美日欧第三代核电角力中国市场

第三代核电技术,美、俄、法、德等列强尚未商用,中国却首开先河,这是否会带来风险?


对于法国阿海珐公司董事长罗惠中来说,2007年7月是充满郁闷的一个月。就在这个月的24日,传来中国国家核电技术有限公司如约与美国西屋联合体正式签署第三代核电技术转让及核岛设备采购合同的消息。

失败令人不甘,尤其是曾经付出过巨大的努力。2006年10月,为了赢得中国三代核电标书,罗惠中甚至不惜游说法国总统希拉克赴北京进行国事访问。虽然此举为当时的罗惠中平添了几分胜算,也着实让他高兴了一阵子。但是,政府公关这招并没有改变阿海珐公司失败的命运,最终是美国西屋公司笑在了最后。

根据中核技与美国西屋联合体正式签署的合同,中国决定以全面技术转让的方式引进第三代核电技术AP1000,建设浙江三门、山东海阳两个核电示范工程,共4台核电机组,并计划将于2013年建成并投入运营。这样一来,现已开工建设的这两个项目成为世界上第一个进入商业化运作的AP1000项目。

至此,历时4年之久的中国核电竞标划上了句号,但与此同时,中国第三代核电技术的商用征程才刚刚开始。


心动不如行动

面对诺大一个中国市场,以及眼前高达53亿美元的技术转让收益,国际核电巨头早就心动。美国西屋、法国阿海法、俄罗斯核电公司和加拿大核电公司等十多家世界核电巨头抢破头竞标,其目的就是为了进军中国市场,分割利益蛋糕。

多年来,中国政府的一举一动都牵动着他们的心。

2003年中国启动了第三代核电自主化依托项目的招标组织工作;2004年9月,中国向国外潜在投标商发售招标文件。

2006年3月,中国把推进核电建设作为重要的能源战略。国务院审议通过了《核电中长期发展规划》,确定到2020年中国的核电装机总量将从现在的870万千瓦提高到4000万千瓦,在建容量1800万千瓦,也即今后每年需要开工建设3、4座百万千瓦的核电机组,静态投资将超过3000亿元人民币。

对于这个庞大的市场,美国核能研究所负责监管核电站开发工作的罗恩西纳德表示:“今后10年里,中国是最有可能在核能方面有飞速发展的国家,中国这块核电大奶酪充满诱惑。”

目前,中国电力总装机容量中,核能机组仅占其中的1.8%,发电量仅占2.3%。根据国家能源结构调整的规划,国务院核电自主化工作领导小组提出,到2020年,核电在全国发电总装机容量中的比例要占到4%,占总发电量的6%,即要达到4000万千瓦的目标,需在2004年-2015年期间新开工建设30台左右的百万千瓦级核电机组。

按照保守估计,到2020年之前,中国的核电投资将超过400亿美元。即使新建核电站的平均国产化率达到60%,也还能留给国外设备与技术提供商160亿美元的空间。与飞机价格相比,10架波音7E7飞机的订单才相当于1台美国西屋AP1000核电机组的出口价。

业内专家指出,尽管4%和6%的比例还很低,但绝对数量已经不小。应该说,已经有了产业化的规模。可以预计,与核电建设相关的整个核电产业也将加快发展。

从长远分析,产业的发展潜力对于核电国产化之路以及相关企业的发展都将是不容忽视的。除核电建造前的市场外,核电建成后的运行期内,设备的大修和日常维修都需要各种服务,如某些辅助设备的更换,检修物件、消耗材料的提供等等。

据了解,秦山5座反应堆的正常运行期间,每年提供服务的费用约需20亿元。

同时,中国也已经确定了核电产业自主化、国产化和市场化的发展路线,但从核电设备制造业分析,急需整合和优化配置。这给相关企业进入核电设备产业带来了机会。

秦山二期设备采购的经验表明,核级专用设备占设备总数量的25%,占设备总投资的54%;非核级的其它设备占总数量的75%,占总投资的46%。对于生产大量非核级的一般设备的企业,市场仍有很大的需求。

