核工业的产业与技术挑战

马识路 / 法国电力集团亚太区副总裁、前集团执行副总裁 / 2015-04-28

一个产业不珍惜自身声誉、不以“可靠性”为己任，这是很难想象的，尤其在公共服务领域。比如电力行业——电力供应一时一刻都间断不得。核电产业同样如此，必须确保发电站反应堆绝对安全与可靠。要做到这一点，一个必要条件是产业工具的熟练掌握，这个工具的核心，是工程技术。 

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一个行业的业绩主要体现在一些经济和技术效率指标上，但也一定程度地体现在可预期性和前景上。而后两种只能通过熟练掌握产业工具、具体来讲是三种基本能力来实现：第一，设计产品工具的能力；其次，对提供这些工具的供应商和相关设备的丰富认知；最后也是最重要的一点，是使用这些工具的经验反馈（ROE, return on experience）。

三种能力的相互作用决定了整个产业的发展质量。经验反馈（ROE）会提高设备设计和运行的质量，把这些经验与分包商技能以及现有产业技术相结合，对设备进行优化设计。最终，将产业经营者与供应商的需求进行对接，则可以引导和改变整个产业的发展方向。

任何行业、任何企业，无不想方设法谋求控制这些工具。最著名的例子是豪华汽车厂商、同时也是全球第二大飞机引擎制造商的罗尔斯·罗伊斯。每一台流水线上的罗尔斯·罗伊斯引擎都装有传感器，能够在飞机起飞后持续地传回引擎的工作数据；企业的工程部门对这些数据进行分析，获得引擎产品周期内的所有相关信息，形成的独一无二的数据库。米其林公司也用同样严谨的方式，丰富了自身在空气动力学领域的行业经验。

核工业也不例外。法国核工业目前每年正在运行的1700多个反应堆、数百万的工程师工时，是全球工业控制领域典范，特别是福岛核电站灾难发生之后。这样的成就在很大程度上得益于法国核工业的一体化产业模式。

以法国核电产业为例，谈一体化产业模式

法国核电领域从业人口达22万，企业数量超过2500家。总体年营业额为460亿欧元，净利润达150亿欧元；法国核电产业链非常完整，涵盖了从研发、前期设计到废物处理的全部领域。

法国现有的核电产业战略布局形成于上世纪70年代，处于核心位置的国有的法国电力集团密切参与所有的反应堆设计（及附属设备）与核电站建设。这种模式的关键，是法电集团成了项目的所有者兼运营者，同时，设计者兼工程管理者。

正是因为从一开始就介入，法电集团形成了一整套反应堆工程管理体系：设计、建设、采购、数据收集与分析以及经验反馈（ROE）的利用。大约5000名工程师和他们所管理20000多个反应堆，实现了一个持续优化的良性循环。

基于早期建设和运营核电站的经验，法国电力集团完全掌握了核电行业的产业工具，并开发出自己的反应堆模型。同时，这个系统的、持续优化的循环使得让全法国核电站逐步标准化。整个法国核工业因此从两大稳定优势资产中受益。

第一种优势来自于核电站安全、效率和性能的持续改善，所有事件都会被分析，所得经验被用于改善设计、工艺或设备组件。这种做法的必然结果是法国核电站建设成本全世界最低，运营成本也比其他国家低上40%-70%。

第二种优势则在于法国电力集团的产业政策话语权。由于既是设计者又是管理者，法国电力集团因此能够根据技术和战略的敏感度，来决定合同如何分割、竞争政策如何使用以及国内外供应商的资格认证。他们将运营者的需求精确地传递给供应商，从而能够对运营要求和合同目标进行尽可能清晰地描述。这种关系是形成产业控制的关键。但前提是运营者要对整个产业环境有清楚的通盘认知，才有可能从专业角度辨别和考核潜在供应商。

经验反馈和设备供应商技术改进，不仅改善了现有反应堆的效率，对于设计新模型也是必不可少的。

一体化模式VS“交钥匙”模式

当今在核工业领域比较活跃的法国、俄罗斯和中国都采用了一体化产业模式，但却被看成异类，因为大多数拥有核电的国家包括美国和日本，都更倾向于“交钥匙”模式。

但这种“交钥匙”模式存在严重缺陷。

首先，定义产业政策的不是电站运营方而是建设施工方，运营方被排除在与供应商的协商过程之外，只负责埋单。这导致了严重的成本超支：德国核项目成本是法国同类型项目的两倍，而日本则要贵三倍。此外，在“交钥匙”模式中，监管框架也是由建设方和监管机构一起制定的。

在设计和施工阶段，运营方无从置喙与安监机构、供应商的对话，被降低到了“第三方付款人”的角色。虽然真正使用电站的是运营方，但他们无从了解产业环境和专业工程技术，更别提经验反馈，而经验反馈是确保操作和反应堆安全的关键。

这也是为什么将核工业和汽车工业进行类比是毫无意义的。车辆拥有者为驾驶负责，只需知道驾驶规则，而不需要了解车辆各部分的工作原理。即使最严重的车祸，其危害性也永远不能和核事故相提并论。福岛事故的发生唤醒了反应堆运营者的责任意识，也表明安全不仅仅是技术问题，而更取决于产业组织形式和反应堆的运营管理。

