周倩



標準化能力是構建核電國際供應鏈的前提,而供應鏈國際化布局的另外兩個考慮維度,是全鏈條控制保證安全性和必要的經濟性權衡。
當下中國核電工業已經站到了世界第一梯隊,由中核集團與中廣核集團主導的自主三代核電“華龍一號”也開始體系化對外技術輸出。長遠看來,核電將是徹底解決人類能源危機的重要選項。未來15年,將是核電產業發展的關鍵時間窗口。
中核集團三代核電技術突破的起點始于2007年引進美國西屋電氣的第三代核電技術AP1000,但核電發展的關鍵動能還不是技術,而是系統設計和供應鏈布局。近十年來,中核集團立足國內市場和自主技術,連續突破包括壓力容器、蒸汽發生器、堆內構件、控制棒驅動機構、高性能燃料組件等核心技術環節,在推進國際合作的同時,逐漸建立了體系完整、全球協作的配套供應鏈體系。
核電技術迭代背后的系統工程
2007年,美國西屋電氣的第三代核電技術AP1000進入中國。那時,中國的核電大型設備制造,甚至在核心鍛件領域,比如重中之重的反應堆壓力容器核島鍛件,都要依賴外國技術,直到2013年前后,國內供應商的技術和產能逐漸成熟,局面才得到改觀,也才可以談供應鏈。
供應鏈是圍繞一兩個核心企業,從配套零部件開始到制成中間產品及最終產品,最后經由特定網絡服務客戶的完整過程,這當中廣泛涉及原材料、信息流、資金流、物流、制造商、網絡運營等各個環節。而核電作為各國政府、國際組織嚴格監管的特定產業,供應鏈管理還要涉及國別規劃、技術路線、商業模式、投融資等方面,甚至要考慮不同國家特殊商業環境的對接等。所以,核電供應鏈對安全保證、技術效率的特殊要求是一般民用產業不可比擬的。
保證供應鏈的安全可靠主要有兩個策略選擇:一是自主掌握系統設計能力和品牌資源,然后對供應商進行垂直整合,因為你掌握“市場入口”,供應商自然會與你達成配合;二是引進整個技術系統,由外方負責工程技術落地的整個過程,國內供應商在技術合作中對不同部件、系統跟進研發,這是一種對標國際水平的“引進跟隨”策略。
策略一:自主掌握系統能力,對供應商進行垂直整合
多年以來,中國實現產業升級的路線策略是非常清晰的,就是先掌握系統設計和品牌資源,再逐步向產業鏈上游擴展。諸如消費電子、移動通信、高鐵機車和民航客機、航天工程等,中國都是先掌握系統設計能力,即完整做好一個產品,哪怕暫時只能做組裝工廠,關鍵零部件和軟件依賴引進。隨著市場的擴大、技術的迭代,上游的零部件和軟件系統的國產供應鏈會逐漸成長、強大起來。
最典型的,就是高鐵機車、電子電器產品,國內最初只能做一個外殼、弄幾條連接線路,核心零部件和軟件大多是引進的,假以時日,中國供應商會吸收、消化引進技術并進行“二次創新”,一個一個突破核心技術環節,逐漸實現全產業鏈崛起。這是一種“系統工程思維”,完成一個大而復雜的工業系統,不僅僅是組裝產品而已,而是一種從整體系統到不同核心技術環節的“宏觀把控能力”。
策略二:引進整個技術系統,由外方掌控供應鏈條
在中核集團推動AP1000核電技術工程落地的過程當中,因為當時的特殊背景,并不是從整體系統宏觀把控開始的,AP1000的技術系統是整體引進的,并非“自主可控”,而是先整體引進技術,再組織有實力的國內供應商進行對接。2009年就有包括東方重機、上海第一機床廠、哈電重裝、上核、一重、二重、華銳重工、太原重工、哈電動裝和沈陽鼓風機集團等,重點瞄準核島設備的自主研發制造,制造范圍包括蒸汽發生器、反應堆壓力容器、屏蔽主泵、堆內構件等核島關鍵設備。
這種策略安排確實加速了國內供應商的成長,比如,最初國內有能力合格自制生產AP1000燃料的工廠,也僅有中核集團旗下的一家公司,還是跟外方人員一起工作了很長時間的結果。可是,因為整體技術系統不是自主可控,在項目(三門核電站、海陽核電站)的具體實施中還是會有很多拖延。AP1000主泵、爆破閥等關鍵設備設計、制造出現缺陷以后,不論外方是否承擔責任,項目工期已經嚴重拖后。其中,三門核電廠因為反應堆的“心臟”——屏蔽式主泵研制供應滯后,拖期超過5年之久。
從系統主導到供應鏈主導
向中核集團輸出技術的美國西屋電氣,也不是一個強勢主導者。日本東芝收購西屋電氣70%以上股權之后,就遭受嚴重虧損拖累而臨近破產邊緣。AP1000核電機組作為美國三代民用核電的旗艦技術,反而在美國境內受阻,美國首個AP1000核電項目因為費用嚴重超標,業主方被迫決定停工。這當中有一個大的時代背景——美國的去工業化。