分析人士认为,此次中国引进第三代核电技术,将其商业化,也再次显示了市场的力量。四年多来,山东核电有限公司围绕海阳核电厂址规划、审评、动迁、海域使用、土地预审和施工准备等,已全力推进了山东海阳核电项目的前期工作。截至2007年3月底,海阳核电项目规划的6台百万千瓦级机组建设场地一次平整完成,护堤工程全部完工,进厂道路、供水、供电、供暖条件全部具备,主体工程施工配套设施准备全面展开。

资料显示,目前中国共有核电站11座,其中9座正式运营,基本分布在沿海的广东、浙江、山东等地。加上即将在山东、江苏、浙江、福建、广东、广西和上海市建设的31座核电站,平均每个沿海省市将会拥有六七座核电站。

专家指出,中国正在成为亚太地区一个巨大的核电市场。不仅有像美国西屋、法国阿海珐、德国西门子等这样的国际巨头公司会继续争抢这块市场,而且,国内的各类相关企业也不会心甘情愿地将市场拱手相送。


意在自主创新?

对于三代技术引进,一直颇有争议。其中一派观点认为,引进第三代核电技术是一个过程,最终是为了自主化,在掌握技术之后再产业化发展;而另一派观点信为,这是以引进技术之名,行买外国设备产业化建设之实。

薛新民,国家发改委能源研究所副研究员、核能经济专业委员会副主任,他是第一派观点的支持者。他告诉《科技中国》,核电实现自主创新,引进技术只是一种方式,最终的目的是为了自主化,这是国家发展核电的一个策略。

从中国第一座核电站——秦山核电站开始建设算起,中国核电建设已有20多年的历史,已经在核电技术研究开发、核电站设计、设备制造、工程建设、运营管理、核燃料供应、技术服务和培训教育等方面形成了相当的能力,打下了坚实的基础。“应当说是克服了重重困难,取得了很大的成绩。”薛新民说。

他认为,应尽快实现大型核电机组自主化、国产化,以满足中国核电市场的大量急需。为此他建议,强调应加强对核电国产化的集中领导,根据国情确立堆型与技术路线,制定一个符合国情的核电发展规划,以批量化带动国产化。

目前中国核电技术水平还属于国际上第二代压水堆核电的水平,制造工艺水平相对于发达国家仍有差距。薛新民表示,中国应当在适当建造一些改进的第二代机组的同时,尽快实现核电的升级换代,形成先进的、批量建造的产业规模。而批量化的核设备订单是加速核电设备国产化的重要条件之一。

薛新民还强调,中国会充分利用技术引进和技术转让的机会,把别人的长处学到手。在消化吸收引进技术的基础上,掌握先进技术的内核,做到不仅知其然、而且知其所以然,并在更高的起点上实施再创新,进一步开发出符合中国市场需要的更先进的第三代核电机组,并使之国产化。

中国核工业集团公司原计划局副总工程师温鸿钧对此颇不认同。他认为如果是真要引进技术,那为什么不是1台或是2台机组?为什么非要一次建设4台机组?并且,即使要实现国产化,也不能这样做。

在温鸿钧看来,引进国外技术的水平有四个层次:第一层是最高境界,知其然、又知其所以然,掌握核心技术,具备处理变故和改进发展的能力;第二层是一般的国产化,即引进技术、按照外国公司的工艺要求,生产合格的产品打入市场,但只知其然,而不知其所以然,核心技术没有掌握,没有处理变故和改进发展的能力;第三层是来图加工,核心部件、关键技术由国外公司提供,技术制导权属外商,实际上是本地化,而不是国产化;第四层是最低级,如国内的外企。温鸿钧强调,中国引进技术,特别是民族战略产业一定要达到第一个层次,摆脱对外商的依赖,绝不能陷入“引进—国产—再引进”的怪圈。

温鸿钧认为,据外商介绍第三代核电技术比二代技术安全性较高,性能较好,但是AP1000还未完成整体验证,是否真的好,还要由实践说话。要中国首先投入商用,风险很大。

同时,中国自上世纪80年代开始起步,通过自主研发和引进法国压水堆技术,特别是通过秦山二期工程消化吸收法国M310机型的技术,掌握了核心技术,具备了六十万千瓦、百万千瓦压水堆核电厂的自主设计能力,并提出了一系列改进设计方案,具备自主研发和改进的能力。“中国已经具备了自主设计建造、批量规模建设百万千瓦级核电站的能力。”温鸿钧这样认为。

