对AP1000第三代核电经济性的认识
作者: 王益华
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价格理论与实践：第三代核电AP1000经济性探析
第三代核电经济性探析
&&对AP1000核电机组的认识
摘要：在世界新一轮核电复兴的背景下，2007年，国家核电技术公司成立成立和AP1000第三代核电核岛设计及部分主设备采购合同、技术转让合同的签订标志着我国第三代核电自主化依托项目全面启动。目前，我国第三代核电自主化依托项目、世界上首批AP1000核电机组建设得到扎实推进。在专家学者论证AP1000安全、可靠、可行的基础上，本文着重就AP1000经济性问题进行探讨，从宏观、行业和企业层面阐述了AP1000的经济性，分析对比与同期二代加项目的造价以及电价，探讨了实现AP1000经济性的措施。
关键词：三代核电；AP1000；经济性
2007年7月，国家核电技术公司与美国西屋联合体在北京签署AP1000第三代核电（以下简称&AP1000&）自主化依托项目核岛采购及技术转让合同，选址浙江三门和山东海阳建设四台AP1000机组作为我国核电自主化依托项目。伴随着世界首批AP1000核电项目的建设，围绕AP1000各个层面的争论就没有停止过。本文在专家学者论证AP1000安全、可靠、可行的基础上，就AP1000经济性谈谈一些认识。
一、AP1000第三代核电技术的特点
1、突破传统设计理念，降低工程造价和运营成本
1985年，美国西屋公司在总结过去27年压水堆设计和运行经验基础上，将非能动的理念引入安全系统，经过19年的研发、实验、验证，形成AP1000第三代核电技术，并于2004年取得美国核管会的批准。其核心是突破传统的安全设计理念，追求本质安全。采用非能动的安全系统，即利用物质的重力，流体自然对流、蒸发和冷凝等原理在事故应急时冷却反应安全壳、带走堆芯余热，无需建大量的安全支持系统来保障核电站的运行安全。由此派生出来设计简化、系统简化、工艺布置简化、施工量减少、工期缩短、应急响应时限降低等一系列效果。由此减少了初始投入、降低了工程造价、减少了运营成本。同时由于采用非能动安全系统大大降低了人为错误的可能性，增强运行可靠性，产生了经济效益。
2、&五化&建造特点的比较优势。
AP1000采用&标准化设计、工厂化预制、模块化施工、专业化管理、自主化建设&为特点的建造模式。与传统堆型相比，AP1000采用工厂化预制、模块化施工建造模式。所谓的模块化就是把AP1000的整个系统归列在各自的模块中，AP1000整个建安工程由59个设备模块、116个结构模块，共175模块组成，各个系统直接在工厂按模块进行预制、组装，最后在核电站实现总装。由此带来施工技术、施工组织的一系列变化，把传统的土建和***物项全部含盖在模块中，减少现场人力动员。由于采用模块施工工艺，工厂模块预制和现场建造可并列与交叉进行，缩短了建设工期。根据西屋设计AP1000首堆建成60个月，比大亚湾少16个月，后续机组的理论工期是38-42个月，与现在的在建的其他堆型比少18-14个月。按照单机1125万测算，提前14个月发电可以发电85亿千瓦时的电量。
3、&长寿电站&特点的运行效益。
AP1000设计寿命60年，比现在运行的核电站寿命长20年。核电站一般运行15年左右折旧全部提完、贷款全部还清，运行15年以后只发生燃料成本和少量的维护成本。假如核电站运行15年后每千瓦时纯利润0.29元，按80%的负荷因子、8%的厂用电来计算，一台100万机组年上网电量约65亿千瓦时，一年可以形成利润18.8亿元，AP1000由于寿期增加了20年，则可以增加利润376亿。此外，AP1000的设计换料周期是18个月，与现在运行的机组比延长了6个月，而通常情况下换料和机组大修在一起，换料一次时间为45天。AP1000一个换料周期就有多运行45天的机会，仍然按上述参数测算，45天可以发电8亿千瓦时。60年的设计寿命，AP1000比现在运行的核电站要多运行900天，则多发电160亿千瓦时，可以增加利润46亿元。
上述分析可知：AP1000核电站在整个运行寿期内，给企业增加约422亿元的经济效益。
