如果石島灣的商業(yè)示范工程取得成功，中國將成為世界上第一個擁有高溫氣冷堆商 業(yè)核電站的國家。這種首發(fā)優(yōu)勢將重新定義中國在世界核電產(chǎn)業(yè)中的地位，有可能使中國從一個技術(shù)引進(jìn)國變成一個核電技術(shù)輸出大國中國核電正在步入黃金時代。

自 2005年起，國家重啟核電建設(shè)，“十五計劃”提出的“適度發(fā)展核電”，在“十一五規(guī)劃”中修改為“積 極發(fā)展核電”，今年10月公布的“中共中央關(guān)于‘十二五規(guī)劃’的建議”中，提出“在確保安全的基礎(chǔ)上 高效發(fā)展核電”。

根據(jù)待批的《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，規(guī)劃核電裝機(jī)容量為 8600萬千瓦 。盡管目前我國核發(fā)電量占比僅為2%，但25臺、2773萬千瓦的在建規(guī)模卻占全世界在建核電機(jī)組的40%。

目前，從美國引進(jìn)的第三代核電技術(shù)AP1000風(fēng)行中國，如果大規(guī)模商用成功，將會取代已成熟運營的二代加技術(shù)成為未來中國核電的主導(dǎo)技術(shù)。

在全國核電建設(shè)高潮的喧囂之外，清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研 究院（簡稱“清華核研院”）則在默默推進(jìn)著中國第四代核電技術(shù)高溫氣冷堆的商業(yè)示范工程。

相對于 二、三代技術(shù)，外界對于第四代核電技術(shù)知之甚少，更不了解，中國的高溫氣冷堆技術(shù)已經(jīng)走在了世界前列。

“如果石島灣的商業(yè)示范工程取得成功，中國將是世界上第一個擁有高溫氣冷堆商業(yè)電站的國家，這將重新定義中國在世界核電產(chǎn)業(yè)中的地位。這種技術(shù)和商業(yè)上的首發(fā)優(yōu)勢將有可能使中國從一個核電技 術(shù)引進(jìn)國變成一個技術(shù)輸出大國。”清華核研院院長張作義告訴《望東方周刊》。

目前，該項目只等一 紙建造許可證。經(jīng)過30年的跋涉，伴隨著863計劃誕生的中國高溫氣冷堆項目走到了一個關(guān)鍵節(jié)點。

代際之辯

為什么有了四代還要搞三代，有了三代還要繼續(xù)搞二代？

張作義認(rèn)為，以代來劃分核電技術(shù)發(fā)展 不太科學(xué)。在核電領(lǐng)域，代際之間并不是普遍意義上的互相替代的關(guān)系。“比如，目前占據(jù)主導(dǎo)地位的是 二代加技術(shù)，但是三代也要建。同時，發(fā)展三代，也不是說二代加技術(shù)就要被淘汰，因為它仍然滿足目前的技術(shù)和安全標(biāo)準(zhǔn)。”

北京大學(xué)政府管理學(xué)院教授路風(fēng)也對本刊記者表示：“世界主流核電技術(shù)不是沿 著一條直線發(fā)展的，一、二、三、四代這種劃分給人造成了錯覺。”

1999年，美國政府提出了“第四代 核能系統(tǒng)”的概念，其中對核電站的最根本要求就是要達(dá)到“固有安全”。2001年7月，美國能源部宣布 成立由美國領(lǐng)導(dǎo)的的“第四代核能系統(tǒng)國際論壇”，推出了包括高溫氣冷堆、鈉冷快堆在內(nèi)的6種第四代 堆型的概念。

高溫氣冷堆是用氦氣作冷卻劑，出口溫度高的核反應(yīng)堆，除了用于發(fā)電外，還可以制氫。

2 009年9月，美國能源部發(fā)表聲明說：“下一代核電站（Next Generation Nuclear Plant，NGNP）項目將 采用新型的高溫氣冷堆技術(shù)，一個設(shè)施支持多種工業(yè)應(yīng)用，比如發(fā)電的同時進(jìn)行石油精煉。NGNP項目將使核能利用延伸到更寬廣的工業(yè)和交通領(lǐng)域，降低燃料消耗和污染，并在現(xiàn)有的商業(yè)化輕水堆技術(shù)基礎(chǔ)上提 高固有安全性。”

“目前看到的壓水堆機(jī)組是龐然大物，實際上，反應(yīng)堆的體積僅占約千分之一，由于反應(yīng)堆過小，產(chǎn)生的單位熱量極大，容易發(fā)生堆芯熔化，因此需要大量的水來冷卻以確保其安全。但如果 將反應(yīng)堆做得足夠大，易于散熱，就無需用水冷卻就可防止堆芯熔化。高溫氣冷堆就是這種原理。”張作 義解釋說。

