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我国核电是如何从跟跑走上并跑创新之路?
来源:经济导刊 | 作者:经济导刊 | 发布时间: 2019-05-14 | 171 次浏览 | 分享到:

美丽的南海之滨,耸立着一座核电站——大亚湾核电站。

它既普通,又不普通。

说它普通,是因为它只是一座核电站,与世界上目前正在运行着的400多座同类型的核电站没有什么特殊的区别。

说它不普通,是因为它是中国改革开放初期第一个大型核电中外合作合资项目。它的建造过程,见证了中国改革开放伟大事业的每一个节点,它的安全稳定经济运行事关国运。

我国核电是如何从跟跑走上并跑创新之路?

正因为它的普通,使每个中国人说起它来都有一种亲切感,它就耸立在我们的国土上。

正因为它的不普通,多少人为了呵护它而付出了毕生的心血,它还被编入小学教材之中。

大亚湾核电站,作为中国改革开放的产物,它催生了一个新型的企业集团——具有国际影响力和竞争力的中国广核集团,它也创造了一个国家的新名片——具有中国自主知识产权的“华龙一号”核电品牌。

从大亚湾核电站孕育而生的中国广核集团从无到有、从小到大、由弱到强的发展之路,就是一部浓缩了的中国改革开放史。一代代的中广核人见证了中国改革开放40年所取得的伟大成就,也用自己的智慧、辛劳和汗水实现了三个重大跨越、树立了三个成功典范:

一是全方位开放,高起点起步,成功建成了大亚湾核电站,实现了我国百万千瓦级核电机组“从无到有”的重大跨越,从而奠定了中国核电发展的基石,树立了我国能源电力领域改革开放的成功典范。

二是成功走出一条“以我为主、博采众长、对接国际、融合创新”的产业发展道路,实现了我国核电从技术引进到“四个自主”、批量化建设的重大跨越,从而带动我国相关重大装备制造业快速提升,树立了我国高端技术产业追赶式发展的成功典范。

三是坚持创新发展,保持战略聚焦,实现了从单一核电企业向国际化综合清洁能源集团的重大跨越,从而重塑了全球核电发展新格局,构建了现代企业管理体系,树立了国有企业发展的成功典范。


中国第一座大型商用核电站

1978年2月至3月,我国的一个原子能电站技术考察团在对法国核电站的科研、制造、施工、运行等方面进行考察后提出:为了加快我国发展核电的步伐,从法国引进90万千瓦核电机组作为样机,并引进必要的制造技术,是可行的,也是适宜的。

1978年12月4日,邓小平在会见法国外贸部长弗朗索瓦一行后宣布,中国决定向法国购买两座核电站设备。

1979年9月,广东省和电力部向国务院呈送报告,建议在广东省建设核电站。

1982年5月7日,国务院召开常务会议第三次讨论广东核电站问题。会议指出:核电技术是成熟的,世界各国都在搞。我们中国核工业力量不比任何一个发展中国家差,如果说风险,人家的风险比我们更大一些。和平利用原子能是百年大计,从国家经济利益着想,这个机会不要错过。

1982年12月13日,国务院常务会议第四次讨论广东核电站问题,决定建设大亚湾核电站,吹响了我国核电事业起步的号角。

1983年9月3日,国务院成立核电领导小组,加强对核电建设的领导。

1987年8月7日,大亚湾核电站正式开工建设。

1994年2月1日,历时7年的艰辛努力,大亚湾核电站成功投入商业运行,实现了我国大陆百万千瓦级大型商用核电站“零”的突破,走出了我国核电“引进、消化、吸收、创新”发展之路的第一步。一座符合国际安全标准的大型商用核电站,在我国的南海之滨拔地而起。

迄今为止,大亚湾核电站安全运行了25年,积累了多方面运行和发展经验。


以核养核,滚动发展

大亚湾核电站贯彻落实“以核养核、滚动发展”的方针,实现了国有资产的保值增值,成功走出了一条中国核电的良性发展之路。

“以核养核、滚动发展”是老一辈中央领导同志根据我国核电发展的现实情况而制定的方针。狭义的滚动发展主要指资金与人才,广义的滚动发展还包括管理经验与发展机制。这一方针的正确性不仅得到大亚湾核电站发展实践的证明,而且对我国核电事业未来的良性发展产生了深远的影响。