二、AP1000第三代核电的经济性
1、带动经济的发展，降低电价水平。引进AP1000第三代核电技术并再创新，绝不仅仅是一项简单的技术引进，而是引进一个高端电子及自动控制技术、新材料技术、高端装备制造技术、核电站建造技术等组成的技术群组。通过消化吸收和再创新，将使我国装备制造业的研发、设计、制造等相关产业实现战略性产业升级。将大大提升我国的国际地位和国家竞争力。此外，国家在核定AP1000的上网电价时，如果按照60年的经营期来考虑，在不减少电厂既得利益的前提下，社会要在60年内至少要少支付422亿元的成本，每年7亿元。折算到电厂上网电价每千瓦时有1毛钱的降低空间，不仅不推动销售电价的上涨，还可以降低电价。
2、提升核电工业体系整体能力。
自1954年，前苏联建成电功率为5兆瓦的实验性核电站以来，核电技术的发展可以划分为第一、二、三、四代。第一代核电站证明了技术上的可行性；第二代核电站证明了经济上的可行性；第三代核电技术更高安全性。第四代核电站着眼于核能更长远发展。目前我国在运及在建核电站大多数属于二代改进型，约为上个世纪九十年代初的水平。我国通过引进当今世界最先进的第三代核电技术AP1000，并通过四台依托项目的建造，使我国在很短时间内掌握第三代核电技术。为加速我国核电自主化进程，在高起点上实现自主创新，在引进、消化AP1000相关技术的同时，启动了完全拥有自主知识产权的CAP1400核电技术的相关工作和CAP1700的预研。预计2017年拥有自主知识产权的第三代核电技术百万千瓦级机组将正式投入商业运营。
3、增加企业效益。
引进和建造AP1000核电站使得中国成为第三代核电技术的实践者和开拓者，为中国核电业界提供了广阔的市场空间。美国已经开始批量建设AP1000核电站，美国将借助中国的经验和力量建成AP1000核电站，中国核电业界将进入美国本土核电市场。安全是最大的效益，非能动设计根除人为因素，简化设计减少设备隐患，使得AP1000的安全等级较现在运行的二代提高了100倍，为机组稳定运行奠定了坚实基础，也增加企业效益。
三、AP1000第三代核电依托项目造价分析
AP1000依托项目三门一期工程基础价324.07亿元，建成价401亿元，单位造价1.6万元/千瓦，而二代半的红沿河一期四台机组，总投资487亿元，单位投资1.1万元/千瓦，比依托项目造价低5000元左右/千瓦，由此可见依托项目造价是高一些。但是仔细分析就会发现一些值得思考的问题。
以两个项目投资估算为依据进行比较造价情况如下：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
三门（2*1250Mw）
红沿河（2*1000Mw）
一、工程费用
二、其他费用
三、预备费
四、首炉料
五、国外服务费
六、业主及核岛承包费用
七、建设期利息
八、总投资
九、单位投资
注：红沿河是按照四台机组简单平均分摊，可能与实际有些差异。
上述数据表明：三门项目较红沿河一期总投资高157.21亿元，具体构成如下：国外设计服务费46亿元；财务费用32.62亿元；核岛工程29.86亿元，BOP20.42亿元；核岛承包费用15亿元。
这些数据反映了核电站建造中两个深层次问题：受制于人与受制于己。
1、受制于人有两大因素：设计与设备。三门项目核岛工程费用偏高，主要是引进技术原因，外方负责的核岛设计和核岛主设备及技术服务费用高。以国外设计服务费为例，依托项目的建造模式是以&外方为主，我方全面参与&的模式，项目设计、主要设备采购、工程项目管理全部委托给外方，而外方的人工成本是相对高的，安排概算46亿元，如果全部由国内设计与服务，其价格只有国外的三分之一左右，一个项目16亿元左右，则可以减少30亿元。依托项目的关键设备与材料费用绝大部分是境外采购，即使是在国内生产的设备其关键材料还不能国产化。根据国家核电技术公司所属的国核工程公司采购中心统计，三门项目核岛部分进口设备60亿元人民币，常规岛进口设备20亿元，两项进口设备合计80亿元人民币，如果全部实现设备国产化价格估计要减少20-30%，约20亿元左右（目前，后续AP1000机组大部分设备为国产，其价格降低了30%），简单测算以上两因素50亿元，影响单位造价2000元。