2009年11月，美國橡樹嶺國家實驗室對清華大學(xué)設(shè)計出的這種高溫氣冷堆做出調(diào)研報告，認(rèn) 為：這個反應(yīng)堆最大的好處就是安全，從物理上可以完全排除三哩島和切爾諾貝利那樣的核事故，同時，由于高溫，發(fā)電效率也會比輕水堆高得多，幾乎可與火電媲美。

中國領(lǐng)跑

早在上個世紀(jì)40年代，美國就 已經(jīng)對這種高溫氣冷堆提出了概念，二戰(zhàn)后，美國橡樹嶺國家實驗室承擔(dān)了分析和實驗工作。1960年代初，美國國內(nèi)停止了這一研究，將項目轉(zhuǎn)移到德國繼續(xù)進(jìn)行。1967年～1990年，德國曾建造運行過使用高溫 氣冷堆技術(shù)的一個實驗堆和一座示范電站。1990年代，由于德國國內(nèi)綠色和平主義思想盛行，政府最終決定淘汰核能，高溫氣冷堆的項目也隨之停止。

上世紀(jì)70年代中期起，清華核研院承擔(dān)了中國研制高溫氣 冷堆的任務(wù)。曾任清華大學(xué)校長、清華核研院院長的王大中曾積極倡導(dǎo)這個項目。王大中、張作義等一批中國核能研究領(lǐng)域的頂尖人才都曾留學(xué)德國，對德國的高溫氣冷堆技術(shù)非常熟悉。

在“863”計劃的支持 下，1986年，清華大學(xué)正式開始了對高溫氣冷堆的研發(fā)。1995年，清華大學(xué)的10MW高溫氣冷實驗堆HTR-10 開工建造，2003年1月實現(xiàn)滿功率并網(wǎng)發(fā)電。

2006年1月，“大型先進(jìn)壓水堆和高溫氣冷堆核電站示范工 程”被列為十六個國家科技重大專項之一，工程建址山東石島灣，目標(biāo)是于2013年投運。電站由兩個功率為10萬千瓦的反應(yīng)堆模塊組成，并連接到一臺汽輪發(fā)電機(jī)組。美國橡樹嶺國家實驗室的研究人員福斯伯格 和摩西認(rèn)為：“模塊式”是清華的一個創(chuàng)新，這樣既可以保證安全優(yōu)勢，又可以獲得批量生產(chǎn)核系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

“相比目前的壓水堆，我們的高溫氣冷堆少了冷卻這一環(huán)節(jié)，所以系統(tǒng)大大簡化，這對于不擅長制造精密系統(tǒng)的中國工業(yè)來說是個極大的優(yōu)勢，這種技術(shù)和設(shè)備全部可以實現(xiàn)國產(chǎn)化，不需要引進(jìn)。另一 方面，反應(yīng)堆的材料主要是鋼鐵和石墨，成本低廉，同時其發(fā)熱功率大，效益高。再者，高溫氣冷堆的設(shè)備與火電站設(shè)備具有兼容性，而中國擁有強(qiáng)大的火電站設(shè)備制造能力。”張作義說。

美國橡樹嶺國家實 驗室指出：“如果中國成功建造了一個既提高了安全性又經(jīng)濟(jì)的模塊式反應(yīng)堆，在向其他國家銷售商用核 反應(yīng)堆方面，中國將成為世界領(lǐng)先者。如果這一戰(zhàn)略成功的話，它將領(lǐng)先至少10年或者更長的時間。”

為什么中國作為一個后來者，今天已經(jīng)成為一個領(lǐng)跑者？在張作義看來，這是一場“龜兔賽跑”。

“由 于美德的研究中斷，我們撿了時間上的便宜。而且作為國家科技重大專項，高溫氣冷堆在中國是優(yōu)先發(fā)展的項目，政策的支持使我們的研究一直保持了下來。就像兔子睡著了，于是烏龜趕上去了。”張作義 說。

不過，核電技術(shù)的研發(fā)周期非常長，而兔子也總有醒的時候。2009年9月，美國能源部已將高溫氣冷 堆列為美國下一代核電站的技術(shù)類型，并開始投入巨大的人力和物力。據(jù)張作義介紹，美國現(xiàn)在每年花 1.8億美元投入研發(fā)，并組織了一個數(shù)千人的高溫氣冷堆實驗室。

相比之下，中國的研究隊伍僅有一千人 ，盡管這已經(jīng)是個龐大的數(shù)字，跟美國相比還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。“美國擁有深厚的技術(shù)基礎(chǔ)，而我們的技術(shù)底子 薄，科研經(jīng)費也比他們少，我們這些年來總共的花費也就相當(dāng)于他們一年的經(jīng)費，可以說我們這批人是勒著褲腰帶干活的。”張作義說。