大亚湾核电站的建设模式是“借贷建设、售电还钱、合资经营”,有人把这一模式称为“借钱买鸡,养鸡生蛋,卖蛋还钱”。大亚湾核电站的资本金仅为总投资的10%,借贷比例高达90%,而且占资本金总额75%的中方资本金也是贷款。在项目启动的初期,广东核电投资公司以一定的利率向中国银行贷款3亿美元,作为中方的资本金投入;然后在国家有关部门的支持下,通过市场化运作进行国际融资,有效地解决了核电站建设所需40亿美元的资金问题。今天,我们在原国家计委的投资项目表中可以看到,大亚湾核电站的投资数额一栏赫然写着“零”。正如1982年5月国务院常务会议讨论大亚湾核电站时所说:广东建核电站基本上是无本生意。正是改革开放的正确方针和国家政策的有力支持,使大亚湾核电站成功实现了这一壮举。

大亚湾核电站于1994年2月投入商业运行之后,一直保持着比较高的负荷因子,从而创造了比较好的经济效益,为“以核养核、滚动发展”奠定了比较坚实的经济基础。到2008年7月底,本息总额57亿美元全部还清。与此同时,利用大亚湾核电站所获得的利润,继续滚动建设岭澳核电站和其它核电项目,并且获得了更大的成功,也就是说,在大亚湾核电站实现了“0到1”的突变基础上,通过滚动发展实现了“1到N”的裂变。

“以核养核、滚动发展”的方针不仅为后续核电站建设奠定了经济基础,更为重要的是,培养了一支高素质的核电建设、运营和管理的专业化人才队伍。大亚湾核电站从建设之初,就把人才培养和人力资源开发放在突出位置,先后派出110多名青年技术人员赴法国、英国学习3年,人均花费130万法郎,熟练掌握了核电站的生产和管理技能,迅速成为核电站各岗位的骨干,在电站投产初期,通过实施中方员工与外方专家一对一的“影子培训”,全面深入地掌握核电站的运营技术。借鉴国外成功经验,建立了一套有效的培训管理体系;全员实行严格的授权上岗、定期复核、终身培训制度,使电站运营队伍的水平得到了提高。大亚湾核电站建立了专业化、标准化的人才培养机制,已成为国内核电人才培养的重要基地,越来越多的优秀人才从大亚湾核电站走向全国,并随着国家“走出去”战略的实施而逐渐走向世界。


在引进、消化、吸收基础上创造自主核电站技术品牌

仅从账面上看,大亚湾核电站似乎是花钱买来的,而实际上,它通过引进、消化、吸收、创新,不仅进一步提高了核电站的安全技术水平,而且成功创造了一个具有中国特色的自主核电技术品牌。有形的东西(如设备、技术)可以花钱买,而强烈的责任心、创新的思维和对世界一流水平的追求这些无形的东西,是无法用钱买来的。

大亚湾核电站引进的是法国上世纪80年代中期的技术。为了赶超国际先进水平,自电站投入商业运行以来,每年投入巨额资金进行技术开发和创新,先后进行了数百项技术改造,实现了安全技术水平的升级,极大地提高了核电站的安全性和经济性。

大亚湾核电站自主创新和集成创新的成果,在岭澳核电站得到了有效利用和拓展。岭澳核电站采取“翻版+改进”的策略,共进行了34项重大技术改进和创新,取得了显著的成效。岭澳核电站于1997年5月15日开工建设,2003年1月8日提前66天建成投产,节省投资约3.81亿美元(比国家批准的预算节约近10%),工程建设质量达到了国际同类核电站的先进水平。这个成就是坚持“引进、消化、吸收、创新”方针的产物,得到了国际同行的高度赞誉。2002年11月,国际原子能机构(IAEA)专家在对岭澳核电站进行运行前安全评审认为:“岭澳核电站许多指标都可以与新的IAEA国际安全标准相媲美;其在生产准备、调试和运行水平方面为国际核能界提供了值得借鉴的宝贵经验。”

引进和借鉴只是手段,自主和发展才是目的。在大亚湾和岭澳核电站一期的建设和运营中,标准化和系列化已经在技术、管理和人才培养方面成功实践并形成效益。通过大亚湾核电站的引进建设,实现了岭澳一期的自主建设;通过岭澳一期的高起点投运,又开始了岭澳二期的高起点建设,并且形成了中国改进型压水堆核电技术(CPR1000)这一自主技术品牌,同时也促使这一系列核电站的造价,由每千瓦2000美元逐步降至1800美元、1500美元;标准化和系列化的优势得到了充分体现。大亚湾和岭澳核电站的实践证明,只要思路正确,决策果断,措施得当,执行到位,我国核电国产化和自主化不仅是做得到的,而且是可以做得快、做得好的。

我国核电是如何从跟跑走上并跑创新之路?

