推进核电产业自主化发展——专访叶奇蓁院士

本刊记者 李照煦 王 丹

推进核电产业自主化发展
——专访叶奇蓁院士

本刊记者 李照煦 王 丹

Promoting indigenized development of nuclear power industry—Special inteview with Academician YE Qizhen

编者按：随着国家“积极发展核电”政策的颁布实施，核电行业迎来了新的发展机遇。针对中国核电发展的几个关键性问题，本刊记者近日专访了核电专家叶奇蓁院士。

叶奇蓁，中国工程院院士，核反应堆及核电工程专家。1934年9月16日生于武汉，1955年毕业于上海交通大学，1960年在前苏联莫斯科动力学院获电力系统专业副博士学位。1961年5月起，先后任核工业第二研究设计院副总工程师、核工业计算机应用研究所所长、核电秦山联营有限公司副总经理、总设计师等职。是我国核电领域做出突出贡献的专家之一，1990年起享受国务院特殊津贴。

记者：我国核电从“适度”发展到“积极”发展，经历了怎样的历程？

叶奇蓁：我国是重视发展核电的。国务院在1956年制定的《1956年到1967年科学技术发展远景规划》中就明确指出，用原子能发电是动力发展的新纪元，是有远大前途的。早在1970年2月8日，周恩来总理就批示要发展核电，但是由于种种原因，直到改革开放后，我国才正式开始建设核电站。

1979年，美国发生了三里岛核电站事故，没有人员伤亡；

1986年苏联的切尔诺贝利核电站事故发生以后，全世界的核电事业都陷入了低潮。那个时候，我国的核电事业刚刚起步，正着力开发研究建设30万千瓦原型压水堆核电站，也就是秦山一期工程。当时大家有点怀疑，中国搞核电会不会有风险。由我国自主设计建设的30万千瓦秦山一期核电站投产发电，实现了我国核电零的突破。在大亚湾核电站亦建成后，才充分证明核电是安全的，而且我们已基本掌握了核电站设计和建造的技术。

1986年，国家提出了“以我为主，中外合作”的八字方针。首先要以我为主，同时在改革开放的条件下争取与国外合作。在这样一个方针指导下，要搞与国际接轨的、按国际标准建造的商用的核电站。核电站建设所需资金要由业主、建造者自己去筹集，建成发电以后，要还本付息，实行商业化的运作，要考虑投入产出，讲究经济效益，能与其他能源相竞争。

秦山一期30万千瓦核电站建成后，我国核电面临着规模化、系列化、商用化的发展的问题，从60万千瓦级起步还是从100万千瓦级起步？就核岛来讲，30万千瓦一个环路，建两个环路就是60万千瓦，将来加一个环路形成百万千瓦级，加两个环路形成一百二十万千瓦级核电站。100万千瓦级核电站比60万千瓦级的多一个环路，也是可以搞的，但当时我国刚刚从美国西屋公司引进60万千瓦级汽轮发电机组用于火力发电，搞百万千瓦级核电站，常规核岛设备制造存在一定风险。所以秦山二期决定搞60万千瓦级的核电站。

由于20世纪80年代末西方国家对我国进行制裁，迫使我们由引进技术、联合设计改为自主设计，自力更生推进核电的发展。起初，大家打了很多问号，秦山二期能不能建成，建成了能不能发电，发电了能不能持续，是不是三天打鱼两天晒网……建造时我们遇到了很多困难，通过调查分析、试验研究、反复实践，集全国各方面的力量，所有的困难都一一克服了。秦山二期核电站建成后运行相当良好。

后来证明秦山二期核电站搞得确实挺好，而且比投资特别低，按当时的汇率是1 330美元/千瓦，包括利息等所有投资费用在内，以建成价来算不到145亿人民币，这其中还包括征地和今后扩建工程要用的基础设施的费用。秦山二期是按照国际标准化设计的商用核电站，它的建成为百万千瓦级的核电站的自主设计建造打下了技术基础和设备国产化的基础。

