰,证据又如此确凿,中国核电是否真的能够转向自主路线,却仍是一个让人难以乐观的悬案。引进路线的“疯狂”,已经令人不得不质疑中国在重大技术和工业领域的决策机制。 2002年6月23日,时任国家副主席的胡锦涛在参观完秦山二期核电站后说:“核电产业是高技术的战略产业,实践证明,高技术特别是核心技术拿钱是买不来的。要继续坚持以我为主,这是发展核电的必由之路。”2003年春节前,温家宝在国务院听取国家计委汇报核电工作时说:“核电的技术路线要统一,不敢再走错一步,不能照顾各种关系。”无论以当时还是现在的眼光看来,两位领导人的话都切中问题要害,而且明确至极。但为什么此后的结果是核电发展又重走老路?

  如前所述,第三轮引进路线发源于国家计委/发改委。从各方面情况判断,决策的过程大致如此:主张引进的人说动了机构主管领导和主管副总理,然后以发改委制定能源规划和项目审批的权力形成方案,报送中央得到批准后成为路线。 这样一个决策过程存在两个问题: 第一,中央领导人和产业管理机构之间存在着严重的信息不对称。领导人并非具体领域的专家,其决策所依据的信息只能依靠报送方案的机构,所以难免受机构的左右,而一旦方案得到批准,领导人也无从掌握决策的实施情况和后果。例如,引进“第三代核电技术”的方案是以每千瓦一千八九百美元的价格报批的,但在批准之后,实际成本到底是变成每千瓦两千多还是三千多甚至更多,谁也不用再承担责任——通过“钓鱼工程”进行欺骗,向来是中国官场的一大潜规则。

  这就产生了第二个问题——对重大决策的实施没有监督机制。决策发生在掌握信息的机构和领导人之间的垂直交流过程,但没有任何制度上的第三方对决策过程和实施过程予以监督。于是,一旦方案得到批准,在领导人因缺乏信息而难以掌握实施情况和后果的条件下,机构中为数极少的掌权者就可以因为没有监督而对涉及几百亿甚至上千亿元金额的行动武断行事,而对任何自下而上的反对意见都可以扣上反对国家决策的帽子。最后,随着时过境迁和人事更迭,即使最初的重大决策被证明是错误的,到那时也找不到任何责任人,被浪费掉的只有人民的血汗和国家利益。因此,在这样的决策体制下,即使道理和实际后果显而易见,实现战略转变也异常困难,往往只能等到下一轮危机的来临。

  但谜局并非不能解开,历史也不容忘却。当决策体制失灵之时,支撑一个民族的力量就只能靠社会的良心。吃一堑长一智,为错误路线“树碑立传”也是增长民族智慧的方法。是成此文。

中国已成为第三代核电技术的试验场

解滨

前几天写了一个关于中国暂停批准新建核电站的贴子。有一位网友提醒我注意中国引进Westinghouse AP1000的事情。Westinghouse 就是美国的西屋公司。 我去查了一下那方面的信息。 不查不知道,一查真吓了一跳。本来我十分相信中国新建的核电站的安全性。 看了那方面的信息后,我为中国正在建设中的核电站捏把冷汗。

我不是说中国新建的核电站采用美国西屋公司的AP1000技术将会受制于人。 那倒不是个大问题。真正的问题其实比那严重许多。

为了把这个问题说清楚,先介绍一点有关核电发展的一点历史。 人类使用核能发电起始于上个世纪50年代。 最先开发的是第一代核电站,又称为原型堆,其目的在于验证核电设计技术和商业开发前景。 实际上并没有几个第一代核电站投入商业运营。第二代核电站起始于上世纪60年代后期,在实验性和原型核电机组基础上,一些国家陆续建成电功率在30万千瓦以上的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组,它用来证明核能发电技术可行性的同时,使核电的经济性也得以证明。上个世70年代的石油危机引发的能源危机促进了核电的大发展。目前世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分是基于第二代核电技术的商业堆。

前苏联的切尔诺贝利核电站和美国的三里岛核电站都是早期的二代堆,安全性能比较差。 日本福岛核电站的是相对比较成熟一些的二代堆,安全性好了不少。

上个世纪三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故对核电产生了严重的负面影响。 世界核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关。美国和欧洲先后出台了“先进轻水堆用户要求”文件,即URD文件(utility requirements document)(http://urd.epri.com/) 和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”,即(EUR)文(European utility requirements document)(http://www.europeanutilityrequirements.org/acteurdocument.asp),进一步明确了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。 国际上通常把满足URD文件或EUR文件的核电机组称为第三代核电机组。第三代核电机组有许多设计方案,例如早些时候由GE设计的ABWR,三菱设计的APWR,加拿大核能公司设计的EC6等等。 第三代核电技术比较有代表性的设计就是美国西屋公司的AP1000和和法国阿海珐公司开发的EPR技术。 这两项技术在理论上都有很高的安全性。 以AP1000为例,其安全设计采用“非能动”技术,也就是靠自然力(如流体的自然对流、扩散、蒸发、冷凝等),在事故状态下启动安全保护。 一旦出现地震的自然灾害,不需要外来电力可以自己将反应堆冷却。 这就避免了出现福岛核电站那样的危机。

