“岭澳二期”开辟核电中国道路
从大亚湾到岭澳一期再到岭澳二期,在引进国际先进技术基础上,一条消化、吸收、再创新的中国自主品牌百万千瓦级核电技术的‘国产路线图’已经清晰可见
文/《瞭望》新闻周刊记者王攀
“距离大海不到一公里的电站现场总是那么静谧,但巨大的能量却在无声无息中喷涌而出;一切从外表看上去和六年前似乎没有什么不同,但参与其间的人们才深深知道,中国核电自主化进程已经在攻坚克难之中迈出了至关重要的一步。”当倍受瞩目的岭澳核电站二期1号机组9月20日即将正式投入商业运营时,一位“老核电”这样向《瞭望》新闻周刊感叹。
事实上,作为“十五”期间唯一批准开工的核电项目,也是国家提出“积极推进核电建设”方针后开工建设的第一个核电项目,岭澳核电站二期与我国首座自主建设的百万千瓦级商用核电站——岭澳核电站一期紧紧相邻,而距离我国首座百万千瓦级大型商用核电站——大亚湾核电站也只有不到1.5公里。不论是从地理位置还是产业特征而言,全球核电业界对“她”并不陌生。
但岭澳二期的意义远不止数量增加、产能增长那么简单。专家指出,岭澳核电站二期是拥有两台装机容量为108万千瓦的压水堆核电机组的大型核电项目,正式拉开了我国核电建设由批量化开工到批量化投产的序幕;同时,在实现我国百万千瓦级核电工程自主设计、自主制造、自主建设、自主运行方面,岭澳核电站二期工程也取得了一系列重大突破,相关设备的国产化率已经从大亚湾时期的17%上升到了岭澳二期一号机组的70%,随着使用同类机组的辽宁红沿河等核电项目建设进程的不断推进,相关设备的国产化率将很快突破80%甚至超过90%。
接受《瞭望》新闻周刊采访时,中广核集团公司副总经理郑东山评价说,“国产化率的提升,不仅是核电站自身的成就,也意味着我国核电产业链整体升级,进入核电站核心设备研发生产阶段。”眼下,在无数技术工作者的努力推动下,岭澳二期机组使用的CPR1000方案正在向着更为先进的CPR1000+和具有更高工程设计自主化、设备制造国产化水平的自主品牌三代核电技术CPR1700迈进。
郑东山介绍说,CPR系列核电技术具备三代核电技术的安全指标,随着中国核电产业技术不断进步,未来这一技术方案的建设工期将进一步缩短到50个月以内,电站寿命提高到60年,投资降低到1500美元/千瓦以下,“展望未来,坚持自主创新的中国核电产业完全可以为全球客户提供安全、经济、先进的核电产品,也为推动全球低碳经济和清洁能源发展贡献中国的力量。”
“逼”出来的国产化需求
2004年3月,对于岭澳核电项目二期工程而言,是个历史性的节点:国家核电自主化工作领导小组将之确定为国家核电自主化依托项目,要求在工程建设中实现设计、制造、建设、运营“四个自主”,设备国产化率达到50%~70%。回顾那一刻,中广核岭澳二期项目副总经理肖钧感触良多,“市场‘逼’得我们不能不国产化,但这不是好高骛远,中国核电为这一历史任务已经积蓄多年,打下了扎实的技术功底。”
根据国际原子能机构2009年12月31日发表的数据,全世界正在运行的核电机组共有437台,累计运行超过1万堆·年。目前,全世界核电总装机容量为3.9亿千瓦,分布在31个国家和地区;核电年发电量占世界发电总量的15.4%。各国核电装机容量的多少,很大程度上反映了各国经济、工业和科技的综合实力和水平。
根据2007年10月颁布的《国家核电中长期发展规划(2005-2020)》,到2020年我国核电运行装机容量将达到4000万千瓦,在建装机容量达到1800万千瓦,迅猛发展的核电产业已经使得我国在全球核电开工装机容量和规划装机容量排行榜上名列前茅。截至今年7月底,中国大陆23台在组建核电机,占全球在建机组的40%。
然而,我国既是世界上少数几个拥有比较完整核工业体系的国家之一,也是一个核科技产业仍需急起直追的大国之一。
