http://bfqmb.cn 2011-01-05 11:05 來源:中國三星經濟研究院
預計未來10年,中國每年核電建設投資規(guī)模將超過700億元,“十二五”規(guī)劃中核電地位將得到進一步加強,成為中國能源行業(yè)未來10年發(fā)展的新亮點。
核電大發(fā)展推動了核電產業(yè)的迅速發(fā)展。核電設備制造經過多年的技術引進,國產化率有了很大提升,核電軟件自主化也已提上日程。但核電安全性、鈾資源緊缺等制約因素不容忽視。預計目前實施的戰(zhàn)略將為中國核電行業(yè)帶來跨越式發(fā)展。中國應加快制定自己的技術標準,引導和規(guī)劃核電產業(yè)的宏觀布局。
即將迎來發(fā)展高峰
2009年開始,受低碳政策帶動,中國核電得到快速發(fā)展。核能發(fā)電不排放溫室氣體,符合節(jié)能減排的要求。中國在哥本哈根氣候大會上承諾到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。2009年批準的核電裝機容量已接近現(xiàn)有核電總裝機容量,立項核準和建設速度大大超過往年。2009年共核準850萬千瓦核電機組,浙江三門、山東海陽、廣東臺山等核電站開工建設(截至2009年底,中國大陸核電的總裝機容量為908萬千瓦,共11臺機組)。2009年,中國核電發(fā)電量692.63億千瓦時,同比增長1.3%,占全國發(fā)電總量的1.9%。目前,中國在建核電機組25臺,占世界在建機組總數(shù)的40%,在建規(guī)模居世界第一。
未來10年,核電建設將為整個核電產業(yè)帶來巨大發(fā)展空間和投資盛宴。中國正在調整核電中長期發(fā)展規(guī)劃,到2020年核電裝機容量將達到7000萬千瓦以上。
2007年國務院《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》提出到2020年核電裝機達到4000萬千瓦。業(yè)內機構預計2020年核電裝機目標還將調整為8600萬千瓦,占總電力供給的5%。若以到2020年核電裝機容量7000萬千瓦,每千瓦1.2萬元計算,未來10年,每年核電建設投資規(guī)模將超過700億元。核電站建造將為核電設備制造企業(yè)帶來商機,建成后運行期需要設備維修以及核燃料生產和后處理企業(yè)的服務。
中國核電設備平均自主化率已達50%
核電產業(yè)鏈上游為核電原料,中游為核電設備制造企業(yè),下游為核電站。核電設備是核電投資中最主要的環(huán)節(jié),占項目總投資的50%~60%左右,包括核島設備、常規(guī)島設備和輔助設備三部分。
核電設備制造行業(yè)壁壘和集中度較高,市場結構呈壟斷競爭。核島設備為東方電氣、上海電氣、哈動力和一重4家大型國有企業(yè)占據(jù)。其中,東方電氣和上海電氣共同占據(jù)約90%的市場份額。2010年上半年,東方電氣核島設備毛利率達17%,上海電氣達16%。常規(guī)島設備為東方電氣、上海電氣和哈動力3家壟斷。其中,東方電氣占據(jù)約50%的市場份額。輔助設備市場主要為具備較強技術實力的機械制造企業(yè)占據(jù)。
中國的核電運營處于壟斷控制,核電運營商需要“核電牌照”,即控股核電站的資質。目前,擁有“核電牌照”的僅有中核集團、中廣核集團、國家核電技術公司以及中國電力投資集團。2002年電力改革中,中電投拿到了核電資質,成為五大電力公司中惟一有資格經營核電的公司。
在核電設備制造領域,經過多年的技術引進,國產化率有了很大提升。中國以招標方式引進國外先進的核電機組,消化吸收,目的在于最終可以實現(xiàn)自主設計第三代甚至第四代核電項目。2007年7月,國家核電技術公司與美國西屋公司簽署AP1000轉讓及核島設備合同。2007年11月,中廣核集團與法國阿?,m公司簽署EPR技術轉讓及相關設備合同。目前,內陸AP1000核電站已完成總體設計工作。目前中國核電設備平均自主化率已達50%,未來有望上升至75%,但重要核級設備的設計制造依然依賴進口。
核電軟件自主化也已提上日程。核電自主化不僅包括使用設計工具自主設計核電廠、自主制造核電裝備等,還包括設計工具的自主化。核電軟件用于核電站的設計、運行和維護,是保障核電站安全運行的命脈。長期以來,中國核電廠設計和運行中使用的幾乎所有核心軟件都從先進核電國家引進,不僅耗費資金,而且受制于他人。為保證在未來10年的核電大發(fā)展中擁有更多自主權,中國加快進行自主品牌的核電軟件開發(fā)。2010年5月21日,國家核電軟件技術中心在北京成立,致力于解決中國核電產業(yè)發(fā)展缺乏自主核心軟件的問題。近日,國家核電技術公司與上海交大、西安交大、華北電力大學等簽署共建“核電軟件工作站”協(xié)議,計劃用5~8年時間開發(fā)中國自主核電軟件系統(tǒng)。