岭澳核电站


瞄准世界一流,与先进水平对标

与世界一流水平对标,提升了核电站的安全水平和运营业绩,而且进一步树立了核电安全、环保的清洁能源形象。

安全、经济的核电站就是先进的核电站。承认差距,是为了缩短差距;学习先进,是为了赶超先进。大亚湾核电站始终是“站在巨人的肩上跳高”,持续提升核电站的安全性与经济性。

核电站的安全性和经济性主要体现在负荷因子上。大亚湾核电站是以法国电力公司(EDF)的核电站为参考电站的。EDF所属核电机组的平均负荷因子,自上世纪90年代至今一直处于82%-83%之间;美国作为世界核电先进大国,其核电站的平均负荷因子在上世纪80年代仅维持在60%-70%左右。大亚湾核电站当初在可行性研究报告中确定的负荷因子为65%,1994年投入运行的第一年,其负荷因子就超过了85%。经过多年持续不断的努力,大亚湾核电基地的6台机组平均负荷因子超过了90%。

大亚湾和岭澳核电站在安全性和经济性方面所取得的业绩,赢得了良好的国际声誉。2017年,大亚湾核电基地6台机组的72项WANO(世界核运营者协会)指标中,有61项达到世界前四分之一的先进水平,先进率高达84.7%,其中53项达到世界前十分之一的卓越水平,优秀率达73.6%。当年,在法国EDF举办的国际同类型核电机组年度安全业绩挑战赛中,大亚湾核电基地荣获了“核安全”与“能力因子”两项第一名,至今已经累计获得38项次第一名,是全球获得冠军最多的参赛核电基地。

核电站的废物产生量和排放量逐年降低,环保优势得到进一步体现。2018年度大亚湾核电上网电量达461.38亿千瓦时,相当于香港全年的用电量。与同等规模的化石能源相比,这相当于减少标煤消耗约1426万吨,减少向环境排放二氧化碳约3728万吨,环保效益相当于在珠三角地区种植了近10万公顷的森林,可以覆盖半个深圳或一个香港。随着核电的进一步发展和新的发电调度方式的实行,核电在节能和环保方面的优势必将得到更加明显的体现,我国能源消耗巨大、环境污染严重的状况必将得到更加明显的改观,核电作为“资源节约型”和“环境友好型”的清洁能源的形象也必将得到社会各界进一步的认同。


开放合作,倡导大团队精神

在实现核电国产化的道路上,大亚湾核电站通过开放合作,实行大团队精神,辐射带动了我国核电产业整体能力的提升,为我国核电的持续快速发展奠定了坚实的基础。

大亚湾核电站投产后的技术改造项目,基本立足国内,充分发挥国内相关单位的作用,促进其整体能力的提升。推进国产化,实现自主化,是我国核电事业快速发展的重要条件,也是我们所努力追求的目标。大亚湾核电项目早在供应合同谈判阶段,就努力促使外方逐步向国内设计、制造、施工单位转让技术,从而加速了我国核电设计、施工等部门的技术进步和设备的国产化进程。通过按国际标准参与大亚湾核电站的建设和运营,国内设计、制造、施工和技术服务单位掌握了国际上先进的经营管理理念和核电技术,国家核电产业自主化能力有了明显提高,对秦山二期及后续核电工程建设也起到了重要的示范作用。

岭澳核电站一期在建设过程中,全国共有17个省、直辖市的181家制造厂和供货商提供了设备,整个电站设备制造的国产化率达到了30%,其中核岛为11%,常规岛为23%,辅助设施为50%。岭澳二期的设备国产化率有了新的提高,按价值计算,1号机组核岛部分超过50%,2号机组超过70%,上网电价比当地的脱硫火电更有竞争力。核电自主化方面,依托项目首批工程,以招标方式引进国外第三代先进型压水堆核电技术,在首批机组建设的同时,使我国的技术人员积累相关经验,为后续机组的自主化建设创造条件。通过这些标准化、系列化措施,使国内相关企业提高参与核电站建设运营的能力,为国内其它核电站的建设运营创造更多、更有效的经验。

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中广核集团董事长贺禹与腾讯公司总裁马化腾签署合作协议


引进先进管理理念,进行管理创新

大亚湾核电项目,在全面引进国际先进核电站建造和管理技术的同时,进行了现代企业制度建设的有益尝试。引进现代科学管理体制,高起点起步,结合中国具体情况,创造性地探索形成了一套行之有效的管理制度。对于大亚湾核电站来说,它起到了“点”上的示范作用;对于核电行业来说,起到了“线”上的导向作用;对于国有企业来说,起到了“面”上的辐射作用。

