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法國電力集團副總裁:深度分析核工業(yè)的產(chǎn)業(yè)與技術(shù)挑戰(zhàn)

  一個行業(yè)的業(yè)績主要體現(xiàn)在一些經(jīng)濟和技術(shù)效率指標上,但也一定程度地體現(xiàn)在可預(yù)期性和前景上。而后兩種只能通過熟練掌握產(chǎn)業(yè)工具、具體來講是三種基本能力來實現(xiàn):第一,設(shè)計產(chǎn)品工具的能力;其次,對提供這些工具的供應(yīng)商和相關(guān)設(shè)備的豐富認知;最后也是最重要的一點,是使用這些工具的經(jīng)驗反饋(ROE, return on experience)。

  三種能力的相互作用決定了整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展質(zhì)量。經(jīng)驗反饋(ROE)會提高設(shè)備設(shè)計和運行的質(zhì)量,把這些經(jīng)驗與分包商技能以及現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)技術(shù)相結(jié)合,對設(shè)備進行優(yōu)化設(shè)計。最終,將產(chǎn)業(yè)經(jīng)營者與供應(yīng)商的需求進行對接,則可以引導(dǎo)和改變整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

  任何行業(yè)、任何企業(yè),無不想方設(shè)法謀求控制這些工具。最著名的例子是豪華汽車廠商、同時也是全球第二大飛機引擎制造商的羅爾斯。羅伊斯。每一臺流水線上的羅爾斯。羅伊斯引擎都裝有傳感器,能夠在飛機起飛后持續(xù)地傳回引擎的工作數(shù)據(jù);企業(yè)的工程部門對這些數(shù)據(jù)進行分析,獲得引擎產(chǎn)品周期內(nèi)的所有相關(guān)信息,形成的獨一無二的數(shù)據(jù)庫。米其林公司也用同樣嚴謹?shù)姆绞剑S富了自身在空氣動力學領(lǐng)域的行業(yè)經(jīng)驗。

  核工業(yè)也不例外。法國核工業(yè)目前每年正在運行的1700多個反應(yīng)堆、數(shù)百萬的工程師工時,是全球工業(yè)控制領(lǐng)域典范,特別是福島核電站災(zāi)難發(fā)生之后。這樣的成就在很大程度上得益于法國核工業(yè)的一體化產(chǎn)業(yè)模式。

  以法國核電產(chǎn)業(yè)為例,談一體化產(chǎn)業(yè)模式

  法國核電領(lǐng)域從業(yè)人口達22萬,企業(yè)數(shù)量超過2500家??傮w年營業(yè)額為460億歐元,凈利潤達150億歐元;法國核電產(chǎn)業(yè)鏈非常完整,涵蓋了從研發(fā)、前期設(shè)計到廢物處理的全部領(lǐng)域。

  法國現(xiàn)有的核電產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局形成于上世紀70年代,處于核心位置的國有的法國電力集團密切參與所有的反應(yīng)堆設(shè)計(及附屬設(shè)備)與核電站建設(shè)。這種模式的關(guān)鍵,是法電集團成了項目的所有者兼運營者,同時,設(shè)計者兼工程管理者。

  正是因為從一開始就介入,法電集團形成了一整套反應(yīng)堆工程管理體系:設(shè)計、建設(shè)、采購、數(shù)據(jù)收集與分析以及經(jīng)驗反饋(ROE)的利用。大約5000名工程師和他們所管理20000多個反應(yīng)堆,實現(xiàn)了一個持續(xù)優(yōu)化的良性循環(huán)。

  基于早期建設(shè)和運營核電站的經(jīng)驗,法國電力集團完全掌握了核電行業(yè)的產(chǎn)業(yè)工具,并開發(fā)出自己的反應(yīng)堆模型。同時,這個系統(tǒng)的、持續(xù)優(yōu)化的循環(huán)使得讓全法國核電站逐步標準化。整個法國核工業(yè)因此從兩大穩(wěn)定優(yōu)勢資產(chǎn)中受益。

  第一種優(yōu)勢來自于核電站安全、效率和性能的持續(xù)改善,所有事件都會被分析,所得經(jīng)驗被用于改善設(shè)計、工藝或設(shè)備組件。這種做法的必然結(jié)果是法國核電站建設(shè)成本全世界最低,運營成本也比其他國家低上40%-70%。

