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« 谁来争食3000亿核电大蛋糕论中国核电技术自主研发之路 »

暗战核电

  2008年上半年,湖南桃花江核电站终于与湖北大畈核电站、江西彭泽核电站一起获得国家发改委批准,可以开展前期准备工作。与此同时,辽宁、吉林、安徽、河南、四川、重庆等地区也纷纷宣布本省核电规划。当前我国已有的核电项目都在沿海,如果这些新项目都上马,一股强悍的核电内陆化浪潮将打破布局。
  
一、内陆核电潮

  现在国内发展核电的势头迅猛,可能只有为数比较少的几个省没有核电项目。
  2008年大半年,湖南的能源供应形势紧迫之极,省长周强亲任调煤保电工作领导小组组长。
  湖北、江西、山东等其他省份同样存在类似情况,省长、市长亲自带队到山西、河南等产煤大省求煤、抢煤的故事比比皆是,煤电供应这场经济之战,纷纷上升到政治高度。
  “如果湖南搞起了核电站,哪还有这些烦心事。”湖南省电力勘测设计院副院长张力说。
  
  内陆第一核电之争

  争做“内陆第一核电”的口号,在湖北、湖南乃至安徽等计划开发核电的内陆省市中,无论是官方还是民间,都有所提及。这个口号将为所在地区带来一个可以吸纳各项资源的光环。
  湖北和湖南的诉求重点是:湖北大畈最先提出项目报告,且一次性能源自给率最低,而湖南的能源缺口最大。
  湖南省发改委交能处副处长阳谷生曾在接受当地媒体采访时说。“湖南新型工业化步伐将在一次次的煤荒、电荒中消耗自己的能量”,“要想实现湖南经济的发展,就必须寻找一个新的能源突破口。这个突破口,除了核电,湖南别无选择。”
  湖北的诉求,也可以理解为“三峡损失核电补”。中部省份争夺核电项目,很大的原因就是能源缺口,但随着三峡等一批水电站相继建成,湖北境内具有开发价值的大的水利资源实际已基本开发完毕,虽然守着三峡,但电能在国家统一分配后,留给自己的并不很多。
  江西则是中国重要的铀资源基地。据专家介绍,江西省核工业地质局先后查明了江西六大铀矿带,七大铀矿田,提交各类铀矿床91个,提交的矿床数和铀资源储量,均占全国的三分之一。江西铀资源开采量约占全国的二分之一。
  在这3个省份的核电站得到初步审批前后,他们各自都曾热衷于争个第一,宣传势头很猛,尤其是湖北咸宁。
  
  受阻技术路线

  目前内陆地区的症结在于,是上三代AP1000,还是二代改进型M310。前者是美国西屋公司技术,后者源自法国技术。
  M310在国内已经应用较广泛,目前沿海地区获批的CPR1000就是从M310改进。岭澳核电站一期即为CPR1000的示范工程,自2003年商业运营以来,安全运行业绩优良。
  2006年12月16日,原国家发改委主任马凯与美国能源部长博德曼共同宣布,美国西屋公司最终击败法国阿海珐集团,赢得了中国第三代百万千瓦级核电招标,为这场耗时两年多的全球最大核电合同竞标战画上了句号。西屋公司持有的就是AP1000,称为三代技术。
  “湖北、湖南和江西这三家核电站都是内陆首批,要批就会一起批,所以他们使用同一堆型的可能性极大。而其中中电投作为江西彭泽核电项目的业主已经明确要走三代技术路线。沿海使用‘二代改’技术的口子已经打开了,如果内陆再打开缺口,就会越撕越大,到时想用AP1000统一技术路线只能落为空谈。”业内专家分析道。
  “国家核电自主化工作领导小组早已明确要求,内陆地区上核电,必须要上三代核电AP1000。这主要是考虑到内陆地区人口稠密,对核电站安全性有着更高的要求。”上海核工程研究设计院院长郑明光明确表示,“根据我国新的核安全标准法规要求,在核电站的放射性废弃物排放限值方面,内陆核电只允许达到沿海的百分之一,而目前除了AP1000之外,其他堆型核电站很难达到这种要求。”
  国家核电技术公司董事长王炳华说:“国家发改委现在已经把这3个省份列入了内陆首批兴建AP1000核电站的省份。而国家的计划是在2011年在内陆地区批量建设AP1000核电机组,时间已经很紧迫了,所以2009年对他们来说是非常关键的,需要准备环境评估报告和安全评估报告,这两份报告一旦通过,就可以进入国家发改委的审批程序了。”
  “我们的目标是确保在2009年12月31日前完成AP1000内陆核电站的初步设计(包括项目概算)和初步安全分析报告。”国家核电技术公司有关部门负责人告诉记者。
  然而,国家允许沿海核电站使用二代改进型M310技术(简称二代改)迅速上马还是着实令内陆地区眼红。