近年来，电力紧缺成为制约我国经济持续快速发展的瓶颈因素，同时环境污染问题亦日益严重。因此国家决策核电发展战略从“适度发展”转向“积极发展”。“九五”以前，核电的发展稍微慢了一点，“九五”期间我们开工了多个项目，但自主设计建设的项目仅秦山核电二期工程一项。到2003年，时任国务院副总理的曾培炎同志在杭州召开会议讨论核电发展问题时，提出“积极发展核电”的方针，后来成为中央的战略决策，才有了今天核电发展的大好形势。

记者：积极发展核电，对当前我国扩大内需、拉动经济增长会起到怎样的积极作用？

叶奇蓁：首先，从扩大内需、克服金融危机的角度讲，积极发展核电是拉动经济增长一个很好的“发动机”。因为一个核电工程项目一旦上马，由于工程本身投资很大，所以也带动了一大批相关产业的发展。比如说钢铁产业，核电工程需要大量的钢铁，从高端的机械设备需要的高技术含量特种钢材到普通的建筑用的钢材；另外也需要相当数量的建设工人，这就解决了一部分人员的就业问题。核电这个产业链很长，本身投资就很大，一个机组就要上百亿人民币，而这个产业又能带动很多相关产业的发展，形成了一个“裂变式”的发展，所以说，发展核电产业在拉动经济增长、扩大内需、促进就业、拉动机电行业、材料行业、建筑行业产业升级方面是很有好处的。

其次，发展核电产业有利于改变能源结构，改善环境条件，促进经济发展。从拉动经济上来讲，是相当积极、相当可靠的。我国现在核电行业的投入产出比是很好的，就是说贷款是肯定保证还的。银行都愿意给核电项目贷款，因为核电经济效益很好，银行的贷款风险就小。核电企业很守信用，到时候就还贷，而且还提前还贷，不少投资者都喜欢把资金投向核电工程。

第三，发展核电产业有利于解决能源紧缺问题。不但中国需要能源，全世界都需要能源。我国核电装机容量占发电总量这么小，即使金融危机造成能源需求有点下降，亦不会影响核电的发展，但国家也正在利用这个机会来改变能源结构。电力界方方面面的专家、领导都跟我说，你们核电能搞多少就搞多少，你们多搞点核电就能省下煤炭等化石能源，留给子孙后代。

过去一直说要关闭小火电站以改善环境、提高能效，然而不太好关闭，因为涉及关闭小火电站所带来的经济损失问题，更重要的是有些地方缺电，一旦关闭了，电就不够用了。所以说积极发展核电能够扩大内需、拉动经济，也能够解决能源紧缺问题。

记者：我国在核电国产化方面已经取得了哪些进展？还有哪些技术难点？

叶奇蓁：二代改进型核电站设计已经完全自主化了，设备制造的国产化率已经超过70%，主设备里除了主泵还不会造以外，其他主设备基本都实现了国产化，而且不止一个制造基地。我国的哈尔滨电站设备集团公司和中国东方电气集团公司已经着手在搞主泵研制，而且还列了一个“973”课题，相信用不了多少年，主泵国产化问题就会解决。

过去我们认为最薄弱的环节是泵阀，经过这两年的努力，大部分的核二级泵已经实现了自主制造并通过了鉴定，有的已得到在建核电项目的订货。阀门方面我们亦开展了大量的研制工作，比方苏阀（中核苏阀科技实业股份有限公司）和大连大高（大连大高阀门有限公司），已经试制了一批核级阀门并通过了鉴定。还有几个核一级阀门比较难，比如主蒸汽隔离阀和先导安全阀，我们亦正在规划研制中。其他像核级电气设备、核级电缆也都在积极开发，并取得了很好的成果。

核仪器方面我们有自己的核仪器厂，核探测仪等我们都在积极做。核电站数字化仪控是个新技术，我们也正在组织力量，掌握技术，实现国产化。大型铸锻件的生产设备方面，韩国有15 000吨的油压机，我国现在搞的都是16 000多吨的，韩国看我国搞这么大，又准备挖地基搞17 000吨的。所以说从生产能力上来讲，我们不亚于国外制造厂商。在核电这么大的一个规模前提下，各类设备都会有国内厂商愿意生产，国家正在加强政策倾斜，技术问题只要经过实验攻关都是可以解决的。核心设备、关键设备基本上达到国产化的日子已经不远了。

