技术创新是核能产业发展的根本动力

技术创新是核能产业发展的根本动力

岁末年初，两个有关核电的消息，激荡着中国核能界。

第一个消息是2009年12月27日，韩国核电击败AREVA，中标获得为阿联酋建造4台韩国型APR1400核电机组，合同金额达204亿美金。这个消息甚至激荡了全世界的核能界。全世界媒体当然也包括中国媒体都进行了许多报道。韩国媒体将2010年称为“韩国核电出口元年”。

对这个消息，国人首先惊叹的是合同金额，加上核电站后期运营、维护以及反应堆燃料等，协议总金额将超过400亿美金之巨！细心的业内人士更惊叹于其比投资，韩国这个标的比投资以固定价（工程基础价）计约为3640美金/千瓦，比目前中国正在执行的核电项目比投资高70%至100%。当然最更人感叹的是，韩国人居然能凭己之力，在国际市场上击败老牌的“核电巨人”AREVA。《中国能源报》的评论说的好，“机会只留给那些有准备的人”，韩国核电的成功是因为他们象韩国足球一样的“持之以恒”。（注1）

第二个消息是咱中国自己的，2010年01月06日，国家能源局授牌首批16个国家能源研发(实验)中心。其中核电直接相关的就有5个:

- 重大装备材料研发中心、

- 核级锆材研发中心、

- 核电站核级设备研发中心、

- 核电站数字化仪控系统研发中心、

- 快堆工程研发（实验）中心。（注2）

也许会有不少人，看见后面这个消息后在嘀咕，为什么只有这5家，我们。。。呢？我们。。。，--也许再增加个7，8家都不够分。但首批国家研发（实验）中心16个，核能居然就占了5个，却正说明了中国核电技术目前阶段的落后！在授牌仪式上，张国宝讲话中指出，“我国能源科技水平处于世界领先地位，所取得的巨大成就值得骄傲。”可以不客气但却是客观地说，张国宝的这句话并不包括中国核电技术。

无论如何，岁末年初的这两个消息，对中国核能界产生了一定程度的影响，尤其是在思想观念上。笔者期望这种影响转化成为对中国核电技术发展的促进。在这里，笔者简单回顾世界核电技术的创新历程和中国核电技术发展历程，抛砖引玉，对现阶段面临新的形势下的中国核电技术之创新之路进行初步讨论。

一．世界核电技术创新主要发展历程回顾（注3）

这里以轻水堆（包括压水堆和沸水堆）为例简单回顾世界核电技术发展的历程。因为轻水堆技术是迄今最重要的核电技术，全世界现在运行的436座核电反应堆中，359座为轻水堆（压水堆265座加沸水堆94座），占核电反应堆数目的82%，核电总装机容量的87%强。此外，全球现在还有上百座舰船核动力压水堆在运转。（另，“世界高温气冷堆和钠冷快堆技术创新主要发展历程回顾”见文章附后。）1950年代，压水堆起源于美国和前苏联开发的海军舰船推进核动力反应堆。比压水堆稍晚，美国爱达荷国立实验室开始沸水堆概念的基础研究。

1957 年，世界第一座商用压水堆核电站Shippingport(60MWe)在美国建成投运。同年，第一个沸水堆原型示范机组Vallecitos (50MWth)在美国投入运行。1959年，第一个沸水堆商业核电站Dresden (700MWth) 在美国投入运行。

随后的1960年代至1980年代，压水堆和沸水堆在全世界取得了巨大的商业成就。全世界至今在运行的核电机组之绝大部分为这个时期建设。

1988年，美国西屋公司研究开发的世界第一个第三代压水堆设计AP600获美国核管会最终设计批准书。AP600后被扩大改进为AP1000设计，于2004年12月获得了美国核管会授予的最终设计批准。1992年，美国发布《先进轻水堆用户要求文件》(即URD)，为第三代轻水堆制定了具体目标要求。1992年，法国和德国开始联合开发欧洲压水堆EPR。2003年获得芬兰5号核电站EPR合同。

1994年，美国GE开发的第三代先进沸水堆ABWR获美国核管会颁发的最终设计批准书，1996年/1997年第一个ABWR核电站日本的柏崎-刈羽6/7号(2x1315MW) 投入运行。

俄罗斯于1970年代即开始研发和建设百万等级压水堆VVER1000。90年代俄推出AES-91和AES-92，这两种产品分别在中国（田湾），印度，以及俄罗斯建造。AES-92在2007年4月获得欧洲EUR认证证书。

韩国从1987年开始启动引进技术消化吸收的核电自主化程序，通过招标选择了美国CE公司（后并入西屋）的System-80压水堆机型，经过4台引进机组的建设基本掌握了压水堆核电技术，随后发展为标准化自主化的KSNP / OPR-1000。再后在此基础上韩国开发了APR1400机型，2008年在韩国新古里电站开始建造。现在中标阿联酋的机型即为APR1400。

目前世界核电市场上（参加投标）的其他主要轻水堆产品还有：

- 三菱APWR (压水堆，1500MW)，为三菱公司在2000年以后开发，

- GE-日立集团ESBWR (沸水堆，1500MW)，90年代后期开始开发，

- 阿海珐Kerena (沸水堆，1250MW)，其前身是西门子在90年代开发的SWR-1000。

这几种产品均为第三代，但均无实际工程项目。

2001年，由美国等发起“第四代核能国际论坛”(GIF-IV)，提出了第四代核能系统的要求并推荐了六种堆型概念，包括超临界水堆是其中唯一一个轻水堆型。第四代核能系统的目标市场是2030年前后。超临界水堆的研发目前依然在基础研究阶段。

从上面对世界轻水堆技术发展历程的简单回顾可以看出，轻水堆技术发源于上世纪50年代，成长于60-80年代，成熟于90年代。而自1990年代中期起，世界核电强国的轻水堆技术发展大大减缓甚至趋于停滞，主要开展的是设计优化完善工作，几乎没有产生具实质突破意义的技术创新。而另一方面，却是核电比投资不仅高居不下，反而因各种原因不断大大攀升。尽管世界各国包括许多第三世界国家对核电的需求期望很高，但过高的核电比投资只能导致世界核电市场依然持续走低。全球核能复兴的呼声已至少10年，全世界除中国外的核电市场至今未能大规模启动。

造成核电比投资高位攀升的原因很多，包括融资因素，产业及人才断层因素，大型零部件与设备供应能力短缺因素等等，但咎其根本原因，还是目前的核电技术过于高度复杂。

二．中国核电技术发展历程

笔者个人观点，迄今为止的中国的核电技术发展历程，大致分为“学习与追赶”和“引进与跨越” 两大主要阶段。其中压水堆技术发展的这两个阶段是以三代招标引进第三代压水堆技术为分水岭。

第一个阶段：“学习与追赶”

这一阶段包括三代招标前的30年，主要任务是解决中国核电技术有无的问题。《核电中长期发展规划(2005-2020年)》中的这段文字可以说是对这一阶段（压水堆方面）比较明确的描述：“经过三十多年的努力，我国核电从无到有，得到了很大的发展。自1983年确定压水堆核电技术路线以来，目前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。” (注4)