近30年來,美國公司普遍將重資產、低利潤的制造環節外包,因而喪失了大量熟練工程師和技術工人。包括西屋電氣在內的美國公司哪怕技術儲備還在,但多年以來很少參與民用工程設施,導致工程經驗不足,很多看似合理的結構圖紙在實際施工中顯示并不合理,因此要花費大量的精力和時間來根據實際施工需要修改圖紙。項目圖紙改來改去、難以落實,促使中核集團拿回項目主導權,中國供應商也逐漸成為項目主力。
這當中還有一個關鍵變量——2011年日本福島核事故。這一場核災難導致全球核電形勢急劇變化,全球核電產業都面臨公眾對安全缺陷的低容忍度。此后,中核集團在外界壓力下不僅要主導整個工程項目,更要掌握AP1000整個技術系統。
不掌握核心技術,如何保證安全?現代幾乎所有重大事故,包括飛機墜毀、高鐵出軌、核電等背后都有兩大技術根源:一是技術特別復雜,核電系統實在太過復雜,其中有各種反饋回路,有些部分之間的關聯還是隱藏的,可能設計者本人也未能察覺。
二是緊致耦合,即這個系統缺少緩沖地帶,錯一點就不行,沒有余閑。比如武漢長江大橋就是不復雜、耦合也不緊,哪個橋墩出問題了,不會很快波及別的橋墩,大橋的功能還能撐一段時間。北京三里屯路面就不一樣了,耦合特別緊致,哪里稍微出一點狀況,立刻堵死一大片,完全沒有一點騰挪空間。核電系統究竟有多大程度的緊致耦合呢?要看你有怎樣的系統設計能力。三代民用核電技術的復雜程度本來就超越以往,如果對這個技術系統的緊致耦合程度沒有掌控能力,又如何保證安全呢?
2011年國家相關部委正式立項,在引進美國三代核電技術AP1000的基礎上,通過吸收、消化、自主二次開發,形成自主化的CAP1400核電技術。這個項目在2017年12月14日通過了“CAP1400關鍵技術設計技術研究”課題驗收。歷時六年時間,攻克總共77項關鍵技術,其中有2項——非能動安全殼冷卻系統水分配與設計、大型液壓阻尼器性能分析臺——達到世界領先水平,有20項技術是國內從來沒有過的突破性技術。
CAP1400的定位就是在引進、消化、吸收AP1000的基礎上,實現再創新、自主知識產權和獨立出口權。西屋電氣在美國的兩個AP1000核電項目,因為工期一再延期而巨額虧損,相反,中核集團作為AP1000的學生,反而在2017-2018年間建造了世界上第一個AP1000技術核電站。
更關鍵的是,中核集團從此完全掌握了供應鏈的主導權。回想過去,1986年建大亞灣核電站時,當時從核心設備到電話、時鐘、地磚,甚至一個螺絲、一根鋼筋都要進口,哪怕中國完完整整參與了核電站建造過程,但具體采用什么技術標準,采用誰的設備,自己是沒有發言權的,只能由外方人員來全權負責。2008年引進了三代核電系統,中核集團也只能對這個供應鏈條30%的部分有掌控力。直到中核集團完全掌握了CAP1400整個技術系統,才真正有底氣掌握國際化的供應鏈體系。因為吃透了底層技術系統,真正掌握了系統的設計和制造,就能清楚知道“什么樣的零部件是我想要的,我希望哪些結構器件要怎樣制造”,供應鏈會跟著你的技術要求進行創新迭代,而不是你去適應供應鏈的現狀。
供應鏈國際化布局的三個考慮維度
世界核協會(WNA)發布的《2035年世界核供應鏈展望》報告指出:“與其他行業一樣,全球化已成為核工業的組成部分。”可是,核電設備設施作為特殊的極端制造,核電供應鏈的國際化布局要多方權衡,在安全性、經濟性、標準化上統籌兼顧,平衡更多因素。
全鏈條控制保證安全性
中核集團與美國西屋電氣原本是有合同協議的,“100%轉讓技術、100%關鍵設備國產化”,可是,在浙江三門、山東海陽核電項目的實施中,AP1000核電站數字化儀控系統的軟件設計、硬件采購,雙方缺乏共識。這涉及核電站“核心控制系統”,中核集團出于安全考慮,也不可能妥協,坐視隱患存在,這部分很難交給國際供應鏈。
目前,由中核集團和中廣核集團主導的“華龍一號”核電技術,哪怕設備本土化率達到了86.7%,也不表示供應鏈的主導力就沒有缺失,更嚴苛的供應鏈管理措施相繼出臺。以前,只要設備合同是“人民幣合同”,就可以認為達到了本土化的標準,至于下一層承包商是否從國外采購則再不過多考慮。現在,除了要認定是百分之百的“人民幣合同”,也要將這些設備涉及的進口部件和材料計算在內。這不一定是國產優先,關鍵是全鏈條控制保證安全性。