兩大因素制約核電發(fā)展
安全性是發(fā)展核電的首要考慮因素。蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故和美國三里島核電站事故為人類帶來巨大災難,警示了核電的潛在危機。核電事故引發(fā)的公眾接受問題,已成為世界核電發(fā)展的最大障礙。提升安全性成為核電發(fā)展的主要趨勢。
中國鈾資源緊缺,成為阻礙核電持續(xù)發(fā)展的一大障礙。預計2020年核電發(fā)展為7000萬千瓦以上,但根據(jù)中國目前公布的數(shù)字,鈾資源只能滿足4000萬千瓦的核電裝機使用。中國鈾資源基本靠從澳大利亞和哈薩克斯坦進口。大量進口會抬高原料鈾的價格,并且供給受到控制。在加強國內鈾資源勘察開發(fā)的同時,還要積極與海外鈾資源合作,保證鈾礦供應。
大發(fā)展為沿海地區(qū)帶來機遇
核電大發(fā)展將首先為沿海地區(qū)帶來機遇。核電站廠址首選沿海地區(qū),然后逐漸向內陸地區(qū)擴展。目前,中國沿海核電廠址可以滿足運行4000萬千瓦、在建1800萬千瓦的裝機。湖北、江西等內陸省市也開展了核電廠址前期工作,《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》指出,“十三五”和“十四五”期間開工建設的核電廠址,也可在內陸省份廠址中選擇。中國核電技術一直采取直排冷卻技術,適合在沿海水量較大的地方發(fā)展。近幾年采取的二次循環(huán)冷卻塔技術推進核電向內陸發(fā)展。
目前實施的戰(zhàn)略有望為中國核電行業(yè)帶來跨越式發(fā)展。近年來,技術變革、競爭壓力及中國市場的巨大潛力和重要地位使得各國企業(yè)對華技術轉讓步伐加快。中法兩國在航空航天、鐵路、汽車和LNG船等領域都有技術合作。中國的核電機遇吸引跨國巨頭加大在華投資力度,包括全球最大核電公司法國阿?,m公司,以及西門子、施奈德等企業(yè)。法國電力能源70%以上來自核能,核能技術居世界領先地位。目前實施的戰(zhàn)略的最佳路徑為:引進技術,聯(lián)合設計,中國企業(yè)逐步消化吸收,自主完成設計,并能根據(jù)本國國情進行創(chuàng)新,趕上并超越世界先進水平。中國高速鐵路機車制造正是以此路徑跨入國際前沿。
國家應對核電設備制造業(yè)進行宏觀布局。由于中國核電設備制造業(yè)走的是技術引進道路,因此核電站多種堆型并存,多國標準并存,對比、消化后應盡快制定中國自己的技術發(fā)展路線和行業(yè)標準。政府應規(guī)劃設備制造業(yè)布局,引導各大制造集團分工協(xié)作,防止造成設備產能過剩或不足的局面,避免資源浪費和惡性競爭。激發(fā)企業(yè)的創(chuàng)新動力,保障資金,支持企業(yè)開展重點攻關,提升中國核電自主化。如為核心設備研制提供專項資金渠道,制定國產設備的稅收優(yōu)惠政策等。(作者單位為中國三星經濟研究院)
2010年12月21日,我國自主化依托項目海陽核電2號機組CA20結構模塊成功吊裝就位。這是海陽核電項目按合同要求完成的第九個重大里程碑節(jié)點。至此,海陽核電項目2010年度節(jié)點計劃全部完成。海陽核電2010年度九大節(jié)點的順利完成,對于推進世界三代核電AP1000海陽核電一期工程建設,促進我國核電產業(yè)自主化發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。圖為吊裝現(xiàn)場。
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自2009年4月19日依托項目首臺機組———浙江三門核電1號機組主體工程正式開工以來,在中美雙方的共同努力下,依托項目正按照既定計劃穩(wěn)步推進。以非能動安全系統(tǒng)、“工廠化預制、模塊化施工”等先進技術為顯著特征的AP1000核電站,正在中國一步步從圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實。
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一年完成18個里程碑節(jié)點、依托項目按計劃穩(wěn)步推進,到底是什么概念?這在一般人心里也許并沒有特別的留意,然而,在核電業(yè)界卻是不一樣的感受。國家核電技術公司工程管理部主任曾曦表示,這一成績“來之不易”,在世界新型核電建設中更是“難能可貴”。
