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稳步推进我国核电发展战略的思考

来源: 编者:庞小宁1 张 旺1 夏自谦2 发布时间:2012-11-28

摘要:我国已成为世界上在建核电规模最大的国家,在未来相当长的时间内我国将是世界核电在建装机容量最大的国家。相对于其他非化石能源,核电作为清洁、安全、高效的能源,具有更大的自身优势。在中国调整能源结构、努力发展新能源、减少化石能源依赖的漫长征程中,核电作为一种发电效率高,无碳排的清洁能源,对于我国满足电力需求,优化能源结构,保障能源安全,减少环境污染,缓解交通运输紧张,促进经济持续发展,具有十分重要的战略性意义。虽然社会各界对核电的发展寄予厚望,但由于核电工程技术复杂,质量要求高,核电本身能不能全面协调可持续发展还要面临很多挑战。我国核电监管工作正面临着核电设备制造能力、标准不一、核电的安全性、放射性废物的处理、燃料和铀资源的供应、多部门管理、人才不足等问题的挑战。我国核电产业已经步入新的历史发展时期,必须搞好规划建设,解决影响核电发展的一系列重大问题,比如体制改革、法规和标准化建设、市场化建设、设备国产化、自主创新、核电人才培养和核燃料供应等方面。
关键词:核电 发展形势 战略意义 巨大挑战 促进措施
Abstract:
Keyword:

 中国已经成为世界最大的电力生产国之一,随着“十二五”规划编制工作紧锣密鼓地进行,以及国家应对气候变化和发展绿色经济的要求,电力结构调整已成为当前最重要的问题之一。考虑到国家能源安全,作为最现实的低碳可替代能源,核电在我国能源发展中的战略地位毋庸置疑。推进核电建设是我国能源发展的重要方向,对于调整能源结构、保障能源安全、增强发展后劲具有重要作用。

2009年9月,胡锦涛总书记在联合国气候变化峰会上的讲话提出,大力发展可再生能源和核能,争取到2020年非化石能源占一次能源的比重达到15%。2010年以来,从中央到地方,社会各界都对核电保持着很高的热情和坚定的信心。积极推进核电建设,研究调整核电中长期发展规划,加快沿海核电发展,积极推进内陆核电项目。无论是从节能减排、政策支持还是铀燃料保障等角度,我国核电大发展的条件已日趋成熟,目前正面临着前所未有的良好发展机遇。未来10年,我国核电将呈现高速发展态势。
 
一、国内外核电发展形势喜人
 
(一)国内核电建设飞速发展
根据发展改革委发布的《中国应对气候变化的政策与行动——2009年度报告》,2009年我国核电行业已经建成运行11个反应堆,总装机容量910万千瓦,占电力总装机的1.3%。我国核电开工机组数呈突飞猛进的增长态势。中国电力企业联合会的统计数据表明,截至2010年9月底,国务院已核准34台核电机组,装机容量3692万千瓦,其中已开工在建机组达25台、2773万千瓦。我国已成为世界上在建核电规模最大的国家,实际发展速度已经远远把原有的中长期发展目标抛在后面,在未来相当长的时间内我国将是世界核电在建装机容量最大的国家。
鉴于核电的飞速发展,国家发改委计划调整我国核电中长期发展规划,加强沿海核电发展,科学规划内陆地区核电建设,力争2020年核电占电力总装机比例达到5%以上。据发改委能源局规划,到2020年,我国核电运行装机容量应为7000万千瓦,目前在建3000万千瓦。以目前核电的建设速度,从我国核电建设能力、厂址准备、设备供应能力、铀资源与核燃料生产等方面看,到2020年核电运行装机容量达到7000万千瓦是可能的。有机构曾算过一笔账,如果按2020年中国达到7000万千瓦核电装机容量计算,那就是7000亿元的投资,除去现在910万千万的装机容量,落到设备厂商手中的订单额度应该在2000多亿元左右。
当前,全国20个省份纷纷开展核电立项选址,如辽宁省规划建设32台百万千瓦机组,江苏省规划再建10台,其他一些省也提出了很高的核电发展目标。各地区发展核电的积极性,形成了推动核电发展的强大动力。我国审查完初步可研的核电项目共计43个,其中内陆厂址占31个。近年来,我国内陆地区经济发展迅速,电力需求增长,能源结构调整和节能减排压力日益增大,发展内陆核电已十分紧迫。
目前,中东部地区的核电发展带已经具备雏形,雁阵模式显现出效果,以广东、浙江为龙头,以东部沿海为羽翼,并开始向以湖北、湖南、江西为代表的长江流域延伸,今后还将在更广大的内陆地区生根开花。全世界在运行的442台核电机组中,约50%属于滨河、滨湖的内陆核电站,目前这些内陆核电站的运行业绩良好。电力规划设计总院原副院长祁恩兰介绍说,国外不介意将核电厂的厂址设在沿海或内陆,主要考虑与电力负荷分布相协调,合理满足需求。
(二)各国提高核电比重
核能以其优越的经济性、清洁性成为各国能源的重要组成部分。截至2010年1月,世界上有30个国家拥有核电,共有核电机组442座,装机容量为37040万千瓦,在建核电机组56台,总容量为5186万千瓦,年发电量约占世界发电总量的16%。
许多国家把发展核电作为未来能源发展战略的重点,加快了核能发展步伐。美国提出在2020年前新增核电装机容量5000万千瓦的目标。2010年5月,美国总统奥巴马宣布,将提供83.3亿美元的政府贷款担保,在佐治亚州亚特兰大东南部新建两座第三代AP1000核电站。俄罗斯计划将核电比重由目前的17%提高到2030年的23%;英国计划将核能发电比例提高到其总量的20%;日本拟把核电比重由目前的29%提高到40%。国际原子能机构曾通过研究预测,到2030年全球将会新建450个核反应堆,核电规模会扩大一倍,核电机组数量会比目前多出1/3。
在核能发展战略和政策上,美国的变化是最为典型的。目前,美国31个州中有104座核电站在运行,支撑了美国20%的电力供应。自本世纪初,美国发生加里福尼亚能源危机开始,美国政府开始采取推进核电复苏的政策,增加能源电力供应。制订了2010核能发展计划,要在2010年前开工建设18台核电机组,但因当时推出机型AP1000、ESBWR等技术上尚不具备产业化发展的条件,且造价太高,难以同常规发电方式竞争,至使计划流产,1台也没有开工①。之后,美国政府先后又推出一些核能发展计划,但都没有落实到核电建设上。美国积极实施新的核能战略计划,既可以使其保持拥有领先核能技术的大国地位,也可以减少二氧化碳排放量。新法案推出了新的具体政策,希望核电建设实现真正的复苏,改变雷声大、雨点小的局面。
 
