在改革开放中谱写传奇:中国核电的光荣与梦想

2018年1月9日,当一块写有“EPR全球首堆工程”字样的金色牌匾在人民大会堂由中国国家主席习近平与法国总统马克龙揭开红色绸布正式亮相时,很多核电人想起了1991年12月15日,秦山核电站并网发电,人们在冬季凛冽的寒风中瑟瑟发抖,却满腔热情的见证了中国核电从无到有的突破。


尽管时隔二十多年,人民大会堂举行的这场两个核电大国合作项目的揭牌仪式更为瞩目,也更加显示出中国改革开放的40年里,核电事业在飞速发展中积淀的自信和底蕴,但作为标志性的时刻,两幅画面背后的故事同样牵动着参与其中、为之付出青春与汗水的每一个人,同样讲述着一段大国重器筚路蓝缕的发展历程。


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秦山核电站


自上世纪80年代,中国发展核电的计划重新启动以后的30多年里,从无到有,从弱到强,从“引进来”到“走出去”,历史在一个又一个重要的时刻纪录了这项事业的飞跃。从东海之滨的秦山到岭南珠三角的台山,一个崭新的核电大国终于显现出清晰的轮廓,书写了改革开放40年里,一段举世瞩目的成就。


从暂停到“再出发”


回望我国核电发展的历史,可以追溯到建国初期。早在上世纪50年代,我国就确定了大力发展原子能事业的方针,相关部门提出了和平利用原子能、发展核电的建议,并开始进行初步探索。20世纪70年代初,在周恩来总理的亲自筹划下,核电建设被提到议事日程。不过,由于技术和制造基础薄弱,启动的核电计划都遭遇挫折而中止。


彼时的世界,继1951年12月美国实验增殖堆1号(EBR-1)首次利用核能发电、1954年6月前苏联建成世界上第一座核电机组——5000KW石墨水冷堆奥布宁斯克核电站后,德国、日本、加拿大等国也相继加入到发展核电工业的行列,和平利用核能,成为走向现代化强国的一条必经之路。


进入80年代,改革开放的推进让核电的发展再度提上日程,国家制定了自主研发和引进、消化、吸收、再创新的核电发展道路。1985年3月20日,我国大陆自行设计的第一座30万千瓦级压水堆核电站在秦山开工建设,成为中国核工业“第二次创业”的里程碑。


尽管在此之前的4年里,项目的核准和前期的准备工作已然紧锣密鼓的开始,从1981年报送国务院的“关于请示批准建设30万千瓦核电站的报告”到1983年的“放炮开山”,秦山核电工程早已出现在公众的视野,但1985年反应堆第一罐混凝土的浇灌,还是让许多人激动不已,他们知道,世界核电史上新的一页正在徐徐拉开大幕。


不过,项目在建设之初就面临着重重困境。1986年,秦山工程中1800米长围海大堤建成的半年前,苏联切尔诺贝利核电站4号反应堆发生了迄今为止最为严重的核事故,引发全球对核电的恐慌,波及尚在襁褓中的秦山项目。


国际原子能机构派核电专家杜拉赴现场检查,由于当天刚下过雨,道路泥泞,杜拉夫妇私下说的一句“这简直就是一场灾难”被写入了上报中央的简报,引起中央的高度重视。国务院派出的以国家经委副主任林宗棠为组长的15人检查组到秦山工地调查后表示:“工程整体质量合格,但确实存在不少问题,必须严肃对待,认真解决。”


为了亡羊补牢,核工业部副部长赵宏临危受命,兼任秦山核电公司总经理。赵宏请来了中国建筑科学研究院建筑工程材料及制品研究所和冶金部建筑研究总院的专家对安全壳筒身20米以下混凝土进行全面检测,以确保安全性。1987年以后,秦山核电建设逐渐走出困境,到1991年底,并网发电一次成功,至此,中国大陆无核电的历史宣告结束,一个新的核电大国呼之欲出。


“中国核电从这里起步”,一句话精炼的概括了秦山核电站对中国核电事业最重要的意义。秦山核电站的成功建设显示了我国自主开发核电的技术能力,为核电进一步发展打下了良好基础,同时也意味着我国成为继美国、英国、法国、苏联、加拿大、瑞典之后第七个能够自行设计建造核电站的国家。


在秦山项目建设的同一时期,作为改革开放初期我国最大的中外合资项目,国家引进了法国M310机组并着手建设大亚湾核电站。该项目于1987年开工建设,第一台核电机组于1994年2月1日开始商业运营,是中国最早开始商业运营的商用核电机组。