在公司治理结构方面,实行了董事会授权范围内的总经理负责制、分级授权的管理体制。对外与香港合作方充分协商、确保双方的共同利益,对内明确各级管理权限。在项目实施方面,全面实行“四制”(项目法人制、招投标制、合同制和监理制),科学地规范了项目各参建单位的责权利,以有效保证项目的整体利益最大化。三峡公司的招投标制度就是以大亚湾核电站的做法为蓝本,在实践中收到了很好的效果。在管理制度建设方面,建立了一套程序至上的运行机制,切实做到“四个凡事”(凡事有章可循,凡事有人负责,凡事有人监督,凡事有据可查),得到了国家审计署、原国家电力公司、中国投资协会以及一些核电兄弟单位的认可和推广。在专业化管理方面,为了实现大亚湾和岭澳两个核电站的资源优化和经验共享,借鉴国外运营管理的成功经验,将核电站所有权与运营权分离,提出了群堆管理的专业化管理思路,成立了核电领域的相关专业化公司,系统进行经验的积累和知识的转化。从大亚湾到岭澳一期和岭澳二期,通过实施专业化管理,为中国核电的标准化和系列化发展创造了成功的经验,对于引进、消化、吸收三代核电技术和自主开发大型先进压水堆核电技术也具有重要的借鉴意义。

大亚湾核电站管理制度的创新,为国有企业的改革提供了成功的范例,许多人到大亚湾核电站参观学习后认为,大亚湾核电站的成功经验说明,国有企业是可以搞得好的。大亚湾核电站在管理创新方面的有益尝试,对我国国有企业深化改革具有积极的借鉴意义。


“华龙一号”:从“引进来”到“走出去”的国家名片

大亚湾核电站于1994年全面投产,同年国务院决定组建中国广东核电集团,2013年更名为中国广核集团。中广核作为中央大型企业工委管辖的试点企业集团,按照“以核养核、滚动发展”方针进一步发展核电。

如果说大亚湾核电站标志着我国大型商业核电站实现了“0到1”的突变,那么在此基础上的滚动发展则是实现了“1到N”的裂变,其中最重要的成果就是研发成功具有自主知识产权的核电技术路线——“华龙一号”。


在技术转型中抓住战略机遇

2005年,我国开始进入核电的规模化建设阶段,以二代改进型技术为主的核电建设进入快速发展期。此时,国际上三代核电已成为发展的趋势,我国引进的AP1000和EPR两条三代技术示范项目也进入建设阶段。此时中广核面临两条发展道路。一是继续选择成熟的二代改进型核电技术,这样可保持项目建设速度,且不需要新增研发投入,企业风险小、收益稳定;二是选择研发三代自主核电技术,这就需要大量的投入和较长的研发周期(国外一般需要8—10年),企业承担的风险较高。

根据对全球核电发展趋势的判断,中广核敏锐地意识到未来核电市场的竞争实质是技术路线的竞争,二代核电技术虽然仍有很强的生命周期和市场需求,但未来的市场空间将会不断缩小;三代技术代表着核电技术的发展方向,势在必行。因此对中广核来说,技术“代际转化”过渡期是难得的转型机遇,要不失时机进行技术研发,掌握具有自主知识产权的三代核电技术,从而在未来的国际核电市场占据一席之地。


“华龙一号”研发的特点

纵观“华龙一号”的整个研发过程,集中体现了三个主要特点。

一是始终坚持在引进的基础上通过消化、吸收进行再创新。

1997年,在大亚湾核电站运行顺利的基础上,正式启动建设岭澳核电站。以大亚湾核电项目引进的M310技术为基础,岭澳一期进行了55项重大技术改进。2003年岭澳核电站一期投运,实现了我国核电发展从项目引进到技术引进,从技术空白到消化吸收的重大突破,夯实了再创新的基础。

2004年,国家确定了“积极发展核电”的方针,进一步推动能源结构调整、减缓电力供需矛盾,2005年岭澳二期正式开工。二期工程采取在岭澳一期基础上的“翻版加改进”技术方案,又进行了55项重大技术改进。中广核通过渐进式改进和标准化设计,稳步形成了我国首个二代改进型整体技术方案CPR1000品牌,奠定了全面推进核电国产化和自主化发展的基础。

2010年,中广核按照国际最新设计理念,开始自主三代核电技术的研发。中广核及时吸取了2011年日本福岛事故的经验反馈,增加了非能动安全设计,厚积薄发,研发出自主三代核电技术“华龙一号”,实现了我国核电的跨越式发展。截至2017年底,形成相关知识产权2036项,其中申请中国专利1741项,申请英国、美国、法国等国外专利41项,软件著作权254个。