二、我国发展核电十分必要
 
2008年11月,李克强副总理在出席福建福清核电工程开工仪式时指出,核电是清洁高效、安全可靠的新能源。相对于其他非化石能源,核电作为清洁、安全、高效的能源,具有更大的自身优势。发展核电,对于我国满足电力需求,优化能源结构,保障能源安全,减少环境污染,缓解交通运输紧张,促进经济持续发展,具有十分重要的战略性意义。
1、解决核电发展欠帐问题
20年来,中国核电发展虽然进展显著,但距世界水平仍有很大的差距,见表1。目前全球核电占电能的比重平均为17%,已有17个国家核电在本国发电量中的比重超过25%,其中美国、日本、法国核电比例分别达到20%、30%、80%。日本共有54座核电机组投入商业运营,日本国内电力供应的近1/3来自核电。日本政府2010年3月21日发布能源基本计划修正案草案,将在未来20年新增14座核电机组。
表1 世界主要国家核电基本情况一览
 
 
资料来源:据世界核能协会(2009)数据整理。
对于中国而言,核电在我国电力供应中的比例仍然比较低,这也成为核电发展的提供重要推动力。2008年核电发电总量683.9亿千瓦时,2009年我国核能发电量 692.6亿千瓦小时,仅约占全国发电总量2%;即便到2020年,预计核电能占到发电总量的4%以上,尚达不到世界的平均水平17%,与核电大国相比差距很大。
2、节约非化石能源
改革开放二十余年来我国能源工业取得了巨大的发展,为我国国民经济的发展做出了重大贡献。但当前,我国的能源结构以燃煤为主。我国单位GDP的煤消耗量是日本的15倍,是美国的8.7倍,而我国的煤炭使用量占总能源消耗量的七成,是世界上少有几个以煤炭为主要能源消费结构的国家,远高于世界平均29.2%的水平。2009年我国能源消费总量达30.66亿t标准煤,煤炭在2009年由长期以来的净出口转为净进口,全年净进口1亿多。
1993年起中国第一次成为石油净进口国。中国继美国之后成为全球第二大石油消费国。目前我国石油对外依存度已达到55%,进口数量超过国内产量。据估计,到2015年,中国所需石油的2/3将依靠进口。从各国的经验来看,石油对外依存度达到50%是一条警戒线。
这种能源发展方式不但花费大量的外汇,而且难以为继,危及我国能源安全。国家发改委能源研究所原所长在2010“能源•经济•发展”论坛上表述,如果按照当前的经济增长速度,到2020年我国能源消费总量将达到79亿t标煤,而到2030年将达到186亿t标煤,是目前世界能源消费总量的117%。2030年化石能源仍将为能源供应的主体,如果中国一次能源消费超过70亿t标准煤,对中国、对世界来说都是灾难性的。中国经济如果按照目前的这个煤炭供给需求缺口运行下去,专家预计20年后山西省的煤就该全部开挖完毕。
为了兑现哥本哈根大会前的承诺,到2020年单位GDP二氧化碳排放强度比2005年下降40%~45%、非化石能源比重达到15%左右。而要实现这一目标,重点要发展三类非化石能源,即核电、水电以及非水能的其他非化石能源,后者包括风能、太阳能、生物质能。这其中,核电需要贡献4%~6%的占比。
而目前国内的核电装机只有910万千瓦,未来有高达7到8倍的增长空间。根据中国核电的发展规划,到2020年,中国的核电占总装机的5%左右,替代煤炭约1.8亿t;到2030年,占总装机的8%左右,替代煤炭约4亿t;2050年,核电占总装机的15%左右,替代煤炭约10亿t。
3、缓解环保压力
大量的燃煤不仅给煤炭生产和环境保护带来巨大压力。近70%的原煤没有经过洗选直接燃烧,燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70%~80%,二氧化硫排放形成的酸雨面积已占我国国土面积的1/3,化石燃料二氧化碳排放是中国温室气体的主要来源,见表2。
表2 按电站运行周期评价各种能源发电产生的
温室气体排放当量
 