最令張作義感到威脅的是，美國的NGNP項目已進(jìn)入招標(biāo)階段，通用原子 公司和西屋電氣公司正在競爭。

“美國的NGNP一旦投入就是商業(yè)電站，而不會經(jīng)由實驗堆再到商用堆，現(xiàn)在的問題是，誰先建成商業(yè)電站，誰就能先發(fā)制人。”張作義對《望東方周刊》表示。

站在門檻邊

在 實現(xiàn)高溫氣冷堆的商業(yè)化方面，比張作義更為著急的可能是其合作伙伴中核建設(shè)集團(tuán)公司（以下簡稱“中 核建”）和華能集團(tuán)。

石島灣的高溫氣冷堆商業(yè)示范工程共催生了兩個公司：一是中核能源科技有限公 司（以下簡稱“中核能源”）。中核能源是核電站核島的供應(yīng)商及總承包商，2003年成立初期由清華大學(xué)控股、中核建參股，2006年中廣核入股。

中核能源被張作義稱為“未來的西屋”(西屋電氣公司是世界著 名的電工設(shè)備制造企業(yè)，1957年建成了美國第一座商用核電站，也是中國國家核電技術(shù)公司主要合作伙伴 )。“電站里最重要的設(shè)備和投資都在這兒，公司的老總是我們從美國華爾街挖過來的，打算將來打入國際市場，打造一個世界級的產(chǎn)業(yè)模式。”

第二個則是為石島灣核電站成立的業(yè)主公司，即由華能集團(tuán)、 中核建和清華大學(xué)分別以47.5%、32.5%、20%的投資比例共同建設(shè)運營的華能山東石島灣核電有限公司。

石島灣項目原本預(yù)計在2008年至2009年之間頒發(fā)建造許可證。在2010年“兩會”期間，中核建總經(jīng)理穆占 英還興奮地表示，3月底4月初石島灣項目將正式開工建設(shè)。然而,據(jù)本刊記者了解，直至今日，石島灣項目仍未拿到建造許可證。

“國家對于核電項目的批準(zhǔn)是非常審慎的，尤其是高溫氣冷堆作為一種新技術(shù)，需要充分驗證其安全性。”一位核電業(yè)內(nèi)專家對本刊記者表示。

另一方面則是出于對核電整體布局的 考慮。目前,三大核電公司(中核集團(tuán)、中廣核集團(tuán)、國家核電技術(shù)公司)與包括華能集團(tuán)、中電投集團(tuán)在內(nèi)的五大發(fā)電集團(tuán)角逐核電這塊上萬億的大蛋糕。此前，由于核電技術(shù)路線在“二代加”和“三代”之間 爭執(zhí)不下，愈演愈烈的核電“大躍進(jìn)”被國家能源局暫時叫停，延緩甚至停止了核電項目的審批。

欲速 則不達(dá)。華能集團(tuán)在推廣高溫氣冷堆方面的高調(diào)頗引人矚目，它對高溫氣冷堆寄予的希望非常大，不僅將 一個實驗室項目變成了示范性的商業(yè)項目，并且已經(jīng)開始這個技術(shù)的商業(yè)化推廣。

石島灣高溫氣冷堆的 遠(yuǎn)期規(guī)劃中，要建成400萬千瓦高溫氣冷堆核電機(jī)組。除此之外，華能集團(tuán)已經(jīng)在安徽安慶成立了核電工程籌建處，準(zhǔn)備建高溫氣冷堆核電站的商業(yè)化推廣項目。華能集團(tuán)甚至設(shè)想在海南上馬高溫氣冷堆，但因 為這個技術(shù)還處于實驗室階段，要到2015年才能投產(chǎn)發(fā)電，而海南等不及，才只好作罷，選擇了中核集團(tuán)自主研發(fā)的二代技術(shù)。

華能山東石島灣核電有限公司總經(jīng)理工作部一位人士告訴本刊記者：“本來高溫 氣冷堆項目計劃去年8月開工，推遲到現(xiàn)在卻還未開工，發(fā)改委的立項拿到了，前期的可行性研究報告和安全報告已經(jīng)做完，核安全局和環(huán)保部的評審也通過了，現(xiàn)在就等著開工了。”

張作義則對本刊記者 透露，目前示范工程的前期工作已經(jīng)準(zhǔn)備地差不多了，項目的30%已經(jīng)建成，但是核電站真正意義上的開工是“澆筑第一罐混凝土”，在沒有拿到建造許可證之前無法進(jìn)行這項工作。

“高溫氣冷堆是20萬千瓦的，而現(xiàn)在一個壓水堆機(jī)組就是100萬千瓦，恐怕中國未來十年間都沒有高溫氣冷堆的商用化空間。”一 位不愿透露姓名的業(yè)內(nèi)專家對記者表示。

張作義則對高溫氣冷堆的商業(yè)前景十分看好。“一旦我們的示 范電站運營成功，很快就會找到市場，現(xiàn)在已經(jīng)有許多外國能源公司來洽談技術(shù)引進(jìn)。”■