经过20多年发展,中国核电已经形成了秦山、田湾和大亚湾三大核电基地,为华东电网、南方电网提供了稳定可靠的电力供应。在广东、浙江两省,核电上网电量已占当地总发电量的13% 以上,核电成为当地电力结构的重要支柱。

如今,中国在核电技术研发、工程设计、设备制造、工程建设、运营管理等方面,已经积累了相当丰富的经验。中国核科技信息与经济研究院体改室助理研究员宋昌钰对《科技中国》说:“从核电科研看,中国核工业建立了专业分工、门类齐全的核科研体系,培养了一支水平较高的核电科研队伍,建成了具有国际水平的大型核动力技术试验基地,各种试验台架完备、科研设施齐全,具备了较强的自主开发能力和消化吸收国外先进技术的能力,基本上可以满足自主设计的需要。”

宋昌钰表示,从核电国产化看,通过建设核电站,中国核电的技术创新与开发、核电国产化率和自主化水平得到了显著提高,自主设计、自主制造、自主建设、自主运营的能力和水平不断提升,核电重大装备制造、百万千瓦级先进核电的核心能力与关键技术也取得了重要进展,完整的核电技术与标准体系正在形成。

据统计,2006年,中国在役核电厂安全稳定运行,发电量达548亿千瓦时,全年平均负荷因子达到88%,核电建设项目顺利进行,新项目的前期工作稳步推进。


“不能让美国人卡脖子”

“高技术特别是核心技术拿钱是买不来的,靠外商是靠不住的,在经济上和政治上风险都很大,”温鸿钧提醒说,“以我为主是发展核电的必由之路,也是规避风险的必由之路。”

AP1000技术中有卡脖子技术(外商通过这个技术,可以掌握对中国核电发展的生死控制权),例如屏蔽泵技术。西屋公司曾经答应转让AP1000主泵技术、AP1000爆破阀技术、安全壳技术、压力容器、蒸汽发生器、一体化封头技术及运行管理技术等,但是,“屏蔽泵技术美国不会同意转让,是拿不到手的卡脖子技术。”温鸿钧表示。

屏蔽泵技术,属于垄断性技术,只有美国有,且目前用在航空母舰上。如果要用在核电站上,需要放大,但是目前还没有经过试验和验证。

在谈判前期,美国也曾口头答应转让屏蔽泵技术。可后来招标定案后,在上海的一次国际研讨会上,国核技的一个专家正式宣布,西屋公司明确表态,此泵设计为军用,不能转让,其关键材料和一些零部件技术所有权不属于西屋,他们无权转让。

温鸿钧指出,中国引进AP1000后,屏蔽泵技术就可能成为控制在美国人手中的卡脖子技术。因为是军用的,该技术要转让,定会遭到美国国会的坚决反对。这就意味着,中国的核电就会控制在美国人手中。

“屏蔽泵这卡脖子技术,不光是美国人会用来卡我们,而且日本人也会来卡我们的脖子,”温鸿钧说:因为东芝控制着西屋77%的股份,重大的贸易决策权掌握在日本手中,即使美国人同意转让,日本人不同意也不行。”

同样不可忽视的是,第三代核电技术的成熟性还不足。AP1000只属于第一层次的成熟,首堆工程还没有建成,既没有达到投资者观念上的成熟,也没有达到更高一层的机型成熟。当时,美国NRC是为了保证西屋公司能够顺利参加中国竞标,出于各种考虑,非常勉强地发给西屋公司设计许可证的。“尚有一些重要验证工作没有完成”,温鸿钧说。

2005年,在芬兰核电项目的招标过程中,美国西屋公司最初也曾以AP1000技术参与投标,后来就因为他们没有拿到许可证等原因,中途退出。

事实上,由于西屋不具备做大型试验的条件,AP1000尚有一些关键验证试验没有完成,如流致振动试验、大型模拟装置的试验和控制棒启动机构的试验。2006年,西屋公司曾找到中国核动力设计院,进行商议,希望帮他们完成流致振动试验和大型模拟装置的试验。