资料来源:联合国环境规划署。
2009年11月,国务院常务会议决定,到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%,并作为约束性指标将纳入国民经济和社会发展中长期规划。核电是技术成熟的可大规模提供电力的清洁能源,积极推进核电建设,是我国保障能源可持续供应和控制温室气体排放的重大举措。核电生产过程中,几乎不排放有毒气体和温室气体。全世界核电站运行中排放的温室气体很少,仅相当于全球温室气体总排放量的8%。核电生产过程中,“接近零排放”有效地缓解了因使用化石燃料所造成的环境污染,对于发展迅速、环境压力较大的中国来说很适合。
中国核工业集团2009年共发电383亿千瓦时,相当于减少1154万t标准煤,减少排放二氧化碳3022万t,二氧化硫9.8万t。如果到2020年建成7000万千瓦核电机组,一年可以减排二氧化碳6.73亿t,占2020年全国排放总量的7.9%。在欧洲,核电每年帮助减排约7亿t温室气体。据欧盟预测,提高核电比重可使欧洲于2020年达到减排目标。核电每年使法国减排约3.6亿t温室气体。能耗大国美国,过去20年核能使美国减少了70亿t温室气体。由此可见,要确保上述约束性目标的实现,大规模发展核电是最为有效的选择。
4、大大缓解交通运输压力
2005年,全国的原煤产量约12亿吨,4年后的2009年,全国的原煤产量超过了29亿吨,增长了17亿吨。快速增长的煤炭需求使相对滞后的交通建设捉襟见肘,公路拥堵、铁路紧张。我国煤炭资源多集中在山西、陕西及内蒙古西部,而用煤“大户”则集中在华东、华南地区,因此“西煤东运”“北煤南运”对我国经济发展尤其重要。2009年,我国电煤运输占铁路运力的50%,占沿海和长江中下游水运1/3。虽然近年来我国交通运输建设速度加快,但赶不上需求增长,煤炭运输仍是制约经济增长的“瓶颈”之一。因此,需要采取措施调整这种以煤为主的能源结构。核能对燃料运输的需求远远低于常规能源,核电站可以大大减少燃料的运输量,一座100万kW的火电厂每年耗煤约300万t而相同功率的核电站每年仅需铀燃料约30t。因为核能能量密度远远高于常规能源,因此可以大大缓解对交通运输的压力和对燃料的储存要求,这对能源安全的意义更为现实。
5、核电成本低
相对于其它能源,核电是经济的能源。如果基于长远的观点看,并把环境控制成本和环境保护费用考虑进去,核电的总成本比煤矿、石油、水电、太阳能都低。据国际核能组织统计,核能发电成本水平已接近50美金/兆瓦小时。我国成熟的核电站的单位建造成本也已低于0.4元/千瓦。
虽然核电建造成本特别是初始投资高于煤炭、石油、水电等,但其运行成本较低,投资回收以后,在核电站全部寿命期的后期阶段,核电成本还会有较大幅度的降低。相比较而言,核电的燃料费用较低,核燃料循环费用仅占发电总成本的20%,而燃煤和天然气电厂的燃料费用则分别占55%和78%。随着核能行业的竞争和技术水平的提高,其成本还会大幅度降低。
在新能源领域,核电优势也比较明显。在有效寿命期之内,现代核电厂的单位能源成本是太阳能电池板成本的四分之一,是太阳热能的40%②。随着核电机组单机容量的增大,随着设计、建造国产化标准化率水平的提高,核电的造价还会有较多的降低。此外,太阳能和风能都属于间歇性能源,不适合连续不断的发电。核电相比其他清洁能源电源具有高度的稳定性,表现为其利用小时接近7900小时远超过其他能源发电方式,对电网的冲击性较小。
6、带动一批新产业的兴起
发展核电不仅仅是经济社会发展对能源的巨大需求所决定的,它也能孕育新的经济增长点,是新一轮国际竞争的战略制高点。对照战略性新兴产业的三条要求,即产品要有稳定并有发展前景的市场需求,要有良好的经济技术效益,能带动一批产业的兴起。核电作为战略性新兴产业是当之无愧,名副其实的③。核电作为安全、高效、清洁的能源,核电工业属于高技术产业,涉及上下游几十个行业。三代核心技术的创新与应用,不仅将为中国大规模地提供安全、经济、便利的清洁能源,也将同步带动中国装备制造产业、冶金、材料、电子、信息等领域的技术创新与产业升级,协同更多行业共同发展,对提高我国制造业整体工艺、材料和加工水平将发挥重要作用,必将为国家带来丰厚的经济利益。
7、核电站安全有充分保证
随着国内核电建设的步伐进一步加快,不少人对于国内核电站安全感到担忧。事实上,人们对核的恐怖心理,往往是由于对核知识知之甚少,加上道听途说、以偏概全、偏听偏信所致。根据原始的小型核能发电站运行积累的经验表明,核能发电站不仅安全可靠,而且运转起来的费用大大低于燃料和水力发电。
在核电的安全性方面,近20年来全球核电厂整体运行业绩良好,有25%的核电厂的负荷因子(编者注:电站某个机组实际发电量占最大发电量的比率,用来衡量一个电站的管理水平)超过90%,一般都在75%~80%之间。上世纪六七十年代建设的老机组的设计寿命一般都在30年左右,由于状态良好,一大批已经或者快到设计寿命的压水堆核电厂正向各国核安全当局申请延寿。压水堆良好的安全记录反映了现有核电机组的安全性能。对于已经发生的核事故,专家们的看法几乎一致,除了前苏联切尔诺贝利核电站的设施有设计缺陷这一例外,几乎都是可以避免的工作责任事故。核电其实是最清洁、安全的发电方式,核电站的安全有充分保障④。在核电发展过程中,应该加强与公共的沟通,使之更透明,有必要通过科学普及等有效方式,让大家更多地了解核电,争取公众的理解和支持。
为了进一步提高核电的安全性,鼓励人们更多地投资核电,核电先进国家一直在不断改进核电技术,开发安全性、经济性更好、发生严重事故概率更低的新一代核电技术,比如AP1000和EPR。国家核电技术公司总工程师王俊表示,世界核电技术已发展到由第三代向第四代跨越的阶段。第三代核电站的代表性技术包括AP1000、EPR和ABWR,是目前最经济、最安全的核电站。特别是AP1000核电站,目前在中国首次建设,它的安全性比第二代核电站高两个数量级以上⑤。我国现有核电站的安全性将通过技术改造继续得到提高;后续建设的二代改进型、引进的第三代核电技术和世界正在研发中的第四代核能系统,安全性也将得到大幅度提高。
经过几十年的努力,我国核电的发展在沿海地区率先取得了巨大的成绩,在我国核电发展较早的浙江省和广东省,核电已经成为当地能源的重要支柱,这为核电向其他地区发展提供了重要的参考依据。中国技术装备水平显著提高,通过艰苦的努力,特别是核电自主化重大依托工程的实施,中国百万千万级压水堆核电站关键设备的设计制造已基本立足国内。
 