  尤其是湖南桃花江核电站,一开始就是按照二代改技术来设计的。“现在为桃花江做设计的核二院虽说是手上准备着两套图纸,同时为M310和AP1000准备,但实际上还是冲着M310走的,再说目前核二院也不完全掌握AP1000的设计能力。”知情人士透露。
  “根据现在一些专家的意见,内陆地区上二代加是没问题的,比如现在美国70%核电厂都在内陆,并没有采用三代技术,也非常安全。”张力解释说。
  湖南对于采用二代加技术也非常坚持。就在2009年2月23日,吴惠全来北京参加关于桃花江工程进度的技术研讨会,他指着桃花江核电站设计图说,“你看看,按照我们现在的前期准备,上AP1000从布局和空间上来说都是不合适的,我们一直都在为二代加做准备,而且到今年年底就可以达到开工的要求了。”
  “明明今年年底就能开工,为什么非要多等两年呢?”吴惠全显得有些激动。
  
  警惕核电“大跃进”

  有人将内陆地区纷纷兴建核电项目称为“大跃进”。
  一个核电项目投资以数百亿元计,不仅对当地GDP贡献大,还会改变所在城市的经济生态。
  “内陆省份多数能源匮乏,比如我们湖南缺煤少油,能源全部要靠外省输入,在往年的用电高峰期,省领导常常到处求电,非常窘迫。另外我们的环保压力也可以因此减轻很多,相对火电来说,核电是个相对清洁的能源。此外,核电可带动一批设备制造业,促进地方经济的发展。”张力介绍说。
  “现在国内发展核电的势头真是迅猛。可能只有为数比较少的几个省没有核电项目。本来这完全是企业投资行为,但为什么政府有这么高的积极性?”一位业内人士担心核电“大跃进”的趋势。
  “听说今年要建的核电厂有七八个,有人甚至说每年都要这么干。像我这样搞了一辈子核电技术的人听了以后自然很高兴,但发展核电的不能搞大跃进。眼下最重要的不是搞多少堆,而是如何打基础。总的来讲,目前中国核电的技术资源、技术准备、技术基础和现实的需要量之间还有很大的矛盾。还需很长时间的积累。”国家核电专家委员会专家郁祖盛告诫道。
   
二、技术统一困境

  在技术积累上,中国核电建设像是“狗熊掰棒子”,至今未形成核电技术标准体系。以我们花费的时间、付出的成本和取得成果比较,远不及法国、日本和韩国。
  
  2009年3月,浙江三门核电站一期工程AP1000核电项目将全面进入工程建造阶段。与此同时,许多省的核电项目计划纷纷出现。
  而有关核电技术自主创新的争论也日益激烈。
  比如北京大学政府管理学院教授路风就措辞尖锐:当前中国核电策略是全盘引进美国西屋公司第三代核电技术AP1000,“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,为什么在举国上下齐呼的自主创新口号中越走越窄?”
  曾任中国核工业集团公司(以下简称“中核集团”)科技委常委的退休专家张禄庆则对记者说:“AP1000是美国技术,为什么没有一家美国公司愿意出头吃第一只螃蟹?”
  