自1983年确定压水堆核电技术路线以来,通过大亚湾核电站、岭澳核电站一期、秦山核电站、秦山二期核电站、田湾核电站等核电机组的建设,目前我国在压水堆核电站设计、设备制造、工程建设和运行管理等方面已经初步形成了一定的能力,为实现规模化发展奠定了基础。但同发达国家相比,我国在不断提高核电机组建设和运营的技术水平,提高核电机组的安全性、可靠性和经济性方面还有较长的路要走;如何通过掌握核心技术、打造具有自主知识产权的民族核电品牌,避免在核电产业实现“大国崛起”的进程中受制于人,仍是对中国核电人的一大艰巨考验。
对此,中广核工程公司总经理束国刚深有体会。这位曾经长期在科研工作一线奋战的建设者向《瞭望》新闻周刊介绍说,中国核电产业“引进——创新”起步于大亚湾,“基本上可以说是外国专家手把手地教”,到岭澳项目一期,主要设备的国产化率达到17%,项目设计还基本上由外方主导,核心设备的生产制造还刚刚起步,“抛开其他不说,光降低成本一项任务就不容易推进,遑论其他。”
市场环境也让缺乏国产化能力的中国核电时遭阻碍。郑东山回忆说,2007年,就在中广核某建设项目正在紧要关头之时,某发达国家跨国厂商出于种种考虑,故意拖延、推迟交付一主要设备核心锻件,由于国内还不能生产,企业蒙受了相当的损失,“当年被‘卡死’的经历告诉我们,没有自主生产制造能力,就不能不让人卡脖子。市场‘逼’我们的国产化道路只能快马加鞭,不能犹豫迟缓。”
在一些专家看来,中国推进核电产业的国产化能力有着更为深远的考虑。郑东山说,规划产业目标宏大、国家实力日益雄厚和核电科技不断发展,这些因素推动中国在3~5年之内有望成为全球当之无愧的核电产业大国并且参与到全球产业竞争之中,“这一过程中,中国核电产业决不能因为缺乏核心设备制造能力和自主品牌而变成发达国家跨国企业的‘打工者’。我们不能闷头建设生产,让外国核电厂商供设备、做项目;我们赚小钱,人家赚大钱。这是不可想象的。中国一定要在这一过程中,也成为全球具有竞争力的核电装备生产强国之一。”
为什么选择岭澳核电站二期工程?中广核集团有关人士认为,这与该项目采用的CPR1000技术总体性能达到国际同类型在役核电站的先进水平,具有较大的改进、发展潜力有直接关系。
据介绍,CPR1000是中广核集团广大工程技术人员以大亚湾核电站、岭澳核电站一期为基础,通过渐进式改进,形成的我国百万千瓦级核电站技术方案,其中实施了15项重大技术和40余项其他技术改进项目,包括全数字仪控系统、18个月换料、半速汽轮发电机、CPR1000施工管理技术改进等。按照该方案批量建设核电站,有利于在较短时间内提高我国核电的竞争力,形成标准化、系列化、规模化发展格局。
中广核工程有限公司总经理助理上官斌接受本刊记者采访时分析认为,事实表明,通过持续推进CPR1000技术方案国产化进程、从大亚湾到岭澳一期再到岭澳二期,电站单位千瓦造价分别从2000美元降低到1800美元和1550美元,考虑到后续项目的规模效应,这一成本可能到1270美元左右,接近当前欧美主要核电建设承包商建设成本的一半,届时中国核电产业在全球市场的竞争力可想而知。
推进国产化进程并不是毫无争议的“一边倒”进程。束国刚说,“国产化进程不可能不对国外原有的技术方案作出调整和改进,有的还存在一定风险,比如采用数字化仪控等,就要对整个设计方案重新展开大量计算,因此引发的争议不小。有人说,核电效益这么好,国外方案也很成熟,就算技术旧一点也没关系;但回过头来看,现在国家正在制定和执行新的核电规划,我们推进国产化,就等于为国家在建的40台机组的建设、运营节省了大量成本,同长远效益相比,短期‘阵痛’是完全可以承受的。”