  第二種優(yōu)勢則在于法國電力集團的產(chǎn)業(yè)政策話語權(quán)。由于既是設(shè)計者又是管理者,法國電力集團因此能夠根據(jù)技術(shù)和戰(zhàn)略的敏感度,來決定合同如何分割、競爭政策如何使用以及國內(nèi)外供應(yīng)商的資格認證。他們將運營者的需求精確地傳遞給供應(yīng)商,從而能夠?qū)\營要求和合同目標進行盡可能清晰地描述。這種關(guān)系是形成產(chǎn)業(yè)控制的關(guān)鍵。但前提是運營者要對整個產(chǎn)業(yè)環(huán)境有清楚的通盤認知,才有可能從專業(yè)角度辨別和考核潛在供應(yīng)商。

  經(jīng)驗反饋和設(shè)備供應(yīng)商技術(shù)改進,不僅改善了現(xiàn)有反應(yīng)堆的效率,對于設(shè)計新模型也是必不可少的。

  一體化模式VS“交鑰匙”模式

  當今在核工業(yè)領(lǐng)域比較活躍的法國、俄羅斯和中國都采用了一體化產(chǎn)業(yè)模式,但卻被看成異類,因為大多數(shù)擁有核電的國家包括美國和日本,都更傾向于“交鑰匙”模式。

  但這種“交鑰匙”模式存在嚴重缺陷。

  首先,定義產(chǎn)業(yè)政策的不是電站運營方而是建設(shè)施工方,運營方被排除在與供應(yīng)商的協(xié)商過程之外,只負責埋單。這導(dǎo)致了嚴重的成本超支:德國核項目成本是法國同類型項目的兩倍,而日本則要貴三倍。此外,在“交鑰匙”模式中,監(jiān)管框架也是由建設(shè)方和監(jiān)管機構(gòu)一起制定的。

  在設(shè)計和施工階段,運營方無從置喙與安監(jiān)機構(gòu)、供應(yīng)商的對話,被降低到了“第三方付款人”的角色。雖然真正使用電站的是運營方,但他們無從了解產(chǎn)業(yè)環(huán)境和專業(yè)工程技術(shù),更別提經(jīng)驗反饋,而經(jīng)驗反饋是確保操作和反應(yīng)堆安全的關(guān)鍵。

  這也是為什么將核工業(yè)和汽車工業(yè)進行類比是毫無意義的。車輛擁有者為駕駛負責,只需知道駕駛規(guī)則,而不需要了解車輛各部分的工作原理。即使最嚴重的車禍,其危害性也永遠不能和核事故相提并論。福島事故的發(fā)生喚醒了反應(yīng)堆運營者的責任意識,也表明安全不僅僅是技術(shù)問題,而更取決于產(chǎn)業(yè)組織形式和反應(yīng)堆的運營管理。

  安全缺失

  日本核工業(yè)的失誤可以歸納為完全對稱的兩點。一方面,運營方?jīng)]有掌控生產(chǎn)設(shè)施的核心技術(shù);供應(yīng)商也無法運營方的經(jīng)驗反饋中受益。此外,整個產(chǎn)業(yè)還因為不少運營商故意分割產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗而被削弱。在21世紀初,一家日本核電站的二次冷卻循環(huán)彎管處因腐蝕而出現(xiàn)小裂縫,四年后另一家電站因同樣問題發(fā)生泄漏,四人死亡。為什么?因為第一家電站的經(jīng)驗反饋并沒有被第二家電站所吸收。

  硬件材料也并非關(guān)鍵:德國所有核反應(yīng)堆都基于相同的設(shè)計原理,卻交由不同地方性企業(yè)運營,各地采用不同安全標準和流程,導(dǎo)致每個電站的安裝都要求進行一定程度的技術(shù)調(diào)整。

  相反,在法國的一體化模式中,經(jīng)驗反饋隨著標準化過程逐步累積。法國核工業(yè)目前擁有七種模式的反應(yīng)堆,但每隔10年,都會對所有反應(yīng)堆進行一次安全評估,定期將設(shè)備和電站管理的信息進行優(yōu)化整合。隨著經(jīng)驗的積累,電站安全水平得以逐步而穩(wěn)定地提高。風險沒有消失,但被大大降低了。根據(jù)法國核安全管理局,法國各核電站反應(yīng)堆堆芯融化的風險減少了90%。

  這種持續(xù)的優(yōu)化和經(jīng)驗反饋正是“交鑰匙”模式所不具備的。

  當然,某些缺陷可以得到校正。美國在20世紀90年代為了彌補運營商間的分化,成立了核電運行研究所(INPO),負責對核電站運營商的經(jīng)驗反饋構(gòu)成和分享方式進行評估。日本近年來對運營商責任意識進行反思,也正準備創(chuàng)立類似機構(gòu),整合10家國有電站的經(jīng)驗反饋。本著同樣目的,一些其他國家和組織也已開始思考如何利用產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗反饋,世界核電運營者協(xié)會(WANO,包括來自30多個國家核電運營商)就是這樣的情況。

