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行业动态
中国核电的国际化棋局
时间:2013年09月27日 来源:东方早报 作者:早报记者 李跃群 实习生 杨漾 张璇 点击量: 分享:
    今年夏天,7名美国核电专业的大学生,来到位于上海漕河泾开发区内的上海核工程研究设计院(下称上海核工院,即728院),进行了2个月的暑期实习。

  赫尔曼(Neil Herman)便是其中一员。大学二年级的Herman就读于美国密歇根大学的核工程专业。在核电科研领域,密歇根大学被认为是核行业皇冠上的一颗明珠。作为全球核电的发源地,美国一直代表着全球核电技术的最高水平。

  “来中国见识核项目真的很有趣,因为这是世界上目前最令人感兴趣的东西。中国是目前规划得最好,而且发展也很快的国家。现在我们就是来见证中国的核产业正在发生什么。”Herman说。

  此番实习,颠覆了Herman之前对中国的印象。“在美国,当你听到‘中国制造’时,总会觉得有点像玩具一样质量不好,感觉无法与‘核产业’这个概念联系在一起。”Herman说。

  

全球核电看中国

  “从目前整个国际的格局来看,全球在建的65个机组,有28个在中国。这28个目前在中国还是一个开头,以后还会更大量地建造。”上海核工院副总工程师顾申杰介绍说,他今年去美国参加了几个核电会议后,最明显的感受就是在核圈子里面,人人都在谈论中国,人人都把中国核电的发展看作是整个行业赖以生存的希望所在。

  美国大学生来到中国的核电研究设计院实习,似乎是全球核电产业格局悄然改变的一个隐喻。

  相比美国的核电寒冬,中国核电产业呈现出的是一派欣欣向荣的景象。在经过几十年扩张之后,中国已成为全球核电行业的“大户”,也是目前全球核电建造最为活跃的国家。

  目前,全球在建的核电机组中,有超过40%位于中国,其中,便包括第三代核电AP1000的全球首堆。

  “从目前整个国际的格局来看,全球在建的65个机组,有28个在中国。这28个目前在中国还是一个开头,以后还会更大量地建造。”上海核工院副总工程师顾申杰介绍说,他今年去美国参加了几个核电会议后,最明显的感受就是在核圈子里面,人人都在谈论中国,人人都把中国核电的发展看作是整个行业赖以生存的希望所在。

  这次密歇根大学学生前来实习的上海核工院,正是中国核电的起点。1970年2月8日,时任国务院总理周恩来指示建造中国的第一座核电站,该项目被命名为728工程,这也是728院命名的由来。1991年12月15日,中国第一座自行设计建造的30万千瓦核电站在浙江秦山并网发电成功,中国成为继美、英等国之后世界上第七个能够自行设计建造和运行管理核电站的国家。

  如今,728院是国家核电技术公司(下称“国家核电”)旗下的骨干力量。国家核电是中国实现第三代核电技术AP1000引进、工程建设和自主化发展的主要载体和研发平台,也是中国大型先进压水堆核电站重大专项CAP1400/1700的牵头实施单位和重大专项示范工程的实施主体。

  虽然全球核电复苏受到了福岛核电事故的打击,但是中国坚持高效发展核电的决心并未改变。中国能源结构转型、环保要求升级等外在因素,给核电带来了建造需求。

  国家能源委员会专家咨询委员会主任、国家能源局前局长张国宝在9月初曾表示,“在雾霾的困扰下,会有更多的人接受核电。对于煤炭占一次性能源67%的中国来说,增加核电是一个现实的选择,它没有温室气体排放。”

  根据国务院最新公布的大气污染防治方案,中国的能源供需格局将出现重大变化:到2017年,运行核电机组装机容量达到5000万千瓦,非化石能源消费比重提高到13%。

  

美国学生的热情

  全球核电第一大国美国,刚刚从核电的漫长寒冬中苏醒,美国的核电人才培养也因此被蒙上了一层阴影。有整整20年时间,就是上世纪80年代以及90年代,美国学生选择学核工的特别少。“现在美国的核工程师一般都不是很年轻的,很多很快就要退休了。”

  在顾申杰看来,中国发展核电有三大优势:首先,中国有一支绝对数量比较庞大、成熟的专业核电人才队伍;第二则是中国的核电重大装备产能,目前应该说是世界第一,能够同时承接6-8个机组主设备的制造;第三,中国向来不缺少活跃的投资。