三、我国核电建设存在的挑战
 
虽然社会各界对核电的发展寄予厚望,但由于核电工程技术复杂,质量要求高,核电本身能不能全面协调可持续发展还要面临很多挑战。在实现国家核电中长期规划目标的过程中,我国的核电监管工作正面临着核电设备制造能力不足、标准不一、安全性、放射性废弃物的处理、燃料和资源的供应、管理体制落后、人才不足等一系列问题的挑战。
1、核电设备制造能力不足
在国家大力推进资源节约型和环境友好型社会建设、加快提高核电这一清洁能源在能源建设中比重的大背景下,核电设备制造能力、核电设备成套供应能力已经日益成为制约核电快速发展、制约核电站建设国产化比例提高的瓶颈问题,我国核电设备制造质量和能力与国际先进水平还有较大差距,核电站建设所需设备的供、求矛盾日益突出,核电设备已经成为制约核电发展的突出问题之一。中国机械装备制造业的自主创新能力处于世界三流水平,对外技术依存度达到了50%,70%的行业利润被进口的零部件吃掉。在核电产业各环节中,具有自主知识产权和国际领先水平的核心技术研发能力还落后于国外核电发达国家。如果不是中国核电市场前景广阔,引进核电这样的战略性技术并不容易。
我国目前还没有自主品牌的核电机组,关键的核心技术尚未实现实质性的突破,成为制约我国核电产业素质提升的主要瓶颈之一。目前,我们核电国产化的进程中,实际上是以市场换技术。中国虽然较大比例地实现了核电设备的国产化,形成了一定的核电设备供给能力,但是关键核电设备和配套设备中的关键部件国内仍无法制造,或者国产的核电配套设备品种、质量、性能尚不能完全匹配于核电产业发展的需要,仍然需要依赖进口。现在AP1000的关键技术均是西屋在攻关,国内有一个厂家,已有的15套运行和在建核电机组中,基本上采用的都是国外的泵,主要的技术和利润都在外面。
核电产业涉及到机械、电子、电气、材料等众多相关行业,我国整个核电产业上还有若干个短板,比如研发、设计、制造、建造、管理、调试、运行等方面。核电产业核心技术创新能力不足既受制于自身研发能力和工艺制造水平因素影响,也受到其他相关学科门类发展缓慢的影响。
2、管理体制不科学
目前我国核电管理的主要机构及部门共有8个,包括国务院国家核电自主化工作领导小组、国家发改委、国家原子能机构、工业和信息化部、国家能源局、国家环保部以及中国电力企业联合会等。这些部门分别负责制定核电能源战略规划、项目建设审批、安全监管及行业自律等工作。这种多部门、多环节、分散式的管理体制,致使我国的核电管理运行效率低下,显然不能适应我国核电快速发展的需要。
中国核电产业资源是有限的,如果有限的资源分散无法形成合力,将极大限制核电产业发展的广度和深度。从研究设计来看,核电技术研发和设计的组织与管理体系基本是电站总体设计院与发电企业一体化,具有核电站设计总承包经验的核工业第二研究设计院、上海核工业研究设计院和中国核动力研究设计院等三大设计院,专业化分工不明确,造成研究工作不连续,研究和投入重复,难以形成技术专业化优势,资源浪费的同时又影响了效率。
第三代核电技术引进、消化吸收和再创新是一项庞大复杂的系统工程,涉及到政府、产学研等方方面面。引进技术建成几个电站容易,真正做到消化吸收和创新发展需要体制机制的保障,这一点已被韩国核电发展的经验和我国高速铁路技术的成功实践所证明。目前,我国已经引进世界上先进的AP1000三代核电技术并已付诸工程建设,在建的还有法国EPR和M310改进型核电技术,以及俄罗斯VVER核电技术,世界上任何一个正在发展核电和准备发展核电的国家都无法与我们的优势相比。但是,这些具有商业价值的建设项目和技术,分散在不同的企业集团,无法形成合力。比如上海的核电产业已形成一定规模,但研究、设计、制造、检测“各自为政”,很可能失去竞争优势。因此,应该抓住有利时机,整合产业资源,尽早从体制上做好准备,确保我国核电产业的安全有序健康发展。
3、标准化建设滞后
我国核电行业标准化存在许多问题和不足,我国尚未建立符合我国国情的核电技术标准体系,存在许多标准规范混用的局面。尤其是重要的核安全标准缺口较大,标准技术研究基础薄弱,没有形成规范化的经验反馈机制等。目前我国已建成的11台核电机组,处于多种核电技术共存的状态,其中既包括二代改进型,也包括从美国、法国、加拿大及俄罗斯等国引进的EPR、AP1000、CANDU、高温气冷堆以及我国自主设计的30万和60万千瓦机组。由于其系统、堆型、技术标准及工艺各不相同,所以,它们的运行和管理模式也是多种多样的,很难统一标准及规范,给安全监管工作带来很大难度⑥。核电标准体系不完整不仅是制约我国核电优质、快速发展的因素之一,也将影响到我国核电“走出去战略”的实施。
4、核电建设成本过高
全世界核电成本及价格都比煤电低或持平,只有我国核电成本及价格比煤电高。在李鹏同志的《核电日记》一书中记载:法国核电电价为0.19法郎/千瓦时,煤电电价为0.33法郎/千瓦时;英国核电电价为0.03英镑/千瓦时,煤电电价为0.04英镑/千瓦时;日本核电电价为12日元/千瓦时,煤电电价为14日元/千瓦时。我国规划在辽宁红沿河建设4套百万千瓦核电机组,总投资为486亿元;在福建宁德建设4套百万千瓦核电机组,总投资要500亿元。两家核电厂每千瓦投资均计划在12000元左右,实际数字比之还要高。从以上数字看,现在我国核电千瓦投资约是煤电的3倍,与国外相比差距较大。
目前,我国各核电企业相继成立专业化的核电工程公司,逐步实现了核电建设的批量化与标准化,核电建设成本理应降低,但现实情况却是核电建设成本不降反升。造成这一局面的内在原因,一方面在于我国核电定价机制决定了核电企业没有内生动力降低核电建设成本,另一方面则在于我国核电专业化发展仍然延续着原有的利益格局。
原能源部部长黄毅诚曾在《科研开发降低核电成本》一文中指出了核电定价机制导致核电成本居高不下的问题。他指出,过去国家规定军工产品是“实际成本加5%的利润”。对于核电建设来说,成本越高则利润越高,这也是国产核电机组成本偏高的原因之一。因此,核电企业不但没有动力降低成本,反而会希望核电成本更高,以提高企业利润。
5、人才储备不足
据中核集团完成的我国核电人才摸底调查报告显示,目前我国从事与核电直接相关的核建设、核设计、核运行、核维修的专业人才只有5.1万人,这些人才分布在三大核电企业:中核集团1.8万人,中核建设集团1.5万人,中广核1.2万人。全国政协委员、原国家核安全局局长王玉庆指出,目前我国在核电设计、设备制造、建设、运营和监管能力上远远跟不上核电大规模发展要求,特别是有经验的专业人才缺乏,核安全监管能力薄弱,安全质量管理落后。目前核电人才缺口主要体现在高层次科研、设计人才,突出表现在快堆、后处理、核设施退役与放射性废物治理、铀矿采冶及核安全与辐射防护等领域等。
中国高等院校的核专业很少,专业教育和培训目前都跟不上,导致核电人才短缺。我国培养核工程人才的老牌学校主要有清华大学、上海交通大学、西安交通大学和哈尔滨工程大学这四所,其核专业皆开设于上个世纪50年代末。由于国际局势的需要,我国当时共有十多所学校开设了与核相关的专业,但由于需求有限,这些学校此后纷纷撤销了核专业,只有上述四所学校予以保留。时至今日,中国核电领域的骨干多出自这四所高校,其毕业生也在人才市场上最为抢手。
一般来说,一名本科生需要工作3~4年后才能独立开展工作,要成长为技术骨干需要5~8年时间,工作15年以上才能成长为副总经理、总经理级别的高管。据业内人士透露,在大亚湾核电站,仅仅是培训一个技术人员的费用就高达10万元。因此高科技领军人才、中青年科技创新人才、各专业领域学术技术带头人、拔尖技能人才等相对缺乏的现状短期难以通过高校培养解决。我国大规模发展核电项目,是否能够在人才队伍建设方面做好准备,应是衡量建设风险的一项重要内容。
6、天然铀供应保障风险
目前核电工业的燃料来源是铀和钍。世界铀资源主要分布于澳大利亚、哈萨克斯坦、加拿大等国,分别占全球总储量的29%、24%、13%。加拿大铀产量最大,供应全球21%的份额,其次是澳大利亚和哈萨克斯坦均约为19%。钍主要分布在澳大利亚、美国、土耳其、印度和委内瑞拉等国。目前我国铀矿山规模以中、小型为主,尚未发现10万t以上的大型和超大型铀矿床,铀矿石品位偏低。2008年产量为769t,主要产于江西、新疆、陕西和辽宁,可提供当前国内核电40%的需求,不足部分主要从哈萨克斯坦、俄罗斯、纳米比亚和澳大利亚进口。按2020年7000万千瓦目标测算,届时我国天然铀需求量将达到近14000t/年,我国必须在加大国内勘探开发力度的同时,充分利用海外资源和国际市场,但由于铀资源的特殊性,海外开发和天然铀贸易难度大、风险高、不确定因素多,使之成为能否保证核电加快发展的又一重要因素。
 