现在,在束国刚看来,国产化进程的推进尽管还只是个开头,但已经让中国核电产业呈现“脱胎换骨”般的变化,牢牢将市场主动权抓在了自己手中。他说:“现在我们有信心做到100%的国产化,但已经没有这个必要了。因为在形成了国产能力的基础上,我们已经有了自由选择国内、国外两种资源的权利。我们未来计划将国产化率保持在85%左右,这不表示最核心的15%我们做不了,而是更主动地掌握国际市场资源调配的主动权,合理降低成本,规避风险。”
自主设计奠定自立基础
束国刚介绍说,总投资达到110.8亿元人民币的岭澳二期项目安装管道长度达到300公里,敷设各种电缆总长则超过3000公里,所有设备重量达到6万吨,设备件数达到7.7万件,总共由284家企业提供。
“二期项目总共包含230个系统,其中仅核岛就有各分系统70多个。国产化就意味着这些项目从设计到安装、运营都由中广核自己承担,外方只能扮演辅助角色,这就要求总承包公司项目管理能力达到很高的水准,这和大亚湾建设管理时期、外方专家扮演决定性角色有着本质性的差别。这是一个挑战,但也是中国推进引进核电技术方案国产化进程不得不面对的。”郑东山说。
目前,国内核电工程设计还是制约中国核电事业走向世界的一块短板。如何让“广核设计”、“中国设计”走上世界核电市场竞争的舞台成为始终萦绕在广核人心头的大问题。2006年,深圳中广核工程设计有限公司正式成立,标志着我国第一家提供专业化核电工程咨询、工程设计及在建核电工程和投运电厂的技术支持和服务的设计公司走上飞跃之路。
秉承“专业设计、技术为先、优质服务、创新发展”的宗旨,设计公司马不停蹄地开始了繁重的工作:以岭澳核电站二期的总体设计及常规岛初步设计为起点,在随后的阳江核电站一期前期总体设计和台山核电站、陆丰核电站、福建宁德核电站的可行性研究,广东三江流域、江苏、山东、四川等核电项目的前期选址,辽宁红沿河项目的全厂总体设计及初步设计等工作取得突出成绩。
值得一提的是,通过岭澳二期常规岛设计工作经验的积累,核电站常规岛设计自主化已经基本实现,节约成本的同时,大大缩短了设计周期。在红沿河核电站1、2号机组的初步设计中,凭借‘自主化’能力大大减少了设计过程中与外方沟通、修改、确认等环节,至少提前12个月完成常规岛的初步设计。在宁德核电站的常规岛初步设计上,一举创造了耗时仅7个月的国内纪录。
以岭澳二期项目为例,束国刚说,岭澳核电项目二期主体工程建设与岭澳核电站一期在同一相对时点相比,1号机常规岛提前1个月、2号机核岛提前2个月浇注第一罐混凝土,1号主泵泵壳超前1个月,汽轮机低压缸超前2.3个月,发电机超前5.3个月,核岛土建超前1.5个月,核岛安装超前1个月;而面对上游设计、主设备和DCS供货延误等困难,全力以赴确保“承重墙”的质量和工期,在岭澳二期一号机组各分项工程完成情况中,一号机核岛土建超前1.5个月完工,常规岛、主泵泵房、核岛安装提前1个月完工,汽轮机低压缸超前2.3个月完工,发电机超前5.3个月完工,1号机组提前16天完成“冷试”。
而且,肖钧说,作为一项创举,岭澳二期是国产化品牌核电技术方案第一次使用数字化仪控系统,风险高、难度大。然而,就是在这种情况下,核电建设速度与以往相比也是持续进步。目前,中广核核电站单项目施工周期最短可以压缩到54个月,主管道的焊接可以从一期项目的140天压缩到二期项目的100天,同时主设备安装的精度和质量还要比一期高。
他自豪地说,“不论是蒸发器、压力容器、稳压器的吊装,都从以往的一个月改为最短十天;一期项目,我们做这些任务还是需要法国人的技术支持,现在已经完全独立完成;大亚湾建设时最多有来自20个国家和地区的1000多名外籍专家在场,现在整个工地也只有几十号人,大部分还是设备供应商。一句话,我们已经把‘外国拐棍’扔到太平洋里去了。”