总之，我们一定要实现自主化和国产化，而且要加强自主创新，不能依赖别人。胡锦涛总书记讲过，关键技术、核心技术是买不来的，只有自己去掌握。

记者：我国在建核电站以二代改进型技术为主，也引进了AP1000三代技术，请谈谈您的观点。

叶奇蓁：首先，二代改进型的技术是安全的，目前世界上正在运行的400多座核电站都是二代技术，仅发生过两次事故，而且发生切尔诺贝利核电站事故的堆型不是压水堆。在这400多座核电站里面有260多座是压水堆核电站，我国采用的就是压水堆技术，应该说二代改进型技术是足够安全的。第二，三代技术在安全性上比二代技术要更高一个台阶，但是三代技术还在开发之中，世界上还没有一台建成运行的三代核电机组。这两个基本事实是大家公认的。第三，当前国家对核电需求很迫切，而三代核电站的技术转让、设计自主化、设备国产化尚在进行之中，因此规模化、批量化地建设三代核电站尚不具备条件，在一定时间里建设一定数量的二代改进型核电站是现实的、客观的。

此外，我认为曾培炎同志在两次讲话中实际上已经回答了这个问题。第一次是2003年在杭州，提出积极发展核电的指导方针，首先把大方向定了；第二次是2004年在秦山，他讲，看来三代技术经过引进、消化吸收到我们自己能建，需要一段时间，在这段时间里可能需要建一部分二代改进型核电站。这个话已经讲得很清楚了。至于这个消化吸收自主建造的时间需要多长，要看我们的努力，大家希望赶紧把4台AP1000机组搞成，搞得快些、好些，自主化程度高些，国产化率大些，尽早进入三代核电机组的批量化、规模化建造。

归结起来，批量化、规模化建设三代技术核电站要具备三个条件：第一，要会自主设计，设计的龙头要掌握在自己手里。如果每次都要叫美国人设计，这个事情就办不了；第二，国产化率要达到70%以上，主要设备要能自己造；第三，经济上应该是有利的，不比二代改进型便宜也要差不多，这样才具备发展的潜力。

记者：有没有这种可能，我们的三代技术还没有完全掌握，但是以快堆为代表的四代技术已经成熟应用了？

叶奇蓁：这个不会。从战略上讲，当前首先应批量化、规模化建设二代改进型核电站，这是现存的成熟技术。下一步应该是三代核电站批量化、规模化建设，时间的早晚取决于4台AP1000机组技术消化掌握情况。再下一步才能是快堆。因为快堆的燃料来自于热堆。一个百万级大型快堆的装载量，需要40吨左右的钚，就是说，近20个百万千瓦级的热堆电站一年产生的钚才能装备一个快堆。从热堆转到快堆，作为批量化、规模化取代，我们希望在2030年以后开始，这个替换过程也要一二十年，到2050年的时候才能实现快堆的自我循环。

2020年以前投产运行的还是以二代改进型核电站为主，2020—2030年三代核电站唱主角，2030年以后快堆才开始逐渐取代热堆，实现商业化的、批量化的发展，但是需要热堆来提供燃料。所以说即使快堆的技术都掌握了，可以商用了，但是还需要热堆给它提供燃料，快堆的商业化应用不会跨越热堆这个阶段。

记者：目前我国核电的上网电价普遍要比火电上网电价高，而美、法、日则相反，原因是什么？

叶奇蓁：秦山二期的上网电价是0.393元/千瓦时，要比浙江火电的标杆电价便宜。上网电价的成本由还本付息费、燃料费、管理运行维护费三部分组成。其中还本付息的费用占60%左右，燃料费占20%到30%，管理运行维护费占10%左右，再加上各种税费和利润，最后算出上网电价。