四、促进我国核电建设的大发展
 
我国核电的发展任重而道远,必须搞好规划建设,解决影响核电发展的一系列重大问题,比如体制改革、法规和标准化建设、市场化建设、设备国产化、自主创新、核电人才培养和核燃料供应等方面。
1、深化核电体制改革
目前,核电体制改革已经成为整个业界的共识,每家参与单位都认为应该改革,但怎么改革却各有各的想法。核电体制改革要以进一步促进市场化,提升整个产业的国际竞争力为目标。核电体制改革既要充分依靠政府的主导作用,又要充分发挥市场的资源配置作用。在政府层面,应不断完善战略引导、管控和安全监督体系。在行业层面,应加快形成“专业分工明确、协同效应突出”的核电工业体系:一是要积极推进“多业主、专业化”的核电建设模式;二是要建设独立、完整的核燃料循环体系;三是要引导装备制造企业强强联合,形成核电主设备和重要辅助设备国产化能力。通过优化整合,积极培育在核电技术研发设计、工程建设管理、电站运行和寿期服务以及核燃料循环领域具有国际竞争能力的“国家队”。
如何打破瓶颈、提升核电设备成套供应能力、进一步实现我国核电技术与装备的自主化,中广核工程有限公司以工程总承包为驱动,依托在建核电项目,主动联合国内制造企业,组成研发联盟,致力打造一支中国自主品牌的核电供应商团队,共同推动核电产业的发展。2009年2月,我国唯一一个以核电国产化研发为己任、以推动核电产业发展为最终目标而自发形成的企业联盟——中广核核电设备国产化联合研发中心正式成立。中广核核电设备国产化联合研发中心以提升国内核电设备成套供应能力为目标,以中广核工程有限公司承担的核电建设项目为依托,共同致力于中国核电设备国产化的研制和开发,努力实现我国核电技术与装备自主化,共同促进核电事业的长远发展。国家能源局等有关部委充分肯定了中广核核电设备国产化联合研发中心的意义和成果:“为中国核电设备国产化建立了一个共同发展的平台,为我国核电的产业化发展注入了新鲜的力量。”
2010年5月,中广核工程有限公司、中国一重、中国二重、东方电气、上海电气等重点大型企业在内的58家国内核电设备制造骨干企业齐聚深圳,在广东大亚湾核电基地召开了中广核核电设备国产化联合研发中心第一届第二次全体理事会。会议总结回顾了中国核电装备国产化联合研发的模式、经验和成果,重点就如何形成中国核电装备的“合力”、打造中国核电装备“联合舰队”等议题进行深入探讨,从而达到了“同心协力,攻坚克难,共同提升”的目的。
2、加强有关法规建设
从国际上看,为促进核能事业的健康有序发展,大多数有核国家都颁布了基本法律,如英国的《原子能法》(1946年)、美国的《核能源法》(1954年)、日本的《原子能基本法》(1955年)、德国的《和平利用原子能和防止其危害法》(1985年)等。实践证明,这些基本法对于促进核电的规范有序开发起到了重要作用。
与我国核电装机容量迅速增长形成鲜明对比,核能开发与利用领域的相关立法明显滞后,尤其是缺乏一部全面调整核能领域重要法律关系的基本法。在缺乏核能基本法的情况下,我国形成了以行政法规和部门规章为主体的核能开发与利用法律体系。随着核电的大规模发展,核能开发与利用活动牵涉面越来越广,利益关系越来越复杂,这种法律体系的弊端愈发显现。一方面,立法层次的偏低与核能工业的重要地位、核电的规模化发展趋势等不相适应;另一方面,由于缺乏统筹协调的基本指导原则,这些本来层次偏低的法规在实施中效果大打折扣,从而给核电的健康发展带来难以预见的负面影响。
尽快制定我国核能领域的基本法,对包括核电开发与利用中的所有重要问题做出全面规范,包括管理部门及职责划分、许可证的颁发、核材料的使用、核设施的开发与研究、核电站的安全管理与风险控制、核损害的赔偿等。在具体立法思路上,可以制定涵盖军民两用的核能法,也可以专门就核电开发制定基本法。核能领域的基本法出台后,应该在其统领之下,对现行行政法规和部门规章进行系统梳理和全面修订,最终构建起以基本法为统领、以行政法规和部门规章为主体,以技术标准和规程为重要组成部分的核电领域法律规范体系。
3、加强标准体系建设
中国大力发展核电的规划布局,对中国核电标准建设提出了更高要求,必须努力实现跨越式发展。在自主品牌建设方面,标准是重要的技术载体,关系核电自主化发展的全局。加快核电法规标准体系建设,制定出自主化的我国核电设备设计制造标准体系,不但是目前核电安全管理的需要,同时也是我国未来实现核电设计自主化、核电生产批量化及国产化的基础,具备完整的核电标准体系是我国拥有完整核电技术体系及自主创新能力的标志。
随着核电行业标准化技术委员会(下称“核电标技委”)在2010年6月成立,我国核电标准建设工作将进一步加速。按照国家能源局和国家标准化管理委员会发布的《压水堆核电厂标准体系建设规划》,目前正处于我国核电标准建设“三步走”的第一阶段。按照上述规划,在2015年我国将基本完成三代压水堆机组所需标准的制订工作,标准体系全面覆盖二代改进型和基本覆盖三代压水堆核电厂。