温鸿钧还透露,在秦山二期工程中,中国将三环路改为两环路,消化吸收了法国M310机组技术,中国已经掌握了二代半的核心技术,具备了百万千瓦级核电站的设计建造的能力,具备批量建设的条件和能力。

其实,早在上世纪90 年代,美国西屋公司研发AP600时,中国核动力研究设计院针对其缺点,提出了一个改进方案,定名为CAP600,即中国的AP600。该方案曾得到国际原子能机构和国际同行的高度好评,西屋公司就把此方案纳入他的系列,称为AP600C,即AP600 的中国方案,该方案现也被纳入AP1000之下。

如今,中国具有自主知识产权的CNP1000国产百万千瓦级核电站正在推进,2006年底已经完成了浙江海盐方家山厂址的工程初步设计和初步安全分析,完成了反应堆安全壳设计分析和试验验证等先期的工作。

此外,温鸿钧告诉《科技中国》,西屋已经衰落,已经不是上个世纪的那个西屋了。据了解,虽然以前日本、德国、法国等都是从西屋引进的技术。但现在的西屋已经几经转手,先是卖给了英国BNFL,后又转手给日本东芝,已经把核设备制造等都卖给日本、西班牙等了,只剩下机型设计的一个核心班子了。


“两步走”,还是“一步到位”

在温鸿钧心目中,自主创新还是引进技术,其实就是“两步走”与“一步到位”的选择问题。

“两步走”的方针是上世纪90 年代中期提出的,是一种先发展成熟机型后建设先进机型的思路。温鸿钧向《科技中国》解释,在先进核电机型成熟之前,核电建设以成熟机型为主,先进核电机型成熟、条件具备后,转向先进机型。在前期建设成熟机型的同时,要研发(包括引进)掌握先进机型,建设、研发两条线分别推进。第三代核电技术的引进,也应该按这个思路进行。

到2003 年,有人又提出“一步到位,跨越发展”方针,其内涵主要就是通过国际招标,在国际三代核电机型中,选定中国核电技术的发展方向。具体说,就是先建设4 台引进机组,以后就按这种机型批量规模建设。2010 年前实行这种招标引进机型的批量规模建设,2020 年达到4000 万千瓦的目标,除原有的11 台机组870 万千瓦外,均为招标引进型机组,国内目前已掌握技术的机型不再建设。

温鸿钧指出,最重要的是二者存在着巨大差别:一是“一步到位”没有留三代机型的成熟过渡期;二是2020 年实现4000 万千瓦目标,主要是靠技术成熟的二代还是尚未完全成熟的三代;三是不同技术不同机型是相容、协调,还是独尊、排斥;四是对已有的核电基础的使用不同;五是带来的风险不同。

显然,中国引进选择第三代核电技术,实质就是选择了“一步到位”。按“一步到位”方针,2010 年前就开始批量规模建设三代机型,没有预留必须的成熟过渡期。温鸿钧说,中国未掌握核心技术,自主化、国产化问题得不到解决,不能自主建设,必然又会花大量资金批量购买,技术上将会完全依赖外商。核能作为国家重要战略产业,完全依赖外商进行批量建设是十分危险的。

同时,按照“两步走”的观点,在批量规模建设之前,必须有一个使其技术成熟和中国掌握技术的过渡期。

温鸿钧解释说,首先,对国际三代核电技术来说, 它已具备建造首堆工程的条件,但尚未具备批量规模建设的条件。因为国际三代压水堆核电机型,均未经过工程整体验证。它们的经济性尚不理想,需要为降低造价改善经济性而进一步改进。到真正的成熟,可以批量规模建设,尚需时间。其次,对中国来说,还需要一个掌握三代核电技术实现国产化的时间,通过以我为主的引进技术消化吸收(包括成套进口建设)和自我研发相结合,掌握核心技术并基本具备国产化能力,在此之后才能较大规模批量建设。

如果真要“一步到位”,那么由于中国采用技术和机型的变化,已取得的成果将得不到充分利用,大量成套引进进口设备将对中国核能装备企业造成冲击,中国民族核电产业将不得不在新的条件下开始重新创业。