火电上网电价的成本组成正好和核电相反，火电的还本付息大约占30%左右，燃料费大约占60%左右，运行维护费跟核电差不多。

那么美国的核电上网价格为什么会便宜？因为美国核电站的还本付息费用已经没有了，而我们的核电站目前正处在还本付息期，还本付息费用要占60%左右。这就是为什么美国的核电站都在考虑延寿10至20年。我们核电站将来也可以延寿，因为我们的技术要比美国当时的技术还要好。等到我们还本付息之后成本价也就低了，核电上网电价自然可以降下来，核电的经济性优势就凸显出来了。

有人问美国现在为什么不积极建造核电站呢？第一，因为目前美国的经济发展速度较慢，电能的需求增长较少；第二，美国没有必要花大价钱建设新的核电站，美国如果新建核电站，它的电价要达到5到6美分/千瓦时，这个价格很贵，而且比我们的电价还贵。美国只需花点钱对以前的老电站进行评估而后翻新改造一下，这样他的电价只有1到2美分/千瓦时。虽然需要更新数字化系统、更换老化的原器件，但毕竟比建一个新的核电站便宜，老的核电站完全可以再安全运行一二十年。

应该说，我们现在新建设的核电站价格要比美国新建的核电站价格便宜得多。因为我们的设备系统、人工费用等各方面成本要比美国低。当初建设秦山二期时核算的比投资达到1 330美元/千瓦，美国专家就跟我说，你们建造的核电站是全世界最便宜的核电站，你们拿到全世界最便宜的设备，建成了世界最便宜的电站。当时美国的核工程杂志也是如此报道的。

我国的核电站将来批量建设了成本还会逐步降低，目前百万千瓦级机组的预期投资约为12 000元/千瓦左右，广东阳江核电站6台机组一起招标，预期比投资约11 000元/千瓦。因为是批量建设，所以成本较低。随着我们核电建设规模的扩大，核电上网电价一定会比火电便宜。

记者：“两会”期间四川的代表提出，恳请国家将四川核电一期工程作为对四川灾后经济恢复和发展的特殊支持项目，您觉得目前国家在内陆建核电站的时机是否成熟，需要注意哪些问题？

叶奇蓁：先解释一下为什么我国的核电站优先建在沿海地区。首先，改革开放是从沿海地区开始的，东南沿海地区是我国的经济中心、电能负荷中心。为了减少西电东送，北煤南运的压力，保障沿海地区经济快速发展，国家当时决定先在沿海地区建造核电站。其次，改革开放初期，内陆地区电网容量较小，沿海地区电网容量较大，这也是促使核电站首先建在沿海地区的原因。但并不是说核电站只能建在沿海地区，只是说当时沿海地区的电力需求比内陆更急迫、建设条件比内陆好一点。所以我国的核电就这样从沿海地区先发展起来了，包括在建的秦山二期扩建、岭澳二期、红沿河、宁德、福清、阳江、三门等核电工程都是在沿海地区。

这种情况可能造成了有些人的误解，认为核电站不能建在内陆。实际上，国际上大部分核电站都是建在内陆，法国、美国建于内陆的核电站都超过了60%；有些内陆国家，如瑞士，5座核电站都建在内陆江河边上。从国际经验看，内陆核电站运行的稳定性、可靠性、安全性、对环境的影响都不存在问题，在内陆建核电站也是完全可行的，这已经在全世界范围内达成共识。

应该说我国在内陆建核电站的条件已经成熟了。

第一，中国经济的发展呈阶梯状，从东部到中部，再到西部，处于内陆的中西部地区的经济发展对电能的需求越来越大。

第二，部分内陆地区的能源资源也比较贫乏，已有的火电、水电逐渐不能满足经济发展的要求。

第三，核电不需要大量的燃料运输，一旦出现灾害，核电能够支持电网继续供电以保证基本的生产、生活用电需求。发生在2008年年初的雪灾使交通运输受到了极大影响，致使火电站发电所需的煤炭运输中断，湖南郴州地区电力供应瘫痪，人民的生产、生活遭受了严重影响。而核电站由于不需要日常燃料运输，每年只需要补给一车皮的核燃料，一旦有灾害发生，传统的火电站和水电站无法正常发电时，核电站还可以坚持发电，至少能够保障一部分基本生产、生活用电。