  在人力、设备生产力、财力三大优势的配合下,中国核电开始了跨越式扩张。

  而全球核电第一大国美国,则刚刚从核电的寒冬中苏醒。

  2012年2月,美国核管理委员会(NRC)宣布批准美国南方电力公司的Vogtle 3号和4号两台AP1000核电机组的建造和运行联合许可证(COL)。自1979年三哩岛核电事故之后,美国已有34年没有新批任何核电机组。美国现有64座核电站、104个反应堆。

  美国的核电人才培养也因此被蒙上了一层阴影。Herman称,有整整20年时间,就是上世纪80年代以及90年代,美国学生选择学核工的特别少。“现在美国的核工程师一般都不是很年轻的,很多很快就要退休了。”

  Herman说,在上海核工院,看到了很多很有才华的年轻工程师。关于中国核电产业有多热的问题,Herman举了一个例子:“这里的加班文化让我印象深刻。”

  来到全球核电发展最快的地区,看看核电发展的最前沿,成为了这批美国学生选择来中国实习的原因。

  “知道这个实习机会后,我就想牢牢抓住,在美国这样的机会很少。实习后,我掌握了很多关于核电、核能工作方面的经验,我很开心。”来自密歇根大学核工程专业的大四学生Leonardi Tjayadi表示。

  上海核工院为每位实习生配备了专业的指导老师。除理论培训外,导师负责指导实习生开展热点专题研究,并组织前往上海重型机械厂、上海电气核电设备有限公司等地参观制造现场。

  这令密歇根大学的实习生们感到相当惊讶。“我们非常意外居然能去那么多不同的核电厂和企业参观。要是在美国,这是很难做到的,我们没有什么机会去参观运行中的核电厂址,对于外籍学生而言就更困难了。”Herman称。

  据顾申杰介绍,“由于美国学生的旅费由学校支出,所以密歇根大学将此作为一种对优秀学生的奖励,几百名学生中选了20个人不到,最后到核工院实习的只有6个人。”

  还有一个未能进入名单的美国学生,选择了自掏腰包来中国。据上海核工院人力资源部主任叶元伟透露,这名学生花了两万多元人民币从美国到中国来实习,“据说他家境也不是很富裕,在美国贷了12万美元的助学贷款。”

  “我们院最后筛选出来的学生,有美国人、印度人、印尼人、巴基斯坦人。他们应该说是全世界最顶尖、最聪明的年轻人。我们感到他们思维非常活跃,求知欲很强。他们不是简单了解,而是不断思索,追寻表面的技术构成背后的作用机理,跟我们互动也非常多。”对于这批学生,顾申杰评价很高。

  

伏笔国际市场

  “比如这次交流中的巴基斯坦或是印度的学生,他们就不一定会留在美国,可能会回到祖国去从事核电方面的工作,这样我们对这些国家就有了潜移默化的影响。我们希望把这些留学生纳入到人才库中,不断去跟踪,等到这些学生积累到一百个、两百个,其中有几个就会成为专家型的顶尖高手。”上海核工院人力资源部主任叶元伟说。

  吸收外国学生到本国学习核电知识,并非中国的原创。

  上海核工院与密歇根大学交流活动的推动者顾申杰,在2001年便曾获得过相似的机会,去美国密歇根大学留学一年,攻读硕士学位。

  顾申杰称,上世纪90年代末,中国核电的主导方还是中国核工业总公司(CNNC)。美国西屋公司当时比较有眼光,看到中国核电市场的潜力,它与中核总签订了一个协议,共同设立了一项叫CNNC-WestingHouse Fellowship的奖学金。该奖学金每年资助中国核能行业,也就是中核总旗下的一名员工去美国攻读硕士学位。

  本科并非核电出身的顾申杰最终冲出重围,获准到美国攻读核电专业。

  此后,西屋公司的AP1000成为了中国第三代核电的主力机型,西屋公司此前做出的种种软实力建设方面的努力,最终也得到回报。

  中国的核电企业正在着力打开国际市场,为外国学生提供实习机会,或为未来的合作放下长线。

  叶元伟称,“比如这次交流中的巴基斯坦或是印度的学生,他们就不一定会留在美国,可能会回到祖国去从事核电方面的工作,这样我们对这些国家就有了潜移默化的影响。我们希望将这些留学生纳入到人才库中,不断去跟踪,等到这些学生积累到一百个、两百个,其中有几个就会成为专家型的顶尖高手。”