目前,中国实行的核电战略思想是把推进核电建设,作为国家重要的能源战略,目的是要统一发展技术路线,通过借鉴吸收国际经验和先进技术,进行自主设计和创新,以努力形成批量化建设先进核电站的综合能力和比较完整的自主化核电工业体系及核电法规与标准体系。

有分析人士指出,这种重商主义的技术引进道路对中国的核电事业是不利的,它可能导致引进一代,再引进二代、三代的依赖性引进习惯,应鼓励中国核电企业并购美、日、法、德的核电公司,并购国际核电企业巨头,创造性地发展中国核电制造业。

还有人算了笔账,西屋公司为研发AP1000技术仅花费5亿美元,东芝公司花费41.58亿美元买了西屋,而中国却出资53亿美元买了AP1000技术。差不多的成本费用,日本人买了一个完整的公司,中国却只买了几项不完整的产品技术。

温鸿钧提醒说,中国要进口设备、引进技术,但进口设备、引进技术的目的是要提高自主的能力和水平。至于国产化,也应该转变观念,要把只为提高经济性而国产化,转变为提高综合国力而国产化。


三代未平,四代又起

美国向中国出售民用核技术,向来就不大情愿,并且对华高科技管制政策年年升级。但是,为什么这次转让核电技术美国会如此热情?美国为什么愿意顶着国会批评者的巨大压力同意出售?为什么这次美国不担心这笔交易对其在核技术上的领先地位的损害?为什么美国不在其国内积极推广第三代核电技术呢?

温鸿钧指出,三代技术就技术而言,需要引进,为我所用。问题出在第三代核电机型身上,现在推出的三代机型,经济性不理想,未经过整体验证,可能会被更新的机型取代,只能被认为是一些过渡性机型。与第二代相比,只是安全性有所提高,经济性不够理想,美国的许多公司,口头承诺要建AP1000,但见不到实际行动。所以有人怀疑是帮着西屋忽悠中国。说白了,就是在美国打不开市场,所以就拿到中国来推广。

而当前核电技术的发展,更注重经济性的改善。温鸿钧进一步指出,核电发展的潮流主要由核电市场需求决定,不取决于技术的先进程度。三代核电国际上似乎呼声很高,但实际工程建设的行动很少,实际进行的仍是二代的建设和增效延寿。

国际原子能机构前副总干事、中国核动力研究设计院名誉院长钱积惠也说,“按国际原子能机构定义,所谓第三代技术AP1000实际上称不上‘代’的概念,只是一个在AP600的基础上改进而已,没有实质性的变化。”

从世界核电机组的技术构成看,在役机组的绝大多数属于第二代及第二代改进技术,其中压水堆又占到一半以上。累计超过12000多个堆年的运行实践证明,这类核电机组的技术比较成熟,安全性能良好,经济上也具有较好的竞争力。

目前中国正在运行的11座核电机组,都以压水堆技术为主,其中3座为国产、2座从俄罗斯引进,4座从法国引进,此外,还从加拿大引进了两座重水堆。这些核电技术都属于第二代。

据美国西屋公司说,他们开发的第三代先进压水堆核电技术(AP1000),是唯一的三代+核电站,得到美国核管会最终设计批准(FDA)。“三代还未建成,何来三代+?”西屋公司解释说,之所以能称为三代+,是AP1000通过独特的非能动安全系统设计,使反应堆设计更加简单,使核电站的运营更加简便。

但是,推出三代机型的美国,并没有将三代机型落实到产业中去,以三代技术为主的核电站一个也没有开始建设,更谈不上大批量兴建了。近年来,以美国为代表的一些核电大国通过对运行核电机组的技术改造,增效延寿,普遍把原来40年的设计寿期延长到60年,在保证安全的前提下,挖掘了核电机组的潜力,进一步提高了核电的经济性。与此同时,一些国家新开工的项目也还在继续选用第二代改进型技术。

更为重要的情形是,美国出于对核扩散的担忧,于1999年6月,首次提出了第四代核电的倡议。在2001年1月,由美国能源部发起组织9个国家的政府,确定要合作发展四代核电技术。并且提出了今后核电发展的新思路:四代核电到2020年前建成一批首堆工程, 2025年左右研制成功,2030年后逐步推广使用。

到那时,中国的核电技术需要再次升级换代吗?