  
  “引进只是手段,最终目的还是在引进技术的基础上,通过消化、吸收和再创新,形成我国完全具有自主知识产权的中国品牌的大型先进压水堆核电技术。这是一条符合中国核电产业发展实际和要求的自主创新路径,已经得到国家决策高层的高度认同。”国家核电技术公司(以下简称“国家核电”)董事长王炳华在接受采访时强调,这正是成立于2007年5月的国家核电的职责。
  谁是自主创新?谁将主导未来?在技术路线的争论背后,或多或少地影射出了中国核电工业体制的痼疾。
  
  “统一技术路线是关键”

  “调侃一点的说法,我国核电产业使用的技术可以称作万国牌,有大亚湾的法国技术,田湾的俄罗斯技术,秦山三期的加拿大技术,现在又加上美国西屋的技术。”一位核电专家说。
  2003年8月,国内6位核电专家曾向国务院递交了“对核电统一技术路线和国产化的意见”,其中提到:我国核电建设在取得成就的同时也有深刻教训,在反应堆型、单机功率选择上,“五花八门”;在技术积累上,“狗熊掰棒子”,至今未形成我国核电技术标准体系。以我们花费的时间、付出的成本和取得的成果比较,远不及法国、日本和韩国。
  上述几位专家被业内一部分人称为“六君子”。
  “为什么都30年了,中国的核电产业发展始终落后?”路风问道,“引进路线的要害是没有把中国核动力技术和工业的发展纳入到核电发展的考虑和规划之中。30年的三轮引进路线都只依靠购买外国核电站。如此下去,中国将来永远需要引进。”

  而在2003年的那份建言书中,他们建议的解决之路是:“统一技术路线是关键”、“核电要纳入国家能源电力发展规划”。
  其时,中国在自主创造的道路上已经蹒跚前行了20多年。
  秦山核电站自1991年12月起并网发电,这是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站,而秦山的CNP300堆型还走出了国门,落户巴基斯坦并安全运行至今,运行业绩良好。
  到了秦山二期,中核集团旗下以中国核动力研究设计院为主的研究机构消化吸收大亚湾核电厂M310技术和法马通公司提供的咨询设计软件,自主开发出CNP600堆型,这种改进型技术被称为“二代改”。简单来说,CNP600是将M310的三回路改成了二回路,由此将引发所有设计的改变。它在控制棒驱动机构设计上拥有自主知识产权。
  “2003年,中核集团、中国广东核电集团(以下简称中广核)、中国技术进出口总公司在发改委的召集下在北京大兴开会,主题就是‘统一技术路线’,但开始时还没说是考虑三代技术,甚至明确表明不要三代,因为要求的是技术成熟,造价低。那时定的调子实际上可以说是二代加,强调技术上要成熟。”一位知情人士透露。
  中核却以自己的CNP1000技术与中广核的CPR1000争执不下。这两种技术则同为核动力院设计的“二代加”技术,即在二代基础上将功率提高至100万千瓦。这两家公司都想用自己的技术标准来统一国内核电市场,但在争吵中却同时丧失了机会。
  看来,业界对于“统一技术路线”是没有异议的,问题在于以谁的技术统一。
  最终,“六君子”提出的引进三代技术的意见被采纳,并被确立为技术路线。
  “技术路线必须要统一。” 国际原子能机构(IAEA)国际核安全小组(INSAG)17名成员中唯一一名中国成员,现任中电投集团公司核电事业部主任、湖南核电公司董事长常南说,“举个最简单的例子,在美国或法国,技术标准非常明确,设备制造商的产品也是既定规格的,采购设备时直接去厂里挑就行了,而在中国,由于技术方面的差异,采购设备时都要拿着图纸去,工厂要看着设计图制造产品,这样一来工期就长了,核电发展自然要慢了。”
  