  “韩国在这方面很厉害。”叶元伟称,“2009年,在阿联酋阿布扎比的国际原子能机构关于核电人才的研讨会上,韩国方面介绍说,他们给马来西亚培训了几十名专家。马来西亚是没有核电的,如果未来发展核电,肯定会对韩国技术有天然的亲切感。”

  目前,核电发展晚于中国的韩国已在国际化的进程中走到了中国的前头。

  2009年12月,韩国国营企业韩国电力公社所主导的企业联盟与阿联酋核能公司签订协议,前者将于2020年之前在阿联酋首都阿布扎比以西大约330公里处的西拉建造4座轻水核反应堆,发电量分别为1400兆瓦。韩国方面预计,这份合同还能带来总价值约为200亿美元的合同,涉及运营、维护、为反应堆提供燃料等。

  叶元伟称,希望这些外国学生一方面接受中国文化,另一方面将来从事核电行业的时候,能想到中国,想到上海核工院,“使我们也能够进入到标准体系的制定者行列。”

  

寻求基础性技术支撑

  “中国的科研院所,尤其院校,越来越多地放弃了基础性的研究而去趋附于市场的需求。院校原本是处于一个技术发展形成产业链的基础性底端的,但是它却跳到了市场应用的层面上。跟其他工程性的设计院、应用单位去抢这个活干。”上海核工院副总工程师顾申杰说。

  据顾申杰介绍,与密歇根大学的交流,只是728院与国外院校互动的一部分。728院还将与俄亥俄州立大学、普渡大学、北卡罗来纳州立大学,以及德州农机等美国院校进行进一步交流。

  获取基础性的先进概念支撑,是728院与国外院校进行合作的核心动力。

  “为什么要和国外高校建立这样一种联系?这是一种需求,与目前国际核电的发展格局以及中国在整个核电格局中所处的权重有关。”顾申杰称,“中国已成为全球各个核电技术提供者征战的沙场。要想实现跨越式发展,必须主动整合全球优势资源。”

  在整个核电产业链中,处于最上游的是先进的概念,这部分来自于科研院所;往下,则是以728院为代表的工程研究设计院,其主要任务,是将先进的概念进行工程化;再往下,则是核电站的建造和设备的制造;最下游,是设备的调试、安装、运行、退役。

  顾申杰称,728院未来在核电行业里如果要达到技术的制高点,或是形成技术引领的导向性作用,必须寻求一个基础性的支持。

  而目前,国内在先进概念方面与国际相比有所脱节。顾申杰称,“中国的科研院所,尤其院校,越来越多地放弃了基础性的研究而去趋附于市场的需求。院校原本是处于一个技术发展形成产业链的基础性底端的,但是它却跳到了市场应用的层面上,跟其他工程性的设计院、应用单位去抢这个活干。它基础的成效能力就受到了很大的制约,这和教育产业化过程中存在的不良现象,如趋利性、浮躁是有关系的。所以我们不得不把眼光转向更大的范围。”

  顾申杰透露,728院对外技术交流的路径是,通过人员交互、联合研究和对外国研究成果的应用等方式,获取基础性技术的积淀,从而为728院的后续发展提供支撑方面的效能。

  “这个效能并不功利。并不是某个技术与国外院校合作,我们就必须去使用,我们更是放眼于长远。”顾申杰称,“我们也不单纯通过跟别人合作简单去获取别人的技术,而是通过合作互动互利的过程,我们的人员可以深入到基础性研究或是原创性研究中去,然后慢慢地把这种合作变成一种技术性研究成果和研究理念的互相渗透。”

  至于选择与哪些院校进行合作,728院在将不同院校的背景、特长做了分析之后,进行分门别类,选择不同的技术走向和国外院校建立合作关系。

  比如密歇根大学,其在中子输运方程以及中子扩散理论等方面的核裂变理论代表了核物理技术理论的发展趋势。该校还拥有全球知名核材料腐蚀专家Gary Was教授,其团队主导了全美核金属材料相关的顶尖研究。