资料一:


什么是第三代核电技术?

核电技术的划分最早起源于美国能源部。第一代核电站是指核电由军用转为民用时的技术,上世纪50年代中期建成的核电站属于第一代。目前世界上正在运行的核电站都属于第二代,建设于50年代末期到60、70年代。第三代核电站的概念于上世纪90年代提出,西屋公司的AP600和AP1000,都属于第三代技术。

上世纪90年代,为了统一审批标准,缩短审批时间,消解由三里岛和切尔诺贝利核电站的事故的负面影响,世界核电界集中力量研究,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 Reguirements Document), 和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”,即EUR(European Utility Requirements)文件,进一步明确了防范与缓解严重事故、提高安全可靠性等方面的要求。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。

目前世界上最先进的第三代核电技术主要包括:美国的西屋公司AP1000压水堆技术,法国阿海珐﹙AREVA﹚与德国西门子联合研发的ERP压水堆技术;目前核电设备制造商主要集中在美国、日本和德国。大致正在形成通用—日立、东芝—西屋、三菱重工—阿海珐以及俄罗斯和加拿大五个制造中心。


资料二:


核电站的分代标志

第一代(GEN-I)核电站是早期的原型堆电站,即1950年至1960年前期开发的轻水堆(light water reactors, LWR)核电站,如美国的希平港(Shipping Port)压水堆(pressurized-water reactor, PWR)、德累斯顿(Dresden)沸水堆(boiling water reactor, BWR)以及英国的镁诺克斯(Magnox)石墨气冷堆等。

第二代(GEN-Ⅱ)核电站是1960年后期到1990年前期在第一代核电站基础上开发建设的大型商用核电站,如LWR(PWR,BWR)、加拿大坎度堆(CANDU)、苏联的压水堆VVER/RBMK等。目前世界上的大多数核电站都属于第二代核电站。

第三代(GEN-Ⅲ)是指先进的轻水堆核电站,即1990年后期到2010年开始运行的核电站。第三代核电站采用标准化、最佳化设计和安全性更高的非能动安全系统,如先进的沸水堆(advanced boiling water reactors, ABWR)、系统80+、AP600、欧洲压水堆(European pressurized reactor, EPR)等。

第四代(GEN-Ⅳ)是待开发的核电站,其目标是到2030年达到实用化的程度,主要特征是经济性高(与天燃气火力发电站相当)、安全性好、废物产生量小,并能防止核扩散。


资料三:


中国核电站技术使用情况纵览

核电站堆型地理位置建设/商用时间技术

秦山核电站(一期)30万千瓦压水堆浙江省海盐县1985.3/1994.4自主设计/建造/管理/第一代

大亚湾核电站2台98.4万千瓦的压水堆核电机组广东省 1987.8/1994.5法国法马通公司/第二代

秦山核电站(二期)2台65万千瓦压水堆核电机组浙江省海盐县1996.6/2002.4

1997.3/2004.5自主设计/建造/管理/第二代

秦山(重水堆)核电站(三期)2台700兆瓦级核电机组浙江省海盐县1998.6/2003.7加拿大原子能公司/第二代

田湾核电站4台百万千瓦级核电机组江苏省连云港市1999.10开工,在建俄罗斯原子能公司/第二代

岭澳核电站(一期)2台99万千瓦的压水堆核电机组广东省1997.5/2003.1法国法马通公司/第二代

岭澳核电站(二期)2台百万千瓦级压水堆核电机组广东省 2005年12月动工法国法马通公司/第二代

三门核电站6台百万千瓦级核电机组广东省国际招标中拟用第三代核电技术

阳江核电站6台百万千瓦级或更大容量的核电机组广东省国际招标中拟用第三代核电技术

资料来源:北极星电力技术网

(责任编辑:丁潇)

本文内容于 2011/3/29 14:27:02 被无尽之夜编辑

猜你感兴趣

更多 >>

评论

评 论

更多精彩内容