4、促进核电技术创新
胡锦涛同志在视察秦山基地时指出:“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。”我国要成为世界核电强国,必须创造自主品牌的核电技术,拥有自主知识产权和自主品牌,同时培养能源领域的创新型人才和技术带头人。应进一步建立健全中国的核电技术创新体系,集中力量突破一批制约核电发展的重要装备及关键技术,抢占核电产业技术发展的制高点,并聚集﹑培养一批创新能力突出的高技术人才。在攻关过程中,我国应该充分利用全国的科研资源,统筹规划,整合力量,做好技术的消化再创新。
2008年,国家开始实施“大型先进压水堆核电站重大专项”表明国家非常重视核电机组的研发与自我创新工作。新成立的22个研发中心(第二批国家能源研发中心)应秉承以我为主、中外合作的方针,针对制约能源产业中的关键技术和瓶颈问题开展研究,解决制约能源产业发展的关键技术及瓶颈问题,强化技术创新体系,实现能源技术拥有自主知识产权和自主品牌,同时培养能源领域的创新型人才和技术带头人。这也是落实党中央提出“走出去”开放战略的重要组成部分,将为核电技术能力和设备制造水平的全面提升积蓄能量,为我国核电实现“走出去”奠定基础。
5、构建核电产业发展集群
核电产业的系统性和复杂性主要体现在它涉及到核工业、电力工业、机械制造业、冶金工业、电子电器、仪器仪表、建筑安装、基础研究、高等教育与职业技术教育等诸多行业。产业集群组织作为由企业、政府机构及相关中介机构所组成的经济、社会、文化等多层面区域复合体,具有形成产业竞争力的作用。通过构建核电产业发展集群,集群内个体企业通过共同使用基础设施可以降低投资费用和使用成本;高度专业化分工可以大幅度节省生产成本;大量供应商和经销商集聚可以减少采购和销售成本;通过信息共享可以降低经营风险;加快核电辅助配套产业供给和服务能力提升;提高集群内企业技术创新积极性和有效性,促进创新成果和技术在企业间、模块间转移与扩散。
6、保障铀燃料稳定供给
中国目前的核电燃料可以自主供给,但是如果要实现超常规发展,国家能源局就要加强做好核燃料供应布局。保障我国核电发展的核燃料供应,需要加大国内铀资源的勘探力度,利用国外天然铀,加大铀资源储备,提高铀资源的利用率。
为了保证中国核电发展战略的需要,中核集团加大了铀资源的开发力度,充分利用国内国外两个市场。目前,中核集团已经掌握了可开采的海外铀资源20万t以上,并通过贸易已经能够保证每年进口铀资源6000~8000t,同时加大了对国内铀资源的勘探开采力度。中核集团能够保证国内核电厂对天然铀的需求。即使中国发展1亿-2亿千瓦的核电装机容量,中核集团也能保证满足国内核电发展对天然铀需求。
中国原子能科学研究院实验快堆总工程师徐銤也表示:“国内铀矿是可以自给自足的,问题在于如果核电建设加快,铀矿生产也需要加快。”我们一定要明确核燃料循环产业,特别是核电元件加工“立足国内,自主发展”的方针,继续对从事核燃料生产和处理的企业进行政策性扶持和保护,在技术研发、能力建设、资产重组、基础设施改造等给予资金支持和税收减免。这既是保证核电长期稳定发展的需要,也是国家利益的需要。
此外,基于核燃料的特殊性,还需要在体制上确定经营主体对核燃料进行专营。核电市场多家竞争的局面不应在这方面出现,否则巨大的市场将变成外商逐利的场所,这无益于保障我国核安全。
7、实现核电市场化定价机制
核电能不能在市场上同其他能源进行竞争,有赖于核电的经济性,有赖于市场化改革。中国核电体制尚未完成最终改革,市场化程度并不高。搞核电也应打破垄断,依靠产品在市场上开展竞争。有关专家指出,我国正在大规模发展核电,我国核电投资水平基本上达到国际水平,到2030年可节约上万亿元资金的问题,这对国民经济的影响将举足轻重。国家核电技术公司董事长王炳华表示,“国家核电”将通过“三步走”推动公司整体上市,这一目标计划在2012年下半年实现。为完成公司第二轮产业布局,国家核电将在资本运作和集团化发展方面迈出重大步伐,要把公司真正打造成一个有社会公众参与、并接受社会公众监督的公众型企业。
8、促进核电大发展的人才队伍建设
核电产业良性发展的基础是强大的核电科研设计能力,对上下游工艺衔接十分紧密的核电工业,必须集中优势力量进行技术攻关。需要加紧培养、提升和扩大核电科研设计等人员队伍,制定强有力的培养核电高层次人才的培养计划与政策措施,加快打造核电研究、设计、建造、运行及维护队伍。