束国刚认为硕果还包括项目管理能力的飞跃:“正是要不断推进国产化能力,以岭澳二期项目开工为起点,我们探索以‘前后台分离,后台支持前台’的方式构建起了专业化服务组织架构和管理体系,通过后台发挥资源整合和集成服务的优势,通过前台与具体项目的服务需求紧密结合,从而在专业化的基础上实现集约化的最佳效果。”
“作为国内目前承担核电建设项目最多的核电工程公司,随着岭澳核电站二期1号机组的建成,一大批有经验、有能力的核电施工管理骨干将迅速成长。”郑东山说,中广核工程公司已具备“多、快、好、省”地建设多个核电机组的施工管理能力,“我国用20多年的时间,建了11台核电机组;2005年以来,在建的核电机组达到25台。这和我国核电产业国产化、自主化能力不断提高密不可分。只有具备自主建设的能力和基础,我们才能真正成长为一个核电大国、核电强国。”
中国核电产业群“呼之欲出”
中国核电产业在逐步实现自主设计、自主制造、自主运营的时候,中国核电产业链条也在蓬勃发展的核电建设大潮中日益强壮,一个囊括国内三大动力集团及各类建设、配套企业、具有国际核心竞争力的核电产业高新科技群也已经“呼之欲出”。
郑东山说,核电站建设的自主化、国产化具有导向作用,完全可以通过吸收中国核电装备制造业优势力量,打造利益共同体,实现产业集群多边多赢,为核电装备制造业未来的蓬勃发展奠基,“如果说自主设计的快速发展激活了中国核电工程设计能力的这个点,那么自主制造的蓬勃发展,则打破了国外核电装备制造企业的技术垄断,带动了核电产业上下游的一条链,盘活了相关行业的多个面。”
2005年3月18日,岭澳核电项目二期工程主体设备供应合同在北京人民大会堂顺利签订。与以往大亚湾核电站、岭澳核电项目一期工程签订类似合同时不同,签字台前是清一色的国内企业。自此,中国核电民族制造业自主制造开足马力,奔向一条快速发展之路。
2009年2月9日,中广核工程有限公司与国内50家国产化骨干企业共同成立中广核核电设备国产化联合研发中心。联合研发中心以提升国内核电设备成套供应能力为目标,以核电建设项目为依托,本着平等自愿、互惠互利、和谐发展的原则,共同致力于中国核电设备国产化的研制和开发。
东方电气有限公司是我国最早介入百万千瓦级核电生产制造领域的企业。上个世纪末,东方电气公司以分包商的身份参与了由法国阿尔斯通公司主承包的广东岭澳一期100万千瓦级核电的生产制造。进入21世纪,以东方电机为代表的国内发电制造企业成功地走出了一条“引进、消化、吸收、再创新”的道路,技术创新和制造能力快速跃居世界先进水平。
2004年底,东方电机参与了广东岭澳二期100万千瓦级核电生产制造权的竞争,2005年5月东方电机最终以主包商的资格获得了广东岭澳二期两台100万千瓦级核电常规岛发电机生产制造合同,国外企业作为技术支持方参与分包。
东方电气集团为了适应中国核电装备市场的需要,专门抽调集团内部技术最过硬、经验最丰富、工作能力最拔尖的精兵强将成立了核电事业部,满足业主公司对产品大批量增长并且日益严格的要求。这一项目的获得对东方电机进入核电生产制造领域具有里程碑的意义,标志着东电在核电领域占据了领先地位,抢占了核电市场制高点,推进了核电国产化进程,加快中国核电的推广和应用。
2009年6月15日,首台国产化反应堆压力容器从东方电气(广州)重型机器有限公司制造完工,应用在岭澳核电站二期2号机组中,标志着我国核电产业链整体升级,进入核电站核心设备研发生产阶段。
肖钧说,在推进国产化、自主化过程中,他最深的感触之一就是需要形成科研和市场需求的严密对接。为了保障产业群能在国产化进程中形成合力,岭澳二期项目的工程技术人员每个月都要统计数据、调查症结,同时奔赴各上游厂家和科研机构对相关问题及时研究、解决。