世界“首堆”的挑戰(zhàn)
依托項目4臺機組是世界首批AP1000核電機組。AP1000核電技術是美國西屋公司開發(fā)的一種第三代先進核電技術。它在設計中把預防和緩解嚴重事故作為必須滿足的要求,比二代核電技術具有更高的安全性。同時,創(chuàng)造性地采用了非能動安全系統(tǒng)(利用物質重力、流體對流、蒸發(fā)、冷凝等自然規(guī)律,替代依賴外部動力的水泵、風機等設備),一旦發(fā)生預期事故時,可自動投入和運行,不需要任何交流電源,72小時內可以不用操縱員的干預,大大降低了因人為因素而導致的錯誤,從而大大提高了電站的安全性;簡化了系統(tǒng)設置和工藝布置,縮短了建設工期,使AP1000在安全性能得到顯著提高的同時也提高了經濟性;在核電站建造中,首次采用“工廠化預制、模塊化施工”這種“搭積木”式的方法,擴大了作業(yè)面,保證了建造進度,提高了施工條件和效率,有利于縮短工期,等等。正是這些優(yōu)越性,使其在2006年我國三代核電國際招標時,戰(zhàn)勝了其他強勁對手脫穎而出。
然而,功能“友好”的先進理念要實現(xiàn)起來,并不是一件容易的事。AP1000核電站60年的設計壽命,對相關設備和材料質量要求極嚴,對我國設備制造和材料生產企業(yè)提出了很高的要求。如AP1000特有的鋼制安全殼結構,直徑達40米、厚度只有40毫米,它的封頭、筒體壓制、焊接、運輸固然對材質、技術或工藝要求極高,而采用世界上最大的吊車實行吊裝就位時,精度要求不亞于“繡花”。然而,在工程管理方、業(yè)主方、施工單位的密切配合下,國內企業(yè)通過自主創(chuàng)新,科學實踐,創(chuàng)造了中國核電建設多項新紀錄:在世界上率先掌握了AP1000核島筏基大體積混凝土一次性整體澆注的工藝和技術,保證了工程質量,有效縮短了主工期,對國內在建的二代核電項目產生了積極的示范作用;率先攻克了核島鋼制安全殼制造成套技術,解決了鋼板整體模壓一次成型及吊裝運輸?shù)碾y題。率先掌握了模塊化制造與建造技術,實現(xiàn)了土建和安裝并行施工,模塊化施工的先進理念已經變成現(xiàn)實。此外,在為依托項目提供國產化設備保障的產業(yè)配套中,國內企業(yè)合力攻關,成功突破AP1000主管道以及關鍵設備大型鍛件制造技術,一舉攻克制約我國核電發(fā)展的重大技術難關,為依托項目供貨提供了保障,同時大幅提升了我國核電裝備制造的整體水平和技術能力,打破了國外企業(yè)在高端大型鑄鍛件市場的壟斷。
專業(yè)化管理的成效
在建設4臺依托項目機組的同時,國家核電技術公司代表國家對外簽約,引進了全套AP1000核電技術,旨在通過實踐與技術消化吸收再創(chuàng)新相結合、相促進,為我國高起點推進自主化奠定基礎。因此,國家核電技術公司作為工程管理的承擔者,特別注重發(fā)揮好依托項目的實踐基礎作用,在4臺機組建設中,努力通過專業(yè)化管理,掌握工程建設、管理的精髓。
曾曦說,AP1000施工技術逐步成熟,主要體現(xiàn)在兩個方面:一是AP1000核電站建造特有的施工技術經反復實踐和經驗反饋,優(yōu)化了工序,已經形成了指導相關施工的技術包;二是建造過程中同一工序的時間平穩(wěn)受控或逐步縮短。
以鋼制安全殼(CV)底封頭吊裝為例,在三門核電1號機組建造施工時,整個過程耗時188分鐘,而在海陽核電1號機組建造耗時159分鐘,在三門核電2號機組和海陽核電2號機組耗時都穩(wěn)定在98分鐘。核島閥基大體積混凝土整體澆注,三門1號機組平均澆注速度為106立方米/小時,到海陽2號機組已經提高到126.2立方米/小時;CV鋼板壓制、拼裝、運輸、吊裝整套工藝,經過4臺機組的實踐,更加成熟完善,已具備技術復制條件,開始了武漢AP1000模塊設備新基地的建設,將為湖北咸寧、湖南桃花江、江西彭澤等內陸AP1000核電的建設提供強有力的支撐。
專業(yè)化管理的優(yōu)勢,為在確保安全和質量前提下,一年完成18個節(jié)點的高效率,提供了堅實的保障。同時,也將為提高核電建設安全和質量、縮短核電建設周期乃至規(guī)模化建設AP1000后續(xù)項目,提供了強有力的支撐。
2011年,自主化依托項目將迎來設備安裝高峰期。國家核電技術公司將在確保建設安全和質量的基礎上,繼續(xù)完善工程管理模式,按照國家的要求,堅實地走出一條“標準化設計、工廠化預制、模塊化施工、專業(yè)化管理和自主化建設”的三代核電發(fā)展新路子。