事实上,大亚湾核电站的设想早在改革开放前夕就已经开始酝酿。1978年5月,时任广东省委书记、常务副省长王全国同国务院副总理谷牧赴欧洲考察访问时,法国核电站蔚为壮观的景象和蕴藏巨大的能量给他留下了深刻印象,于是,一个在广东兴建核电站的想法出现在他脑海。


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大亚湾核电站


彼时的中国,经济建设正蓄势待发,电力需求和资金需求的缺口成为迫切需要解决的难题,建设核电站可以缓解电力紧缺,但40亿美元的成本在当时却是一个天文数字。王全国苦思冥想,最后找来香港中华电力公司,双方共出资10%,从国外贷款90%,发电量的大部分供给同样缺电的香港,从而换取外汇还贷,这一方案被形象地称之为“借钱买鸡、借鸡生蛋、卖蛋还钱”。于是,建设大亚湾核电站的计划于1982年12月正式在国务院提上日程。


大亚湾核电站是我国改革开放初期对现代企业制度尝试和探索的产物,按照“以我为主、中外合作”共赢原则,全面引进资金、技术、设备、人才、管理、经验,按国际合资企业运作模式、用现代核电工程建设方法以及现代大型商业核电站生产准备和运营标准实现高起点起步。


在更广泛的意义上,大亚湾核电站的建设和运行,成功实现了我国大陆大型商用核电站的起步,实现了我国核电建设跨越式发展、后发追赶国际先进水平的目标,为我国核电事业的后续发展奠定了基础,也为粤港两地的经济和社会发展作出了贡献。


秦山和大亚湾,分别从自主开发和引进吸收的路径,书写了中国核电事业发展历程的开端,并在此基础上,最终造就了中国核电的两大主力:中核集团与中广核集团。尽管我国核电事业起步较晚,但从建设伊始就瞄准世界核电先进水准,始终坚持安全第一,坚持“采用压水堆作为我国未来核电站建设的主要堆型,以发展百万千瓦级机组为主,系统引进国外成熟的核电站设计和设备制造技术,通过技贸结合、合作生产与国内科研相结合,快速掌握世界先进的核电技术”核电发展路线,经过30多年的发展已实现历史性跨越。


从“跟跑”到“领跑”


1989年,当年轻的管理学博士、高级工程师贺禹踏上赴法国学习之路时,他也许并没有意识到,这条西行的“取经路”,将在世界核电史上留下浓墨重彩的一笔。此时的贺禹,已经在广东核电合营有限公司和大亚湾核电厂身居要职,之所以远赴异国,既是出于一颗求学报国的赤子之心,也与当时核电站面对运营人才青黄不接时的应对之策有关。


1989年至1990年期间,广东核电合营有限公司先后派出三批共113名学员赴法国接受培训。异国他乡,这群被寄予厚望的核电人才如饥似渴的埋头学习,他们的培训期平均约为一年,平均每人培训费约130万法郎,如果按当时的金价折算成等值的黄金,其重量接近一个人的体重,所以后来有人称他们为核电的“黄金人”。


“黄金人”代表了我国核电发展的初期,重金培养人才的战略,事实证明,这批“黄金人”,日后都成为了我国核电事业的中流砥柱。他们不仅承担起了大亚湾核电站投产初期生产运行的重担,更在近三十年来中广核事业发展的宏伟蓝图中,用实际行动回报了国家和企业对他们的信任和期望。


时隔多年,回忆起这段往事,如今已是中国广核集团党委书记、董事长的贺禹感慨道,“感谢老一辈核电领导人的重要决策,使我们有机会出国学习,有一个高的起点,也要感谢我们的师傅,教会了我们核电运营管理的技能和知识,我们由此走上一条成功之路。”


事实上,我国从核电建设伊始就十分始终注重人才队伍建设。在核电建设过程中,从秦山核电基地走出了中国科学院院士欧阳予、中国工程院院士叶奇蓁以及“工人院士”何少华,从秦山核电基地和大亚湾核电基地走出了中国工程院院士彭士禄,以及从秦山核电站培养的我国首批35名操纵员,他们大多成为全国各个核电站高管或核电领军人才。仅秦山核电站就为国内其他核电站输送各类人才2000多名。


当越来越多的人才在这一行业涌现,我国核电事业的建设和运营也越来越显现出成熟的姿态,并逐步由“跟跑”走向了“领跑”。1990年代先后开工、21世纪之初并网的秦山二期核电工程和秦山三期核电工程,分别在核电国产化和国际合作中实现了突破。