2、受制于己的因素共三项。第一、建设期利息，由于资金成本差异，三门项目建设期利息占总投资14%，红沿河项目建设期利息占总投资9%，相差5%，如果按照红沿河项目标准来测算三门的利息，则减少19.2亿元。第二、BOP的投资差异，三门项目BOP占总投资的9.5%，红沿河项目BOP占全部投资的7.3%，按照红沿河标准测算，则可以减少9亿元。第三是管理费用问题，依托项目没有实现核电厂的EPC总承包，而是核岛部分由国核工程公司总承包，其他部分采用业主负责制。红沿河项目则按照&小业主、专业化&模式广核工程公司总承包，减少了管理环节和管理成本，在业主管理费不减少的情况下，增加了核岛部分的管理费用15亿元，如果推行&小业主、专业化&工程管理模式，则可以减少管理费用15亿元。上述三因素43.2亿元，影响单位投资1730元。
上述两个因素影响概算93.2亿元，单位投资3730元。此外，三门项目首炉核燃料全部进口较红沿河高约0.9亿美元，以及三门前期准备时间较长投资有所增加。如果剔除上述因素，AP1000建设造价则由16040元/千瓦下降到12310元/千瓦。三门作为首堆示范依托项目，在工程设计、设备制造、建设、运行、进度等方面都具有工程验证的特殊性。随着依托项目顺利成功实施，AP1000技术简化、工期减短和寿期延长的优势将逐步释放，后续AP1000项目经济性将越加显著。
四、实现AP1000第三代技术经济性的几点措施
将AP1000技术转化成为现实生产力，尤其要实现其经济性，必须有非常措施。
第一、坚持国家确定的核电自主化&三步走&战略不动摇。核电自主化是我国和平利用核能和转变经济增长方式的重大举措，国家确定的&三步走&战略是：第一步&外方为主，我方全面参与&，建成4台AP1000机组，初步形成AP1000沿海厂址的标准化设计；第二步&我方为主，外方支持&，形成AP1000沿海与内陆厂址的标准设计，建成一批AP1000后续项目；第三步&全面自主创新&，形成CAP1400标准设计，建成CAP1400示范工程及进行规模化建设，同时启动CAP1700预研工作。&三步走&有明确的时间和具体目标，在推进&三步走&战略过程中，坚持走标准化、专业化、规模化的发展道路，以确保实现统一技术路线、创造中国自主品牌核电技术的战略目标。
第二、加快关键设备国产化。关键设备的国产化是关系三代核电自主化依托项目成功与否的关键，也是我国核电自主化发展的关键和批量化建设的前提。根据AP1000核电设备国产化工作会议和国家核电技术公司在会上提出的《AP1000设备国产化实施方案》，把解决我国核电发展中关键设备制造长期受制于人的突出问题为着力，通过引进技术的消化吸收以及依托项目四台机组的制造,全面掌握AP1000设备的设计和制造技术。并对依托项目国产化提出了明确目标和任务，除主泵和爆破阀以外，其他国产设备在要用在依托项目上。设备国产化是一个系统工程，需要国内装备业从振兴民族产业，提高中国制造能力，有利于核电装备业长远发展的视角去推进关键设备国产化工作。
第三、及时整合产业资源。抓住大力发展核电的历史机遇，整合有限、分散的核电产业技术资源，进行合理的产业定位和规划布局，培育具有国际竞争力的国家队，通过集团化、专业化，提高自主创新能力，形成核电产业良性发展机制。
参考文献：
[1] 林诚格 主编.非能动安全先进压水堆核电技术. 原子能出版社
[2] 程平东 孙汉虹主编.核电工程项目管理. 中国电力出版社
[3] 徐受律& 主编.AP1000工程技术手册.& 国核工程有限公司
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三代核电AP1000世界首堆“收官”