安全缺失

日本核工业的失误可以归纳为完全对称的两点。一方面，运营方没有掌控生产设施的核心技术;供应商也无法运营方的经验反馈中受益。此外，整个产业还因为不少运营商故意分割产业经验而被削弱。在21世纪初，一家日本核电站的二次冷却循环弯管处因腐蚀而出现小裂缝，四年后另一家电站因同样问题发生泄漏，四人死亡。为什么？因为第一家电站的经验反馈并没有被第二家电站所吸收。

硬件材料也并非关键：德国所有核反应堆都基于相同的设计原理，却交由不同地方性企业运营，各地采用不同安全标准和流程，导致每个电站的安装都要求进行一定程度的技术调整。

相反，在法国的一体化模式中，经验反馈随着标准化过程逐步累积。法国核工业目前拥有七种模式的反应堆，但每隔10年，都会对所有反应堆进行一次安全评估，定期将设备和电站管理的信息进行优化整合。随着经验的积累，电站安全水平得以逐步而稳定地提高。风险没有消失，但被大大降低了。根据法国核安全管理局，法国各核电站反应堆堆芯融化的风险减少了90%。

这种持续的优化和经验反馈正是“交钥匙”模式所不具备的。

当然，某些缺陷可以得到校正。美国在20世纪90年代为了弥补运营商间的分化，成立了核电运行研究所（INPO），负责对核电站运营商的经验反馈构成和分享方式进行评估。日本近年来对运营商责任意识进行反思，也正准备创立类似机构，整合10家国有电站的经验反馈。本着同样目的，一些其他国家和组织也已开始思考如何利用产业经验反馈，世界核电运营者协会（WANO，包括来自30多个国家核电运营商）就是这样的情况。

但这样就足够了吗？经验反馈是这个行业的绝对核心，仅仅分享是不够的。真正的挑战在于如何将其整合进一个持续改进的循环，在核电站运营方和建设方之间实现情报和经验的互利。

那些严重事故留给我们的教训非常宝贵。1979年三里岛核电站堆芯融化，在建设方看来是没有理由发生的。原因在于操作失误。事故发生后，法国电力集团立即对失误进行分析，并根据结果对自身的设备进行了改进，在所有反应堆加装砂过滤器，能够在泄漏发生时，过滤掉99.9％的铯元素。然而，日本人并没有将这个经验考虑进后来福岛第一核电站的设计中。

三里岛的事故还表明建设方和运营方相互配合的重要性。事故发生时控制室内所有报警装置都被拉响，这给迅速锁定故障源带来巨大难度。因此，报警系统的升级是一个重大改进。法国电力集团的做法是将不同级别的事故对应不同的安全控制面板。这种“状态模式”使得运营者能更快地识别故障来源，负责安全管控的工程师也有足够时间来提醒管理者采取正确应对措施。

将这样的经验循环与计算机辅助控制系统相结合，可以防止人为操作失误。但在这一点上，一体化产业模式与交钥匙模式同样存在巨大差异。一些核电站建设方已竞相采用计算机辅助控制系统。但我们参观其工厂时感受到的情况却不尽人意：有大量有用数据和信息可用，电脑也已将其与必要的预防措施进行关联……但也仅止于此，经验反馈和优化过程还是停留在纸上谈兵。这并不奇怪。将经验反馈过程与控制技术相整合，任务量极其庞大，除非从一开始的反应堆设计阶段就将ROE考虑进来。

产业精神

一体化产业模式的持续优化本身也有其局限性。尤其是它需要建设方拥有全面过硬的技术，但这在某些管理多个核设施又缺乏增长前景和升级规划的机构看来，并不是最重要的。

需要注意的是，除了反应堆压力容器和混凝土外壳，所有设备都应该在适当的时候进行调整和升级。这种安全生产文化只有在真正融入实际工业过程时才有意义。工程能力不仅仅要靠定期更新设备。这就是为什么今天在亚洲国家尤其是中国这样积极发展核产业的国家，大量引入和倚重核电专家的重要性。中国目前每年新增装机容量为1000亿瓦，相当于法国所有正在运营的核电站的年发电量。福岛事故发生前，中国每个月都有新项目上马。

三十多年前，法国电力抓住机会与中国广核集团（CGNPC）合作，参与了中国第一座核电站大亚湾核电站的建设。这样的项目对于重建法国核工业的“产业精神”来说是个良机。更重要的是，通过这些实体工程项目精心分配法国核工业优良资产，让一体化产业模式在全球落地生根。

这个问题远远超出了简单的成本控制;它要求在任何时候对未竟事业都要有通盘考虑——从目标到方法，一旦出现问题，能够迅速找出根源并加以解决。

一项工程就是一场冒险，是一群人基于共同愿景、为实现同一目标而共同行动。我有幸参与过管理的每一个项目，从大亚湾核电站到最新型号核反应堆N4的设计与施工，让我逐步相信，任何集体性成功，无不基于一个强有力的组织架构和一个团结的团队的完美结合。（张雨亭/译）