经过30余年的不间断发展,我国形成了多种堆型自主化设计、建造、调试能力,成功地实现了多项目、多基地同步建设。核电设计建设安装队伍全面掌握了压水堆、重水堆、高温气冷堆、快堆等多种堆型,30万、60万、100万、125万千瓦等多种容量的核电建造技术,形成了核电站建造的专有技术体系和知识产权,可以具备同时开工30台以上核电机组的建设能力,能够满足核电安全高效发展要求。


在运营层面,与世界核电运营者协会(WANO)性能指标对照,在全球400多台运行机组中,我国在役核电机组主要运行参数优于世界平均值,部分指标达到世界领先水平。我国目前最大的核电基地——秦山核电基地先后有6台机组WANO综合指数排名10次位列世界第一;中国大陆第一座核电站——秦山核电站成功实现从原型堆到商运堆的跨越,取得连续运行469天的优异业绩,创造了18.12天国内核电大修最短工期纪录,WANO综合指标两次排名世界第一。2017年,大亚湾核电基地六台机组72项WANO指标中,有61项达到世界前四分之一的先进水平,其中53项达到世界前十分之一的卓越水平。


截至2018年7月31日,中国大陆在运核电机组39台,装机容量3802万千瓦,位列世界第四;2017年核电发电量2474.69亿千瓦时,位列世界第三;在建核电机组18台,装机容量2065万千瓦,多年保持世界第一。当核电事业呈现出蓬勃发展之势,也进一步促使人才的加速涌现,设计能力的不断提高、装备制造业的不断发展,都为国内自主研发三代核电——使我国核电“走出去”成为一张“国家名片”积累了经验。


从“引进来”到“走出去”


2015年10月21日,中广核与法国电力集团(EDF)签订了英国核电项目投资协议,将投资英国欣克利角C、塞兹维尔C、布拉德韦尔B三大核电项目。其中,欣克利角C项目建成后,将满足英国7%的电力需求,而布拉德维尔B则采用我国自主知识产权的三代核电机组——“华龙一号”。


此次签约,被外界普遍解读为“中国核电首次敲开发达国家的大门”,而更为重要的是,英国20多年后重启核电建设,而中国自主研发的第三代核电技术“华龙一号”入围,瞬间让中国核电技术吸引了全球的目光。


根据英国核安全监管规定,采用在英国没有使用过的技术新建核电厂,在项目建造前必须要进行世界上最为严苛的核电技术审查——英国通用审计审查(GDA)。贺禹表示,“华龙一号”一旦通过GDA,将产生良好的示范效应,更多国家会由此增强对“华龙一号”的信心,由此推动“华龙一号”的国际市场开发,带动我国装备制造业的升级和走出去。


此外,与中广核合作的法国电力集团,正是中国核电最早引进的“老朋友”——当年大亚湾核电站的设计建造企业。从“师徒”变成“盟友”,其背后是中国核电从“引进来”到“走出去”的一次跨越。而这次跨越,得益于第三代核电技术的兴起。


20世纪80年代,发生于前苏联的切尔诺贝利事故让全球核电发展陷入低迷,核安全成为核电发展无可回避的首要问题。进入90年代,随着技术的发展,更为安全和先进的第三代核电技术应运而生,法国的EPR和美国的AP1000较早的出现在公众的视野,也成为我国积极引进和消化吸收的技术。


然而,没有自主知识产权,意味着已有的核电技术基础都将受到冲击,而在国际市场,第二代机组已然缺乏竞争力,这些问题都激发了我国核电行业自主研发第三代核电机型的雄心壮志。从2007年4月开始,在前期研发工作基础上,中国核工业集团公司和中国广核集团公司的研发团队逐步确定22项技术改进,完成了自主化燃料组件研制、关键设备设计与试验验证、关键专设安全系统和数字化仪控系统的试验验证工作,形成了具有自主知识产权的三代核电技术雏形。


2011年,日本福岛核事故的发生让核安全再度引起国际社会的警觉,已然升级为国家战略的中国核电“走出去”也面对着更高标准的考验,此时,将中核集团ACP1000和中广核集团ACPR1000+技术进行融合的设想一经提出,就获国家能源局的认可,于是,具有完整自主知识产权的三代核电品牌“华龙一号”呼之欲出。


2015年12月30日,中核集团和中广核集团共同出资成立了华龙国际核电技术公司,负责华龙一号核电技术融合与持续优化工作。2017年5月,华龙国际向国家能源局正式上报《华龙一号技术融合方案》,7月,该《方案》正式获得批复通过,华龙一号技术标准化取得了阶段性成果。