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:11月23日，浙江1号机组顺利完成了厂房穹顶吊装。经过数小时的吊装和调整，起吊总重量达922吨的穹顶，稳稳地就位在52米高的圆筒体结构的核岛屏蔽墙。核岛屏蔽厂房穹顶就位是一个重大里程碑节点，标志着我国三代核电自主化依托项目、世界首批机组建设总体进展顺利，首台机组进入&收官&阶段。国核工程有限公司总经理孙文科介绍，经过6年多坚持不懈的努力，AP1000依托项目建设先后克服了工程设计、设备研发制造及建造过程中的各种挑战和困难，不存在颠覆性的技术和工程风险。三代核电自主化研发和设计能力得到提升，结合AP1000技术引进消化吸收，为完成国产化AP1000标准设计和CAP1400重大专项研发设计奠定了坚实的基础。据介绍，在完成依托项目关键设备材料供货的同时，通过AP1000设备设计/制造技术的引进、消化、吸收，国内相关大型设备制造企业已全面掌握了AP1000核岛主要设备的制造技术，材料及设备的制造装备能力得到了进一步提升。AP1000依托项目中，绝大多数设备已实现国产化制造并供货，大部分关键原材料已研制成功，或已取得重要的阶段性进展，浙江三门、山东海阳四台核电机组的设备国产化率平均为55%，第四台机组国产化率预计将达到72%。国家核电与参建各方紧密合作，实现了我国在三代先进核电建设中的六大关键技术突破：核岛大体积混凝土一次性浇注技术、核电模块的设计和制造技术、钢制安全壳的制造和拼装技术、大型锻件的制造技术、整体锻造的一回路主管道制造技术和主管道组对及焊接关键技术。国家核电方面表示，经过依托项目工程实践验证，技术引进正在实现预定的100%满足依托项目建设需要、100%技术完整性、100%关键设备国产化的&三个100%&目标。
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AP1000堆型将成为我国核电发展方向
国家签订世界首座AP1000核岛工程合同
本报北京日电&&记者吕贤如从获悉,国家能源局副局长孙勤近日宣布,国家大型先进压水堆及高温气冷堆核电站重大专项领导小组近日对我国核电的发展进行了进一步研究,明确了我国核电项目今后的方向。随着我国三代核电AP1000国产化、自主化的推进,我国内陆核电站都将以这种技术更先进、安全性更好的核电堆型为主,今后新开工建设的核电站项目,包括沿海新开工建设的核电站项目,也将以AP1000系列核电堆型为主。
孙勤是在我国第三代核电AP1000自主化依托项目的首座核电站----浙江站一期工程核岛工程合同签字仪式上说这番话的。仪式上,国家核电技术公司所属国核工程有限公司与三门核电有限公司签订了核岛工程合同。这开启了我国三代核电AP1000工程建设的新纪元,标志着国家核电技术公司所担负的三代核电技术引进和自主化发展的历史重任取得了重要的阶段性成果,世界上首座AP1000核电站即将全面进入工程建设阶段。
孙勤在讲话中强调,党中央、国务院对我国核电发展非常重视,做出了引进AP1000核电技术,建设三代核电自主化依托项目----浙江三门核电站、山东站4台机组的重要决策。通过三代核电AP1000技术的引进、消化、吸收和再创新,我国核电产业的发展必将实现新的跨越。
新闻来源：《光明日报》
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我国已掌握国际第三代核电先进核岛设计技术
日前，大型先进压水堆重大专项科研课题“AP1000核岛重大关键设计技术研究”、“AP1000核岛关键设备设计技术研究”在上海通过了预验收。
预验收专家组由中国工程院院士叶奇蓁、中国机械工业联合会总工程师隋永滨和20余名国内知名核电技术专家组成。专家组一致认为，两个课题均实现了合同任务书预定的研究目标和内容，完成了规定的考核指标，同意通过预验收。这标志着我国掌握了国际第三代核电先进核岛设计技术体系，已具备AP1000核岛的自主设计能力。
压水堆重大专项包括AP1000技术消化吸收、CAP1400技术研发、CAP1700技术预研、压水堆共性技术、条件保障等五类科研课题。此次预验收的两个课题属于AP1000技术消化吸收类课题，共设置15个子课题、55个专题，形成的技术文件共1700余份，研究的技术创新成果已用于AP1000后续项目、部分用于AP1000依托项目。来源：中核网
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