哪怕是美國、法國(中國民用三代核電技術的早期來源)這等核電強國,也頻繁遭受網絡攻擊,伊朗核設施甚至在病毒攻擊下出現過嚴重癱瘓。核電站的關鍵系統是有防御機制的,一般的網絡攻擊難以打破,但資源雄厚的攻擊者會將目標轉移到它的供應鏈和生產基地,供應鏈往往是一個巨大的盲區。所以,核電系統可靠的安全保證,不僅僅是某個運行環境、某臺機組設備的問題,這背后會涉及供應鏈整體的協調性。
必要的經濟性權衡
世界核電市場從2010年開始,逐漸由中國主導,中國在建的核電機組占世界40%。哪怕在未來10年,這一局面也很難打破。為什么呢?核電項目的建設周期一般在5年左右,而在建設周期之前的另一個5年內,需要展開前期規劃及準備工作,這就需要10年時間。要想在2020年完成多大規模的核電裝機,就需要在2015年前后開工建設,2010年開始展開前期規劃。
中國龐大的核電市場主要由中核集團、中廣核集團兩家央企主導。僅中核集團一家每年的采購需求就超過千億元人民幣,其中核電、核燃料產業為主要采購需求領域,采購需求覆蓋10個商品細分小類,主要集中在大宗原材料、機械設備和工程總包。為此,中核集團2018年2月專門成立了供應鏈管理公司。
這當中有兩個必要的經濟性權衡:一是在AP1000設備本土化的過程中,大到主泵、主管道,小到閥門,凡是核心技術環節,國內都要組織研發人員攻關。一個核電站包括各種系統共計300余個,需要各式零配件數萬套。這將系統化地提升中國制造品質。與核電相關的任何設備、零配件,都是用最高標準來做的,要確保核電設施安全可靠,必須把產品做得一點瑕疵都沒有。
二是要兼顧成本效率,盡管還有百分之十幾的設備并沒有本土化,并不是說國內不具備研發能力,只是基于經濟性考慮,最終選擇不進行本土化。這是有自主研發能力做后盾的國際采購。
標準化能力是構建核電國際供應鏈的前提
核電國際供應鏈的構建,討論最多的往往不是設備、技術好不好,而是用什么衡量標準。只有核電設備設施的運營經驗足夠豐富,技術儲備足夠雄厚,才有可靠的標準自主化能力。中核集團曾以核島機械設備領域為切入點,重點開展標準技術路線研究,推動建立以通用標準為主、專用標準為輔的標準體系。這當中有很多政府、國際組織參與協調的因素。
核電的國際化供應鏈形成,要有核電強國的標準技術交流與合作,標準互認、標準共建及廣泛技術交流。所以,建立核電國際采購體系,從來就不是一兩家企業的事情。
比如,中核集團在巴基斯坦卡拉奇市建造中的“華龍一號”海外首堆工程,作為兩國政府“一帶一路”規劃重點項目,項目大小倒是其次,最重要是在質保體系、設計審查、原材料認定、制造過程、質量技術、驗收等方面不斷契合國際標準,標準共識是重要前提,然后才有了穩妥的技術研發投入和全球供應鏈配套,中核集團在不斷強化系統設計能力的過程中,基于客戶實際需求、整合全球資源,才有了不斷增強的國別規劃能力。
核電供應鏈的國際合作是大勢所趨,但仍會存在很多“非技術性因素”的干擾,例如,中核集團旗下CAP1400技術項目所需要的零部件和設備已經很難再從美國買到,尤其是那些美國特有的技術器件。目前,“華龍一號”和CAP1400已經被部分國家視作競爭對手。
不過,中國核電產業已經由有關部門出面協調,系統推行核電重大專項,不僅中核集團處于其中關鍵位置,而且讓盡可能多的國內企業參與進來,之前盡管走了一些彎路,花了不少錢去做實驗、去做設備的研制,但獲益的是整個國家的工業能力。中核集團背后有整體力量的有力支撐,整合技術資源,統籌協調,那些參與過重大專項的制造廠商不僅給特定項目提供服務,也可以將相關能力、設備運用在更多能源項目中。無論在裝備還是解決方案上,立足國內才有底氣融入全球,因為自己背后有了體系化的一流供應商,中核集團推進的諸多國際合作才能真正實現強強聯手的共贏模式。
獨行快,眾行遠。供應鏈過去更多是呈現在公司和產業的封閉循環中,在當今國際融合的大趨勢下,供應鏈已經是一種更深層次的組織力量。核電領域的國際競爭已經不限于核心技術領域,正在向更廣闊的供應鏈領域拓展。