在人才培训方面,中广核集团走在前面。中广核集团编制了自己的人力资源发展规划,从2004年起就对人才问题开始谋划和安排,提出一定要用3-5年时间,培养造就一支结构合理、素质优良,以中、高级管理人才与技术专家为主体的人才队伍。2005年中广核集团成立了中广核核电学院,统筹全集团教育、运营、工程和管理四大培训体系,采取企校联合培养的形式,实现了核专业人才预培养的规模化,充分发挥大亚湾“人才摇篮”的优势,为各核电基地快速复制和培养人才。目前,中广核集团的工程建设队伍已经达到5000人,可同时满足10-12台机组的需要,并且具备每年新开工6-8台机组的能力;核电专营人才达到近3500人,也具备了同时运营10-12台机组的能力;此外,中广核还打造了一支1000人的科研队伍。
中广核集团引进法国核电人才培养的先进经验和方法,形成了“授权上岗、全员培训、终身教育”为特色的人才培养理念,建立了专业化、标准化的培训体系。中广核集团还创造性的提出了一种人才培养模式,即从高校挑选大学三年级学生,提前进行核电相关专业的培训,缩短应届毕业生的岗前培训时间。如今,与中广核集团合作办学的高校从最初的3所发展到了11所,并开始联合培养研究生。到目前为止,中广核集团通过这种模式培养了1600名员工。中广核集团构建以任职资格为基础、以“师徒制”为核心的解体式人才培养体系,拥有在岗培训课程约1200余门,并对“师徒制”培养效果进行捆绑式考核。目前,大亚湾核电基地仅操纵员就培养了489名,并为其他核电基地培养了1000名专业人才。
9、确保核电安全
我国发展核电如果扩张过于迅猛,必然引发放射性废物管理、核安全监管和公众可接受性等矛盾,在发展核电过程中必须注意核安全问题。2010年8月22日,中共中央政治局常委、国务院副总理李克强到江苏田湾核电站视察时强调,核电是我国大力发展的新能源,安全是核电的生命线,要始终把确保核安全放在第一位。核安全是核电发展的生命线,是实现核电规划发展目标的根本保证,对安全性的高度关注必须贯穿于核电设计、建造、运行及退役的全过程。
(1)保证核电建设和运行安全
随着开工机组的不断增多,核安全尤其是核电工程建设的安全管理务必引起各方的高度重视。要进一步强化核安全理念,培育核安全文化,切实抓好核电设备制造质量管理,提升核电设备制造能力和设备可靠性,切实做好核电工程经验反馈,加强核电大团队建设,努力建立核电工程安全质量标准体系,确保核电工程建设安全。同时,希望我国核电企业进一步提升自身核心能力,以核电设计、制造、施工、调试的全过程卓越质量来保证核电建设的安全⑦。
核电建设安全虽然非常重要,是核电站安全运行的前提和基础,但更不能忽视运行。运行安全是根本,是所有工作的出发点和立足点,离开运行安全就什么都谈不上。无论何时都必须把运行安全摆在首位,要避免出现“重建设、轻运行”的倾向。
高放射性废物的长期处置能不能得到安全、有效解决,也是核能发展的重大技术和社会问题。针对放射性废物的处置问题,我国除了在排放标准上设定了严格的规定,未来还准备建设高放废物处置基地或者实验室,并开展相关技术研究。
为确保核电安全,根据国务院领导的指示精神,现阶段不再增加核电控股企业数量,其他企业可以通过参股的方式参与核电建设。
(2)加强安全监管
我国目前由环境保护部下设的国家核安全局统一负责全国民用核设施的核安全、辐射安全、放射性废物处置的监督管理。除核电站外,还包括40座其它民用核设施的核安全监管以及约100座核设施的辐射环境监管。比照国际经验,美国核安全监管机构有3900人,法国、日本大概2000人左右,平均到每台机组上有大约40人。可是我国目前核安全监管机关和事业单位在编人员全部加起来仅有300人,不考虑在建机组,按目前运行的机组算,也不过每台30人。按照我国每年4~5台机组投入运行的速度,人员缺口极大。再考虑到我国核电机组堆型复杂、标准多样、监管难度就更大了。核安全监管的工作细致,对专业知识要求较高。监管人员需要经过一系列的培训过程才能胜任。因此人员匮乏问题就显得更为突出。
2009年11月,中国工程院院士、中国核工业集团公司科学技术委员会主任潘自强表示,国家核安全局已提出计划,将现有的约300人规模扩展至1000人。如果进展顺利,将会大大缓解人员缺口问题。但在人才培养上,针对核安全监管的特殊性,要通过优惠的政策吸引人才、稳定队伍、改变目前有经验人才外流的状况。
由于长期以来,我国核安全科技投入不足,渠道不稳定,研发能力不强,缺少执行独立安全评审、核算验证任务必要的技术装备和手段,因此应该逐步提高研究投入,设立核安全设备监管技术中心,负责核安全设备的技术审查、监督和安全检验等工作。
此外,要坚决防止核电发展“过热”趋势,当前中国许多地区和企业发展核电的积极性很高。目前全国各地上报的候选核电站厂址就有100多个,如果按照每个厂址建设一台100万千瓦核电机组来计算,总装机量远远超过1亿千瓦。跑马圈场址、抢购核电设备、过早过快地开展前期工作等问题比较突出,这种状况如不及时改变,将极大地干扰国家关于核电发展的总体部署,并给核电事业健康发展留下隐患。
 