“这个过程投入巨大,但我们考虑到,各企业之间并不是一个简单的甲、乙方关系,而是中国核电产业群对形成战略合作能力的一种摸索,值得付出。”他说。
有核电产业人士向本刊记者分析说,目前我国东方、上海、哈尔滨三大动力集团,无论是材料供应还是设备制造,都已经具备了较为全面的生产能力,“仅东方电气在广州南沙的生产基地,就可以达到年产五六台套大型核心设备的能力,而具备这样能力的企业在我国目前还有三四家,每年供应20台套大型核电站设备不在话下,这一能力甚至可以说是独步全球。厚积薄发,中国核电产业的国产化效果,由此可见一斑。”郑东山说。
带动的产业链布置生产设备这一环节。“大工程”要求建立“大团队”,在岭澳二期自主建设过程中核工业华兴公司、中建二局、核工业二三公司、山东核电工程公司、东北核电建设公司通力合作,发挥了举足轻重的作用。
1987年,华兴公司作为劳务输出方首次参与在外国专家和管理人员管理下的“四国三方”的大亚湾核电站建设。自此,华兴公司核电建设之路从零开始。及至岭澳核电站一期工程建设,华兴公司以岭澳一期土建总承包商的身份参与,除了聘请5位外方专家对一些关键技术把关指导外,其他工作均由公司内部或与国内有关企业联系来完成。
华兴人充分利用与法国法玛通、加拿大AECL、俄罗斯ASE等国外核电设计建造工程公司的合作机会,积累了各种核反应堆工程的建造经验,消化吸收了国内先进的管理理念和建造技术。成功开发出30多项科技创新技术、工法获省部级以上科技进步奖和优秀工法奖,形成了数百项科研技术成果。
目前在岭澳二期项目施工中,华兴的核电自主化建设能力已经有了一个质的飞跃,外方专家不再出现在技术专家行列,自主化之路迈上一个全新的高度。肖钧说,在岭澳二期项目进程中,最大的一次冲击来自于2008年的汶川地震。由于很多制造企业受到地震影响,一些核心设备的生产制造一度被迫拖延、中断。但由于中国具备了国产化能力,地震最终没有对岭澳二期如期完工造成实质影响。
“事实上,我们的进度还比我们向国家承诺的提前了两个月以上。很多设备没有完成总装,就直接拉到工地进行装。这表明中国核电工程建设能力有了长足甚至根本性的提高。”他说,“未来中国核电产业绝不只是某个承包商走上国际舞台那么简单,在国产化方针指引下,中国核电正在积聚形成‘产业航母群’的力量,未来集体‘出海’打天下的光明前景清晰可见。”
瞄准国际市场
从17%到70%,郑东山说,“飙升”的国产化率给人最明确的启示在于,强有力的规划是推动产业迈上正规的最为重要的保障和支撑。根据2007年10月颁布的《国家核电中长期发展规划(2005-2020)》,到2020年我国核电运行装机容量将达到4000万千瓦,在建装机容量达到1800万千瓦。
郑东山说,国家核电中长期发展规划是中央政府优化能源结构、发展清洁能源、推进科学发展的重要举措。规划的颁布,推动了我国核电企业科学安排建设项目的部署、资金的筹措和厂址前期工作的准备。
“如果没有这个规划,核电机组设计的标准化和设计力量的调配、设备制造企业优先安排核电生产计划、下决心投资进行生产工艺的研发、引进先进技术和工业装备都是不可想象的,中国也不可能为核电专业技术人才队伍有计划的培养明确方向。”他说。
有关人士认为,增强核电自主创新能力是国家对核电发展的基本要求,也是核电得以规模化发展的重要前提。岭澳二期的建设为我国2020年核电建设目标的实现提供了一种现实可行的过渡型技术方案,也为我国核电产业进一步进军国际市场奠定了基础。
事实上,是否参与国际商业市场竞争,既取决于我国核电产业自主品牌建设的能力,也是我国核电产业面临的一个战略方向性问题。当前,我国核电进入了“大跨越”式的发展阶段,到2020年我国大陆地区核电运行装机容量将达到4000万千瓦,接近目前商业运行总量的4倍。换句话说,国内订单纷至沓来,为什么还要投入精力开拓国际市场?