  “Gary Was教授及其团队已经决定了全球核电材料的发展趋势和走向,因为他是做基础研究的。”顾申杰说。

  普渡大学的特长则是核反应堆热工水力学、核反应堆热工流体力学。北卡罗来纳州立大学的特长则是虚拟电厂。

  

推广“中国核电品牌”

  为了拥有具有自主知识产权的三代核电堆型,中国2006年作出决策,以全面技术转让的方式从美国西屋公司引进AP1000技术建设浙江三门、山东海阳核电示范工程。

  中国核电产业要大踏步走向海外,亟须突破自主知识产权瓶颈。此前,中国出口海外的项目只有巴基斯坦的恰西玛核电项目。而出口巴基斯坦的核电项目,也为728院的国际化之路打下了基础。

  恰西玛核电机组是秦山一期30万千瓦核电机组的姊妹机组。该机组的知识产权来自728院。

  顾申杰称,“728院从一开始触摸核电,走的就是自主化道路,那个时候国外对中国是封锁技术的。秦山一期时,我们只能拿到一张纸,一段话,以及一些零零碎碎残缺不全的所谓国外核电的图纸。所以秦山核电厂完全是我们自己白手揣摩,反复试验,尝试出来的。”

  为了拿下秦山一期,728院设立了400多项的攻关研究,最终形成了自己的完整体系。此后,巴基斯坦在发展民用核电时,向中国发出了邀约。“巴基斯坦要求不低。”顾申杰回忆道,一方面,巴基斯坦请了国际原子能机构作为整个项目的监督和审查方,另一方面,巴基斯坦在核电领域长期跟随美国,严格要求上海核工院必须按照美国的标准体系去设计这个核电厂。所以,上海核工院当时也邀请了一家美国的咨询公司参与其中。

  顾申杰称,“通过这家咨询公司,我们迅速获得并了解了美国的核电设计,同时把这种了解与我们当时的摸索(当时秦山一期已经发电了)成果结合了起来。针对巴基斯坦的软土层及其内陆核电厂特点,国内做过出口核电、做过内陆核电,而且能够在软土地基上面建核电就我们这一家。全世界能在软土上建核电的也没有几家,这是一个世界性的难题。”

  恰西玛项目迅速固化并标准化了上海核工院30万千瓦的原创性核电机组,同时形成了国际化成果。顾申杰称,“恰西玛核电厂建成之后,728院与国际间的交流已经不存在障碍了,从语言到文化,到技术,不再存在障碍。”

  不过,这一30万千瓦的核电机型装机较小,技术在如今也已不再先进。要走向海外,上海核工院需要更大容量、更先进的机型。这便是中国目前正在力推的CAP1400。

  说起CAP1400,就不得不提AP1000。为了拥有具有自主知识产权的三代核电堆型,中国2006年作出决策,以全面技术转让的方式从美国西屋公司引进AP1000技术建设浙江三门、山东海阳核电示范工程。

  基于AP1000的基础,国家核电开发了CAP1400。A、P分别是Advanced(先进)和Passive(非能动)的首字母。最主要的区别“C”,即China(中国)的首字母。

  CAP1400即为“中国具有自主知识产权的装机容量为150万千瓦级的先进非能动核电技术”,这意味着中国大型先进核电技术品牌概念已破茧而出。

  顾申杰称,“基于能源局对我们初步审查的结果,如果能在年底之前获得发放路条的话,那么按照原计划,浇注第一罐混凝土的时间是明年4月份,现在所有的设计活动都已经按照这个节点在准备,在推进。按照这样的节点2018年我们就能发电。”

  推进CAP1400的同时,国家核电也在加速海外设点。8月27日,国家核电巴西代表处在里约热内卢揭牌成立,这是国家核电继美国和南非代表处后,在境外成立的第三个代表处。

  顾申杰称,现在南非和巴西是国家核电CAP1400重点推的方向,“但世事难料,做这个事情我们也是做好了各种准备。”

  顾申杰透露,前段时间,南非最大的一个业主,即当地电力公司的一个总经理级人物,也是国际原子能机构压水堆专业组的组长到728院拜访,“他表达了旗下员工能到这里来接受培训的愿望。整个推介过程是全方位的,更是人脉关系和信任度的建立。”

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