中广核在核电站设计、建设和运营上,经历了“知其然”到“知其所以然”,再到自行开展单项技术创新的过程,逐步积累了自主研发三代核电技术的宝贵经验。从引进二代M310技术到推出二代改进型的CPR1000、CPR1000+技术,再到开启三代ACPR1000技术研发,直至最后与中核集团携手研发成功“华龙一号”,成功掌握了三代自主核电技术。在此过程中,形成了深厚的“自主创造”的技术能力。中广核始终保持与国际新技术、新标准的接轨和同步,具备了实施核电“走出去”的技术条件。

二是“华龙一号”体现了先进性、安全性、成熟性与经济性的均衡。

在先进性方面,“华龙一号”充分借鉴了国际同行先进的核电设计理念,充分吸收了日本福岛核事故后国内外同行的经验反馈,全面落实了最新核安全标准和监管要求,满足美国、欧洲三代核电技术标准。融合了“能动与非能动”先进设计理念,主要技术指标和安全指标满足国内外最新安全要求。在“华龙一号”的研发过程中,技术人员相继攻克了多道技术难关,例如蒸汽发生器以及主泵的专项研发,堆芯设计软件与核安全计算分析软件自主研发,真正实现了关键设备及燃料设计的国产化,具有完全自主知识产权。

在安全性方面,“华龙一号”完全具备应对类似福岛核事故极端工况的能力,在能动安全的基础上采取了有效的非能动安全措施,与安全相关的重要物项实现了充分的实体隔离,采取了完善的严重事故预防和缓解措施,提高了对外部事件的防护能力和应急响应能力,外壳可以抵御大型商用飞机的直接撞击。从现有设计基准指标来看,“华龙一号”的安全性能在全球三代核电技术中处于领先水平。

在成熟性方面,在已有技术基础上进行集成创新,采用经过验证的成熟技术,立足于当前的技术基础,确保研发产品具有可行性,节省了研发时间。充分利用了我国近30年核电站设计、建设、运营所积累的宝贵经验、技术和人才优势,充分依托业已成熟的我国核电装备制造业体系和能力,实现了关键设备的国产化。

在经济性方面,“华龙一号”采取18个月的长周期换料,电站设计利用率高于90%,电厂设计寿命高达60年。“华龙一号”与国际上现有三代核电技术相比,具备经济竞争力。目前,中广核在英国华龙一号核电项目的通用设计审查(GDA)进入第三阶段,厂址地质勘探正在有序推进。

三是通过“华龙一号”的工程项目建造,国内成熟的工业基础、工程优势和运营经验可以得到充分利用和持续提升。

“华龙一号”示范项目首台套国产化率即可达到90%,具备了国际竞争力,由此我国核电技术一跃迈进国际第一阵营,实现了与国际先进水平从跟跑向并跑的快速过渡。目前“华龙一号”国内示范项目——福建福清、广西防城港项目建设进展顺利,后续多台待建机组正在开展前期准备工作。

从40年前全盘引进技术建设大亚湾核电站开始,中广核人始终坚守技术报国之路,须臾没有忘记研发自主先进核电技术的重任。“华龙一号”核电技术的成功研发,不仅成为我国在核电技术领域的大国重器,而且成为打开中国核电技术“走出去”大门的钥匙。

2015年10月21日,中广核与法国电力集团签署了英国新建核电项目投资协议,“华龙一号”成功进军老牌核电强国英国,成为继高铁后我国“走出去”的又一张国家名片。

作为拟建英国布拉德韦尔B项目的参考电站,“华龙一号”的国内示范工程中广核广西防城港核电厂二期工程正在稳步推进,国产化率达到86.7%。在成功出口英国的示范效应下,已有多个国家对中国的“华龙一号”产生强烈兴趣。目前,中广核已与国外20多家企业或政府主管部门签署了核电合作谅解备忘录或意向书,实现了从“引进来”到“走出去”的历史性转折,使我国在建设核电强国的道路上迈出了坚实的一大步。

伴随着核电技术“走出去”的步伐和节奏,我国的核燃料供应也在充分利用国内国际两个市场和两种资源。我国天然铀资源贫乏,探明储量仅占全球3%左右,铀矿品位普遍较低、开采成本高,如何保证天然铀资源供应成为我国核电发展的关键。中广核是国内最大的核燃料用户,落实天然铀保障的重任刻不容缓。