五、总结
 
中国核电产业已经步入新的历史发展时期,大力发展核电产业,有利于减少温室气体排放,有利于缓解煤炭运输压力,有利于维护能源安全、工农业生产和人民生活。中国核电产业存在一些问题和矛盾,但已经具备快速发展的基础。当前处于后金融危机时期,正是加快转变能源发展方式、推进能源产业结构调整、深化体制机制改革的有利时机。我国核电发展方针从“适度发展”转变“推进发展”,最后确定为“积极发展”,这是国家经济和社会发展的现实需要。实践证明,核电是安全、清洁的能源,核电领域的竞争是一种国力的竞争。我国需要按照核电行业发展的规律和要求,积极推进“多业主、专业化”的核电发展模式,培育具有国际竞争能力的核心技术产业链。由于水电移民难,开发难度逐年增加,风电和太阳能又受到电网接入及规模的限制,而且太阳能成本仍然居高不下,加快核电发展显得越来越迫切。
 
注释:
① 马小宁:《美将建30年来首座核电厂[N].人民日报,2010-02-18(3)
② 姜子英:《我国核电与煤电环境影响的外部成本比较》,《环境科学研究》2010年第8期,第1086-1090页。
③ 李丽辉:《不失时机地发展战略性新兴产业》,《人民日报》2009年5月26日,第1版。
④ 戴立操、肖东生:《核电站安全相关的组织因素分析》,《工业安全与环保》2010年第7期,第54-55页。
⑤ 周向群、吴建军、宋远齐:《AP1000核电厂汽机基础结构选型的探讨》,《武汉大学学报(工学版)》2010年第S1期,第160-164页。
⑥ 赵军、尹雪梅:《提高核电厂建造质量保证监查有效性的探讨》,《标准科学》2010年第1期,第56-59页。
⑦ 刘涛、张立国、曲静原:《核电厂应急行动水平制定技术发展及应用》,《原子能科学技术》2010年第4期,第456-459页。
 


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