從第三代歐洲壓水堆EPR興建過程看東風壓倒西風

一、東風壓倒西風

     中國被稱為基建狂魔，許多西方廠商無法完成的隧道或橋梁都被中國工程師一一克服，高鐵及核電已成為中國科技的名片，由最近新冠肺炎的防疫工作情形來看，東方的中日韓甚至台灣執行能力都比西方的歐美國家好，所以東風確實開始壓過西風了!在核能發電方面，美國的西屋公司是壓水式核電廠的鼻祖，但韓國的APR1400已大幅超越美國，而美國西屋公司設計的AP1000也多災多難，原先有八台訂單，四台在中國，四台在美國，而美國取消了兩台，剩下的兩台可能還得在中國幫助下才能完成，且西屋因為AP1000在美國無限期拖延已致財政破產實在很慘!另一核能大國法國設計的EPR更慘!芬蘭及法國本身建造的EPR機組不只延誤十幾年且造加倍增，讓阿海琺公司賠產且重組。

   中國在核電發展上曾試圖引進西方技術，但最終失敗。失敗的原因是高估了美國西屋的AP1000技術及法國EPR的設計，其實真正的技術存在於從設計圖紙到實際產品的製造而不只是圖紙本身。而中國本身具有知識產權的華龍一號脫胎於中國製造核潛艇累積的能力，低估了中國核動力工業的技術能力是最大錯誤，同樣的台灣低估自己的核電能力也是錯誤。

二、各型第三代核電廠探討

    在福島核事故後，第三代核電宣稱以更高安全性及經濟性成為世界核電主流，然而歐美設計的第三代核電機組，在經濟上很不爭氣，甚至是錢坑。目前全球第三代壓水堆核電機型主要包括：AP1000、EPR、VVER1200、APR1400以及“華龍一號”等。除了APR1400之外，中國都有。目前第三代反應器中，進展最快的應屬韓國的APR1400，其首台機組2016年已並網發電，目前有八台，四台在韓國，四台在阿聯酋。APR1400是韓國從美國西屋公司引進System80+基礎上發展起來的。韓國對其持有完全自主知識產權，該機型具有先進的設計概念及安全特性。其次是俄羅斯的VVER1200，2017年初首台機組並網發電，目前確定的有六台，包括與中國剛簽訂的田灣四期兩台。法國的EPR，全球訂單共6台，芬蘭及法國的機組都一直在延期，只有中國的兩台商轉，EPR一直拖延工期又增加成本不太可能再有訂單了。中國的華龍一號HPR1000，確定已建的機組有六台，預期2020年建成發電。.CAP1400，也就是AP1000的中國化產品，尚未動工但一些設備已經完成實驗了。整體來說，在第三代核電上，韓國人已經成功向前邁大步而且成本低，建造速度快只要36個月相當具有競爭力。除非重大的政治影響，不然三代核電其他人全都得涼。目前估算成本，韓國的APR1400、俄羅斯的VVER1200及中國的華龍一號都在1500USD/kW，不相上下。

    由於EPR問題很多，近日，法國政府已允許法國電力公司(EDF)將其在弗拉芒維爾(Flamanville)3號機組的商轉期限延後4年至2024年。由于冠狀病毒危機全球爆發，該核電站不得不減緩工作進程。弗拉芒維爾3號機最初預計於2013年商轉，耗資33億歐元。但是由於技術問題導致了嚴重的延誤並且成本上升。施工時間從5年增加了兩倍，達到15年以上，成本也飆升了200%以上，現在達到了124億歐元。在2019年6月，法國核安全局(ASN)要求該小組修理八處不符合破斷排除原則的密閉滲透焊縫，法國電力公司在2019年10月修訂了該核項目的建設時間表，並將估計的建設成本提高至124億歐元。EPR在芬蘭及法國興建都遭遇了嚴重的挫折，只有在中國廣東台山核電廠的兩部EPR再延宕多年後終於商轉發電，這不能不佩服中國的能力。 全球第三代歐洲壓水堆已在中國上線，扭轉了長期拖延和超支的趨勢。在歐洲興建的另外三個EPR機組都已超出預算且嚴重拖延。

三、EPR的施工延誤及超支

     設計於90年代的EPR反應堆聲稱該項技術提高了安全性、環境保護和財務績效，但事實並非如此。法國的弗拉芒維爾3號機組於2006年5月開始施工，原訂2012年完工，但直到目前尚未完工。 2019年6月，弗拉芒維爾再次被推遲。施工人員需要修復反應堆安全殼8個有缺陷的焊接處，這將需要3年多的時間。該項目的成本已從估計的30億歐元飆升至109億歐元。與此類似，芬蘭奧爾洛基托發電廠建造的另外一個EPR反應堆也延誤了10年而且成本增加了三倍，阿海琺因此也向芬蘭支付4.5億歐元的補償費。在英國建造的最新EPR項目欣克利角C的進展也不太好，2019年9月，法國電力公司表示，該核電站的成本將比預期高出29億英鎊，可能會晚15個月交付。連最近交付的中國EPR機組也延遲了5年左右。