束国刚说,国内项目是主要的,但国际上也要做:一是国际项目从技术方案到市场都可能与国内项目形成互补;二是从中国科技和产业发展的高度看,核电是大国实力的标志与象征。作为国际经济和政治角力中的关键一环,中国绝不应当缺席国际核电市场。
郑东山说:“在我国大力发展核电的同时,鼓励企业参与世界核电市场,这更能表明中国的出发点也是对世界负责,我们的核电产业确实加强了安全保障,也真正节约了能源,这是非常有意义的事情。”
他分析说,今后一段时间内,“借力”发达国家企业,以合作方式进军国际市场,将是中国核电企业“走出去”的重要渠道之一。在此过程中,中广核将以CPR1000技术标准化、规模化和集约化经营管理累积的经验和技术能力,积极在合作中吸收、消化国际三代和四代先进技术方案,以大大提高自主研发能力,逐步实现独立自主开拓国际市场的长远目标。
目前,通过岭澳二期等多个核电项目的工程建设,以中广核集团为代表的中国核电产业群已拥有核岛、常规岛、电站配套设施等全方位AE功能,业务范围覆盖设备设计、设备采购和成套、调试等领域,已全面具备核电供应商能力,能够为客户提供一揽子解决方案。而随着CPR1000技术在全国多个核电项目的广泛应用,已形成标准化、批量化、规模化建设效应,国内也已形成核电工程建设完备的产业链。
当前,中广核集团承担的全厂总承包核电项目多达5个,这些项目的质量、进度、投资三大控制进展良好,进度和投资尤为突出,与国际上大部分在建核电项目面临的进度延误、投资飙升状况相比,具有较大优势。2008年9月,以自主品牌核电技术参与土耳其核电项目竞标为标志,国际合作的内涵和外延都发生了深刻变化。
在引进技术、设备和管理建设大亚湾核电站的基础上,中广核集团主动与国际原子能机构、世界核运营组织及其他国家的核电站建立联系,不断与国际先进水平对标,将国际最先进水平作为消化、吸收和再创新的目标,持续提升核电建设运营业绩和自主化能力。
在东南亚地区,中广核集团已与越南、泰国等东南亚计划发展核电的国家建立了合作、沟通、交流的渠道。目前,中广核集团已在越南设立了办事机构,并与越南科学院、越南电力公司在河内联合举办了“中越核电发展经验分享与合作”研讨会,加深了越方对中广核集团核电品牌和技术的了解。同时,中广核集团还与泰国国家研究中心和泰国核技术研究院签订了合作谅解备忘录,双方今后将在核电技术信息交流、人员培训、核电项目前期工程和技术支持等领域进行广泛合作。
在欧洲地区,中广核集团与AREVA集团就核电工程国际合作签订了协议,双方决定以CPR1000核电技术和第三代核电技术EPR为载体,共同开拓国际市场。国际化合作的深化,不仅使企业加快发展和中国核电产业走出国门,也促进了企业能力和水平的提升,提高企业国际竞争力。
在非洲地区,中广核集团联合中国工商银行共同进军南非市场。作为2010年下半年重点目标市场,中广核集团将赴南非推介中广核品牌与CPR1000+技术,并已于2010年5月4日邀请南非国有企业部组团到大亚湾考察,就双方的潜在合作进行了深入交流。
这些都是中国核电产业以更加市场化的方式,进军全球核电市场的“试水”举动。
尽管我国核电产业“走出去”前景广阔,但同世界发达国家相比,三十年的成长经历还是太短,国际化进程中对于产业政策扶持的要求也更高。有关专家建议说,由于核电项目投资大、建设工期长,我国核电企业竞争国际项目时可能需要国家有关部门在贷款政策、出口信贷、财政贴息等方面给予更多支持;此外,有关部门也应积极架设政府间合作平台,为我国核电企业境外工程尽量争取机会。
郑东山说,尽管国家将数倍于以前的核电建设任务交给我们承担,但现在的发展速度大约还只是相当于美国20世纪70年代高峰期的一半,“要实现国家核电中长期发展目标,要完成国家交给的核电发展重任,关键在于采用技术成熟、安全可靠、经济可行的技术,在于队伍的培养,在于专业化的管理。我们已经掌握了先进的技术,人才队伍正在不断壮大,管理能力正在不断提高,我们有信心完成国家交给我们的任务。”
来源:瞭望新闻周刊