  但這樣就足夠了嗎?經(jīng)驗反饋是這個行業(yè)的絕對核心,僅僅分享是不夠的。真正的挑戰(zhàn)在于如何將其整合進一個持續(xù)改進的循環(huán),在核電站運營方和建設(shè)方之間實現(xiàn)情報和經(jīng)驗的互利。

  那些嚴重事故留給我們的教訓非常寶貴。1979年三里島核電站堆芯融化,在建設(shè)方看來是沒有理由發(fā)生的。原因在于操作失誤。事故發(fā)生后,法國電力集團立即對失誤進行分析,并根據(jù)結(jié)果對自身的設(shè)備進行了改進,在所有反應(yīng)堆加裝砂過濾器,能夠在泄漏發(fā)生時,過濾掉99.9%的銫元素。然而,日本人并沒有將這個經(jīng)驗考慮進后來福島第一核電站的設(shè)計中。

  三里島的事故還表明建設(shè)方和運營方相互配合的重要性。事故發(fā)生時控制室內(nèi)所有報警裝置都被拉響,這給迅速鎖定故障源帶來巨大難度。因此,報警系統(tǒng)的升級是一個重大改進。法國電力集團的做法是將不同級別的事故對應(yīng)不同的安全控制面板。這種“狀態(tài)模式”使得運營者能更快地識別故障來源,負責安全管控的工程師也有足夠時間來提醒管理者采取正確應(yīng)對措施。

  將這樣的經(jīng)驗循環(huán)與計算機輔助控制系統(tǒng)相結(jié)合,可以防止人為操作失誤。但在這一點上,一體化產(chǎn)業(yè)模式與交鑰匙模式同樣存在巨大差異。一些核電站建設(shè)方已競相采用計算機輔助控制系統(tǒng)。但我們參觀其工廠時感受到的情況卻不盡人意:有大量有用數(shù)據(jù)和信息可用,電腦也已將其與必要的預(yù)防措施進行關(guān)聯(lián)……但也僅止于此,經(jīng)驗反饋和優(yōu)化過程還是停留在紙上談兵。這并不奇怪。將經(jīng)驗反饋過程與控制技術(shù)相整合,任務(wù)量極其龐大,除非從一開始的反應(yīng)堆設(shè)計階段就將ROE考慮進來。

  產(chǎn)業(yè)精神

  一體化產(chǎn)業(yè)模式的持續(xù)優(yōu)化本身也有其局限性。尤其是它需要建設(shè)方擁有全面過硬的技術(shù),但這在某些管理多個核設(shè)施又缺乏增長前景和升級規(guī)劃的機構(gòu)看來,并不是最重要的。

  需要注意的是,除了反應(yīng)堆壓力容器和混凝土外殼,所有設(shè)備都應(yīng)該在適當?shù)臅r候進行調(diào)整和升級。這種安全生產(chǎn)文化只有在真正融入實際工業(yè)過程時才有意義。工程能力不僅僅要靠定期更新設(shè)備。這就是為什么今天在亞洲國家尤其是中國這樣積極發(fā)展核產(chǎn)業(yè)的國家,大量引入和倚重核電專家的重要性。中國目前每年新增裝機容量為1000億瓦,相當于法國所有正在運營的核電站的年發(fā)電量。福島事故發(fā)生前,中國每個月都有新項目上馬。

  三十多年前,法國電力抓住機會與中國廣核集團(CGNPC)合作,參與了中國第一座核電站大亞灣核電站的建設(shè)。這樣的項目對于重建法國核工業(yè)的“產(chǎn)業(yè)精神”來說是個良機。更重要的是,通過這些實體工程項目精心分配法國核工業(yè)優(yōu)良資產(chǎn),讓一體化產(chǎn)業(yè)模式在全球落地生根。

  這個問題遠遠超出了簡單的成本控制;它要求在任何時候?qū)ξ淳故聵I(yè)都要有通盤考慮——從目標到方法,一旦出現(xiàn)問題,能夠迅速找出根源并加以解決。

  一項工程就是一場冒險,是一群人基于共同愿景、為實現(xiàn)同一目標而共同行動。我有幸參與過管理的每一個項目,從大亞灣核電站到最新型號核反應(yīng)堆N4的設(shè)計與施工,讓我逐步相信,任何集體性成功,無不基于一個強有力的組織架構(gòu)和一個團結(jié)的團隊的完美結(jié)合。

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