与此同时,2015年5月7日,我国首个完全自主设计的第三代核电技术示范工程——“华龙一号”首堆示范工程福清核电5号机组开工建设,同年的12月22日,6号机组开工建设。华龙一号实现了核电安全性和经济性的有机统一,其诞生,使中国继美国、法国、俄罗斯等之后,成为具有独立自主三代核电技术的国家,跻身世界先进核电技术行列,这也是中国从核大国向核强国迈进的一个重要标志。


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福清核电站


第三代核电技术的成熟让我国核电这张“国家名片”在国际市场的角逐中更加游刃有余。在“一带一路”沿线国家,中国核电与巴基斯坦、约旦等20多国开拓合作,其中,中核集团负责出口建设巴基斯坦恰希玛核电站一期工程四台机组的全面建成,更被称作“南南合作的典范”。


而在标准严苛且挑剔的发达国家,“华龙一号”在英国的通用设计审查(GDA)获得英国政府受理,已正式进入第二阶段;拟采用“华龙一号”技术的布拉德维尔B项目进入厂址勘查阶段;欧洲用户组织也已经同意受理并启动“华龙一号”EUR审查。在发达国家获得认可,将加速中国核电布局国际市场的步伐。


从“厚积薄发”到新的篇章


如果说中国的三代核电技术“华龙一号”实现了与世界最先进技术的“并跑”,那么四代核电技术则无疑是实现了领跑全球。今年9月21日,我国首座高温气冷堆示范工程燃料装卸系统已经安装完毕并开始调试,这是核电站建成发电前的关键环节之一。这一项目正式开工于2012年12月9日,因其属于第四代核电技术,自建设以来一直备受关注。


从2004年开始,中国华能集团公司联合中国核工业建设集团公司、清华大学控股建设国家科技重大专项——高温气冷堆核电站示范工程,于2007年1月共同组建了华能山东石岛湾核电有限公司,负责示范工程的建设与运营管理。


2006年初,高温气冷堆示范工程正式列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中的十六个科技重大专项之一。2011年3月1日,国务院常务会议审议批准了示范工程项目可研报告;2012年12月3日,示范工程可行性研究报告获得国家发改委批复;2012年12月4日,国家核安全局颁发了建造许可证。


项目计划于2019年底首次并网发电,总投资估算约为81.31亿元,投产后,预计年发电量14亿千瓦时以上。示范工程是世界上首台开工建设并将最早投产的最新一代高温气冷堆核电机组,可以预见,通过工程运行验证,模块式高温气冷堆技术在核能发电、热电冷联产及以核能制氢为代表的高温工艺热应用等领域将拥有广阔的商业化应用前景。


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海南核电站


第四代核电技术取得突破,无论在我国的工业化发展历程中,还是在世界核工业史上,都将是一个新的起点和重要的里程碑。在更长的时间维度上,中国核电三十余年的发展历程,是世界工业化和经济发展重心转移的一个缩影,也是中国改革开放以来急剧变化的时代的一个缩影。


进入中国特色社会主义新时代,安全高效、绿色低碳的核电,因其特有的基荷属性、不受地域和季节影响的属性等特点,是贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念、加快国家用能结构绿色低碳转型战略落地的理想选择,核能利用将在我国能源体系中继续扮演重要角色。


同时,核电是代表国家核心竞争力的“国之重器”。立足自主创新,不断提高自主核电技术水平,通过示范工程和批量化建设,可以全面提升现有核能技术发展能力和水平,提高自主核电技术品牌竞争力,占领未来核电技术发展的制高点,从而实现从“中国制造”向“中国品牌”的跨越。


在全面提升核电竞争力的过程中,新技术与传统工业融合成为促进核电发展的重要途径,物联网、大数据、人工智能等新技术在核电设计、建造、运行控制与管理、核装备制造与燃料加工等领域的应用,将会极大促进核电的技术进步、管理和安全水平,可以实现降低成本,提高效率的目的,未来核电站将向着数字化、智能化发展。


作为高科技战略产业,“一带一路”整体布局正在为核电这个清洁能源的发展注入新动能。一方面,主要核电国家大部分在运机组即将到达运行许可年限末期,迫切需要升级改造,核电技术运维服务与退役市场拥有较大市场空间。另一方面,新计划发展核电国家正在积极推动核电项目建设计划,我国自主三代品牌华龙一号等已经得到国际的广泛认可,随着国内示范项目的顺利推进,在“走出去”方面将拥有广阔的舞台。


厚积薄发,用以形容改革开放以来中国核电的艰辛探索再合适不过。站在新的起点放眼未来,随着一带一路的推进和新兴市场电力需求的快速增长,我国核电必将在全球能源供给中发挥越来越大的作用,谱写越来越壮丽的诗篇。


来源:中国改革报《能源发展》周刊  记者 吴昊 原勇


2018年12月11日 10:23