第三代核电的设计确实很好,但笔者搜索了一下,发现现在在世界各国使用三代核电技术的装机数却寥寥无几。 也不知是什么原因,中国正在建设中的第三代核电站数目居然是世界第一。

就拿西屋公司的AP1000来说吧,美国核能管制委员会在2005年底才完全批准其设计证书。 中国政府在2006年12月就决定引进其技术了。 反观美国,一直到今天都没有按照AP1000的技术在本土造好任何一座核电站。中国的步子是不是太快了点?

根据西屋公司网站上的消息,按照AP1000技术建造的进度最快的有两个核电站,它们都在中国。一个在浙江的三门,另一个在山东的海阳。 浙江三门使用AP1000术开工建设的机组是全球第一台,在2013年并网运行。 此机型之前只存在于图纸上,没有任何实际运用经验反馈。 没有反馈也就无从改进。

广东台山核电站,采用“欧洲先进压水堆”的EPR三代核电技术。 当地政府为此很骄傲。 但他们未必知道,在此之前,采用同样技术的芬兰奥尔基洛托3号核电站和法国弗拉芒维尔3号机组有两台已开工建设,但工期延误严重,拖沓三年仍未能投入运行。正是由于这两个欧洲项目进展缓慢,法国电力公司才把希望寄予台山的核项目,希望将此打造成EPR技术的标杆工程。 但据国内一些网站报道,参与EPR项目的工程建设的有关人士透露,“设计在不断变化中,边建造边改进,每天的技术变更都有上百个,质量、规格、型材、管道数量、壁厚、弯管角度等,建设时间表不好说,成本也不好计算。” 笔者把这种边设计边施工边变化的做法理解为“摸着石子过河”。

按照国内官方的某种说法:中国正在建设中的核电站不但采用了国际最先进的技术,而且走在全世界最前列。

这句话同样也可以这样说:中国已成为第三代核电技术的试验场。 就连美国自己都还没有实施的东西,在欧洲都没有搞成功的东西,在中国已经快要竣工了。摸着石子也许最终可以成功地过河,但核电这条河万一过不好,那可不是淹死个把人的问题,而是几百万、几千万人的健康和性命。

搞过工程的人都知道,把一个好的理论变成一种设计,这里要面临若干难关。 而实施一项好的设计,又要面临新的难关。 这里面任何地方出错,都会面临失败的危险。飞机的原理再简单不过了。 可要把飞机设计然后制造出来,那要面临无数的难关。 最先造的飞机,都是最烂的,最不安全的飞机。

谁都知道,第一个吃螃蟹的人,是冒险最大的人。中国家环保部核安全和环境专家委员会委员郁祖盛不无骄傲地说:“世界在翘首看中国。在AP1000技术应用上,中国不仅第一个吃螃蟹,而且还第一次就成批量吃了4个‘螃蟹’(同期在建四座AP1000核电机组)。” 这还没有算上台山的那只法国大螃蟹。

回顾核电发展的历史,日本大力发展核电是伴随着日本经济起飞对电能的需求量猛增开始的。 1971年至1979年,日本共有20座核电机组投入商运;1980年至1989年,日本又有16座核电机组投入商运。20年发展的数量,占日本目前在运核电机组55座的65%。

中国经济正在高速发展之中,类似于日本上个世纪经济起飞的局面。 在经济高速增长、能源价格上涨、电力缺口巨大、节能减排压力增加、央企与地方政府投资冲动等多重因素之下,中国核电高速发展几近必然。这一幕与上世纪70年代至80年代日本核电飞跃式发展时的情景十分相似。

上个世纪日本的核电大跃进,快速发展中,危机悄然孕育。 为追求速度,日本多采用美国的沸水堆技术,这种电站建设起来快。 也正因为要快速上马建设,技术设计有欠周到,如福岛核电站在设计时未充分考虑到海啸会把柴油发电机冲毁,那里的防海啸堤坝只能防5米高的海啸,而这一次海啸高达十几米。 四十年前的欠周到的设计,酿成了今天这场惊天动地的核危机。

中国目前的核电大跃进中,采用的是就连美国和欧洲都还没有开始使用的最新核电技术。 任何出错都将给今后的设计的改进带来宝贵的经验和教训。但代价可能是严重的核事故。

是的,引进世界最先进的核电技术,使中国核电产业有机会占据核电技术最前沿。 但这是一把双刃剑。 可以肯定的是:各种风险也随之而来。这只螃蟹也太大了。 对此,国内的一些专家忧心忡忡。 正如他们所说的那样,中国已成为第三代核电技术的试验场。 这里的危机,可能要几十年后才能暴露出来。 但愿中国永远不要出现美国三里岛,前苏联切尔诺贝利,日本福岛那样的核危机。

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