     格林威治大學教授史蒂夫.托馬斯說EPR是一個“混合品種”。他說：“這項技術的設計初衷是將空間和復雜性降到最低，但結果卻變得非常複雜。”弗拉芒維爾的焊接問題證明了這一點。彭博社首席核能專家克里斯.加多姆斯基同意這種看法。當被問及為何中國能夠完成自己的項目，而歐洲的項目只能面臨拖期，他表示中國在過去的20到30年裡一直培養自己的核電專業技能，因此他們擁有一個強大得多的核電人力資源。EPR的大功率不能有效匹配解決可再生能源的間歇性問題，而可再生能源在電力市場的份額正在增加。

    芬蘭TVO公司發布消息，建設芬蘭西海岸奧克基洛托（Olkiluoto）3號核反應堆的阿海琺集團（ Areva）無法按期將核電站投入使用，因此將向TVO公司支付4.5億歐元違約罰金。該機組預計為2010年的竣工時間已拖至2020年，投資額也從最初的30億歐元飆升至80億歐元。芬蘭核安全管理局(Stuk) 2月25日宣布，儘管安全問題尚未解決，政府仍可向Teollisuuden Voima (TVO公司)的Olkiluoto 核電站3號機組頒發運行許可證，有效期至2038年。實際上芬蘭的Olkiluoto 三號機將延至2020年7月才能運轉。

三、核能的未來是敏捷技術

     核能的未來不是EPR，而是更新，更靈活的技術—比如小型模塊化反應堆。EPR造成大規模資本投資帶來了財務壓力，小型反應堆通常在工廠生產，建造規模更快更標準化。在美國、南美、歐洲，甚至可能在中東，大型核反應堆的建設將走向終結。小型模塊式反應堆和大型反應堆的可用性將有助於拓寬核能的應用範圍，如用於小型電網基礎設施的SMR，以及提供過程熱能、海水淡化或清潔制氫。EPR採用多重冗余安全系統，因此被認為是造價最昂貴的三代壓水堆核電機型。目前，全球在建EPR機型的國家主要有法國、中國和芬蘭。Flamanville核電站３號機是法國唯一在建的EPR機組，原計劃施工期54個月，直到目前尚未建成。在芬蘭，Olkiluotoo核電站3號機組開工於2005年，該核電機組最初計劃到2009年開始商運，但目前要延到2020年7月。由於工程延期，成本遠遠超出預算。

    在中國，台山核電1號機組於2009年開工，晚於Olkiluoto和Flamanville，卻後來居上並遙遙領先。在2015年12月30日開始冷態功能試驗，成為全球三個EPR工程中首個開始冷試的機組。受福島事故及芬蘭EPR項目嚴重拖期影響，原阿海琺集團在連年巨額虧損後在2016年6月宣布重組，其原有的絕大部分反應堆業務及核燃料組裝、核電站服務業務被組合為NewNP，一起出售給法電及其他投資者，現已更名為法瑪通（Framatome）。原阿海琺核燃料循環前後端的業務被重組為新阿海琺（New Areva），並更名為Orano。而超期的芬蘭ERP項目以及法國EPR項目業務依然留在原阿海琺集團（Areva SA）。所以整體來看，EPR和AP1000 是比較坑錢，而APR1400和VVER-1200較為順利， EPR和AP1000則分別把阿海琺和西屋公司逼上了重組的道路。但奇特的是這兩種三代技術的首堆如今都在中國，儘管也有延期，但是相較美國和法國以及芬蘭已算很不錯了。中國的確有“集中力量辦大事”的優勢，能幹成很多外國人幹不成的事，實際上東風已壓倒西風。

     台山核電站位於廣東省台山市赤溪鎮，一期工程建設兩台採用EPR三代核電技術的壓水堆核電機組，每台機組的單機容量為175萬千瓦,是世界上單機容量最大的核電機組，由中國廣核集團、EDF和粵電集團共同投資組建的台山核電合營有限公司負責建設和運營。台山核電1號機組於2009年開工建設，2號機組於2010年開工建設，台山核電1號機組於2018年12月商轉。台山核電合營公司總經理郭利民表示，台山核電1號機組之所以能夠成為EPR全球三代核電機組的首堆工程，得益於中廣核30多年不間斷積累的核電建設和運行經驗。