  代际之争

  2004年9月,中国政府决定为浙江三门、广东阳江共计4台机组进行第三代百万千瓦级核电技术国际招标。经过两年多激烈博弈,美国西屋公司以其AP1000战胜了法国阿海珐的EPR,赢得了中国第三代核电的大单。
  有专家介绍说,二、三代技术之间的区别,更多的是体现在预防事故的安全保护措施方面的升级。在三哩岛和切尔诺贝利核电站的事故之后,美国和欧洲先后出台了“先进轻水堆用户要求”文件和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”文件,国际上通常把满足这两份文件之一的核电机组称为第三代核电机组。
  EPR是在二代的基础上增加和强化专设安全系统,简单地说,把原来2套备用安全电源增加至4套。而AP1000所采用的“非能动”安全系统则不需专设动力交流电源驱动,减少了应急安全电源等设备和部件。
  “在两年多的时间里,西屋公司因其AP1000技术独特的非能动安全设计理念和在国际上公认的良好的技术转让业绩,获得核电界专家支持的倾向始终多一些,甚至在国家发改委组织我国核电界34位知名专家进行署名投票时获得了压倒性的多数票支持,这也是三代核电国际招标过程中实行专家民主决策的一个范例。即使期间发生了西屋公司被东芝收购这件事,也并没有受当时紧张的中日关系影响。”一位核电专家说。
  事实上,交锋最激烈的似乎不是AP1000和EPR,而是AP1000和国内二代改进型技术。
  由于种种原因,在招标之后,国家发改委还是批了沿海一系列核电站采用二代加技术CPR1000。而这个口子撕得还不算小:如辽宁红沿河,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;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;广东阳江、福建福清、浙江方家山3个核电站项目(共10个机组)也于2008年末获得核准。
  “这对统一技术路线和三代招标来说,又意味着什么呢?”路风说。
  “现在要想完成2020年以前4000万千瓦的目标,还得用二代加技术。”张禄庆说。
  来自国家核电技术公司的一位核电专家介绍说,这是国家有关部门“不得已而为之”。
  “国家核电自主化工作领导小组先前也曾决定在三代核电批量建设之前的过渡期,在沿海地区现有厂址上填平补齐建设一些二代改进型核电站,主要考虑是确保我国核电发展不断档,有利于培养核电人才,积累核电设备制造和建设经验,为发展三代创造条件。至于说后来出现的二代改进型核电站发展速度过快、势头过猛,恐怕与国家有关部门在各地争着快上核电项目的形势下承担的压力过大有着一定的关系。”

三、核电崛起:中国的优势和忧虑

  中国的经济增长将面临满足能源需求和减少排放的双重压力,核电是目前最有竞争力的解决途径。
  
  最近,许多核电项目获政府批准开工建设,随着政府拉动内需政策,还会有更多核电项目得到批准。可以说,中国的核电投资正在形成高潮,发展可能进一步提速。
  自1991年中国第一座核电站(秦山一期)并网发电以来,截止到2007年底,中国核电装机运行容量仅占全国电力总装机的1.3%。目前政府的态度很明确,要积极发展核电,不止一次地提高2020年的核电发展目标。对中国来说,迫于目前中国的能源和环境压力,发展核电是一个必须的选择。
  
  城市化进程中的两个难题

  目前中国经济处于城市化与工业化阶段,经济增长率高,能源需求大。厦门大学中国能源经济研究中心的一项研究表明,中国城市化进程和工业化加快至少需要到2020年才能基本完成。历史经验说明,发达国家的城市化进程中的经济发展也都带有重工化特征,即大规模基础设施建设对高耗能产业的需求。
  