第四，发展核电有利于增强内陆电网的稳定性。如果完全依靠西电东送，一旦远距离输电出现问题，电网就会瘫痪。如果电网有核电支撑，那么即使出现一些问题，核电能够把电网系统稳定下来。

第五，随着内陆经济的发展，内陆电网规模已经比改革开放初期扩大了不少，内陆已经建成了50万伏的电网，而且还在继续建设特高压电网，这使得内陆电网能够容纳百万千瓦级的核电机组，具备了建设核电站的重要条件。

第六，已经具备了在内陆建设核电站的技术水平和设备条件。目前全世界运行的内陆核电站均采用二代或二代改进型技术，三代技术机组尚未在内陆建成。我国目前的二代或二代改进型机组经过20多年的发展，技术已经比较成熟，从安全性和对环境的影响等因素上来讲，也不会有问题。因此，现在我们国内已经成熟的二代改进型核电站完全可以在内陆建造。

所以，从内陆经济发展对核电的需求、内陆能源资源分布情况、内陆电网的现状和技术等方面来看，在内陆建设核电站的时机已经成熟。

当然，内陆建核电站还要解决好几个关键性问题。

首先，我国内陆江河附近的人口比较密集，江河水系多数是自西向东流的，适合建核电站的地方多半是我们的水源地或是其下游的饮用水的来源地。为了减少占用更多的耕地，内陆核电站多半选址于地质条件较好的山区，基于这种情况，对废水废气的排放上的要求十分严格。内陆核电站为了控制污染物排放，在选厂、布点等方面都要做工作，最近环境保护部就正在研究内陆核电站的三废排放标准。

第二，内陆核电站在废水排放方面，不但总量要控制，而且单个排放点的排放浓度也要控制，水处理方案做得越细越精越好。

第三，内陆山区受风力等因素的影响，烟囱里排出的污染物扩散稀释较差，有可能沉降在附近，所以对废气排放要做些处理，过滤得更多一点，贮藏衰变的时间更长一点，碘吸附等工作也要做得好一点。所以在废气排放方案上也要越细越精越好。

所以，在内陆建设核电站，在三废排放上要做工作，确保周围地区的环境和水源不受影响。不能简单照搬沿海地区核电站的经验，要因地制宜，把工作做细致。

同时，在内陆建设核电站，还要考虑大型设备运输的问题。核电站有很多大型设备重达几百吨，这对内陆的道路、桥梁、隧道等运输硬件条件也提出了很高的要求。

记者：如何更好地规范我国核电市场，建立完善的标准化体系？

叶奇蓁：由于我国核电起步较晚，造成国内核电市场多种标准体系共存的现象。不光是核电行业，其他行业也有类似的现象。因为任何技术如果完全依赖一个国家的话，可能就搞不上去。别人会给你制造技术壁垒，所以这种多标准的情况是难以避免的。我国目前是发展中国家，想要快速发展就要学习国外的先进技术，吸取各个国家的长处来形成自己的特点。

第一，大家不要觉得这种现象是不正常的，因为这是事物发展的一个必然的过程。

第二，标准多了没什么可怕的，不是见识也更多了嘛！对比也就多了。建设秦山二期的时候，我们和许多国家都谈过，像德国、法国、美国、日本等，也是在了解他们各自的标准体系后，考虑到国内外的情况，才决定采用法国的标准，因为国内大亚湾核电站用的就是法国的技术，基础好一点，资源也会多一点，有一些现成的东西可以参考。后来秦山二期采用了多国采购的形式从多个国家引进技术和设备，就是为了规避过于依赖一个国家，真正做到货比三家、择优选择。其实，各国核电站的建设都是采取多国采购设备，无非是要做好标准规范上的协调和接口的处理工作。

第三，我们要能从中学到有用的东西。因为所有标准基本点都是一样的，由于工业体系有所差别，管理体制有所不同，故而在材料体系和管理方式上有所不同。法国在核电方面采用的标准体系也是从美国引进的，没有本质的区别。目前，我们要根据我国核工业体系的实际情况，在现有的基础上建立中国核电自己的标准体系。