  中国的基本国情是人口多,现阶段城市化所需的大量高耗能产品只能在国内生产满足。目前中国GDP占世界总量的6%左右,而钢材消费量大约占世界钢材消耗量的30%,水泥消耗大约占世界水泥消耗量的54%。
  只要中国经济保持比较高的增长,城市化进程不变,目前金融危机带来的短期需求波动不会影响长期的能源需求增长态势。
  如果中国经济保持年均9%增长,2020年一次能源消费将达到55亿吨标准煤,约为2006年的2倍;如果按年均7%增长,能源需求也需要45亿吨标煤。
  根据能源需求预测,该研究还计算了在2020年的二氧化碳排放的增量和人均排放量。结合世界各国目前的承诺和对2050年二氧化碳减排设定的目标,假定全球2020年应当在2005年的基础上减排20%,意味着全球应当减排53.2亿吨。但是,即使都达到目标,发达国家也只能减排35.8亿吨。而发展中国家的排放增量远多于35.8亿吨。根据IEA的预测,2020年印度二氧化碳排放将比2005年增加10.6亿吨;如果没有更积极的政策,中国2020年的二氧化碳排放可能还要比2005年增加43.1亿吨。
  简单的计算可以说明,要求全球2020年在2005年的基础上减排20%的目标,可望不可即。
  在阶段性能源需求仍将较高增长的情况下,减排必须优化能源消费结构。为此,中国需要发展水电、核电等能源替代煤炭等化石能源。中国尚未开发的水能资源主要集中于西部地区,尤其是西南地区,远离沿海地区负荷中心,开发利用成本比较高。中国还可以发展海洋能、太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能等可再生能源发电。但是,可再生能源发展的主要障碍在于高成本和目前行政制定的低电价。按目前的情况,核电在成本上最有竞争力。
  因此,中国的经济增长将面临满足能源需求和减少排放问题,核电可能是目前解决这两个问题最有竞争力的选择。
  
  铀矿瓶颈

  但是,核电的发展还会面临许多问题。
  首先,核电燃料的供应问题可能成为限制中国核电装机容量继续增长的主要因素。除非有进一步的重大发现,中国自身天然铀储量有限,加上原料库存和资源二次循环利用,自身的资源勉强能够满足《规划》的目标。而铀矿的贸易严格受IAEA的监控,从澳大利亚、加拿大等国进口铀矿需要涉及政治、军事等更加复杂的国际关系。因此,中国核电发展必须考虑资源的瓶颈,首先保证充足通畅的燃料,才能考虑进一步的扩大装机。
  核电原料价格因素必须考虑。物以稀为贵,应对气候变化,全球各国都可能重新积极发展核电,如果对燃料需求速度增长过快,必然影响国际价格。
  全球铀资源过于集中,主要集中在澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦等国家,每年产量约为40000吨,仅能够满足全球核电机组发电需求量的三分之二。全球核燃料的供需存在结构失衡,主要的消费国如美国、日本、法国、韩国与德国等,并不是主要原料生产国。这一种状况可能会引起原料供应的不稳定与价格的波动。
  具有巨大能源消费潜力的中国和印度,目前的人均能源需求还很低,而且两国的铀储备都很小。如果这两个国家启动加快发展核电计划,对世界核原料的供需格局必将产生较大的影响。
  从2004年,国际铀价开始上涨,在2007年5月一度冲破125美元,3年时间上涨了约12倍。尽管近期国际铀价已经大大回落,但全球主要铀矿生产商已经垄断市场,随着未来国际潜在需求量的不断扩大,价格上涨的趋势不会改变。

  安全隐忧

  其次,核电安全是一个最典型的小概率和高风险、个体影响全局事件,只要一个出问题,整个核电发展将受阻。选址问题是核电站建设可行性的关键。一项完整的核电站选址评估工作,需要综合考虑电力需求、人口密度、水文地质等问题,至少要历经数年时间。
  核电站建设还需要完善核电事故处理的规范与法律。另外,核电站选址工作需要科学、民主、透明的决策机制,不能让中国的政治体制在核电建设速度上的优势成为安全问题。此外,核电人才的短缺也可能是核电发展速度的约束。最后,核废料的处置除了安全外,还有成本问题,是影响核电发展速度的一个重要问题。在核电发展进程中,中国需要积极考虑核废料的处理问题,保证核电发展与环境保护同时进行。
  无论从能源资源还是环境角度,中国都迫切需要发展核电。厦门大学中国能源经济研究中心的研究说明,按照目前的经济增长态势无约束发展,2020年中国的一次能源消费中煤炭将占到72%;如果提高可再生能源和核电的比例,到2020年,煤炭的比例可以降到能源消费结构的63%以下。由于核电竞争力,它在今后中国优化能源电力结构上举足轻重。

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