核电大跃进是这样发生的……

2018-09-01 16:49:00 来源：微言核电那些事

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电力18讯：

四个玩家

1960年代，控制美国核电反应堆市场的，是四家大公司：西屋电气公司、通用电气公司、巴布科克•威尔科克斯公司（简称巴威公司）、燃烧工程公司。

在进入正题之前，有必要先简要交代一下这几个玩家进入核电市场的背景。

二战结束后，在“海军核动力之父”里科夫的说服下，西屋公司成立了核能开发部门，进入神秘的核技术领域。

1948年，因为里科夫的大力支持，西屋公司获得了原委会新成立的贝蒂斯原子能实验室的运营管理权，地点就在其公司总部匹兹堡的城郊。

在海军和几个国家实验室的通力合作下，贝蒂斯实验室研发了压水反应堆，并应用在世界第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号上。

在“鹦鹉螺”号核潜艇反应堆的研制过程中，西屋公司进行了不少创新性工作，突破了许多技术瓶颈，对后来的核电技术走向影响重大，比如燃料元件包壳材料锆合金的应用、耐高温高压容器等特殊设备的研制等。

正是由于在第一艘核潜艇项目上的成功，坚定了里科夫走压水堆技术路线的信心，随后支持、选择西屋公司设计、制造了美国第一座大型核电厂—希平波特核电厂—的反应堆及主蒸汽供应系统。

在此基础上，西屋公司趁热打铁，又往前走了一步，设计供应了扬基核电厂的140MWe反应堆，并于1960年8月正式投运。

紧接着在1962年，卖出了两个功率更大的核电反应堆，一举成为初生的核电市场的先行者和领导者。

另一位“带头大哥”通用电气公司，进入核领域的时间更早。

1946年，公司高层就预见到核技术未来发展的趋势，遂说服曼哈顿工程的负责人格罗夫斯将军，获得了汉福特基地的钚生产反应堆的运营合同。

作为交换，随后成立的原委会，同意在通用电气公司总部纽约州斯克内克塔迪附近建立一个核能开发中心和一座实验反应堆，并由其负责运营。

这个核能开发中心，就是诺尔斯原子能实验室。

到1950年代中期的时候，通用电气公司主席认为，“在未来，原子是电力，电力是通用电气的业务。”

基于在军用反应堆上获得的核工程经验，通用电气与爱达荷国家实验室合作，开发了商用沸水反应堆，在1957年建成投运示范性质的瓦列西托斯沸水堆核电厂。

1960年初，通用电气设计的180MWe的德累斯登核电厂1号机组投运，成为美国第一个完全商业化的核电厂。

1959年底的时候，财大气粗的通用电气公司核能部门，雇佣的员工超过14000人，用于核能研发的资金超过2000万美元，超出当时任何一家美国公司。

这使得它在沸水堆技术方面进步神速，很快就与西屋公司起驾并驱，成为美国乃至世界核电市场上的两大巨头。

随后进入核电市场的巴威公司和燃烧工程公司，都是老牌的火电厂锅炉和配套设备制造商，走的都是西屋公司的压水堆技术路线。

巴威公司第一次跟核技术打交道，是为海军反应堆研制大型关键设备。1953年，公司也成立了核能部门，为爱迪生联合电气公司设计、制造的印第安纳角核电厂1号机组，在1962年建成投运。

和巴威公司类似，燃烧工程公司也是通过给海军制造反应堆大型设备和燃料元件，踏入核行业的。

1950年代中期，公司收购了阿贡国家实验室的一个反应堆专家创立的通用核工程公司，开始涉足核电市场。

1966年，和密歇根州的消费者电力公司签订合同，卖出了第一个商用反应堆，即帕里萨德斯核电厂。

1968年底，西屋和通用两大公司基本主导了美国的商用反应堆供应，占据了77%的市场份额，巴威公司和燃烧工程公司则紧随其后，瓜分了剩余的市场份额，形成了“两大两小”的格局。

核电市场的喷发和硝烟，主要是由两家大公司引起来的。

交钥匙工程

我们知道，一个核电项目主要涉及到两大市场主体：一是反应堆供应商，作为卖方，设计、制造反应堆和配套设施；二是电力公司，作为买方，购买反应堆，并配置到电力供应体系中。

此外，还有诸如铀矿开采、冶炼、元件制造和废物处理等领域，提供必要的配套服务。

作为反应堆供应商，主要是提供行内称之为“核蒸汽供应系统（Nuclear Steam Supply System）”的关键设备，也就是反应堆一回路系统设备，包括反应堆和配套设备，如压力容器、泵、管道、蒸汽发生器、安全和控制系统等。

当时的几家反应堆供应商，都能提供设计和制造核蒸汽供应系统在内的一揽子服务，虽然有些设备是分包给其他公司制造，但对整个一回路系统承担质量责任。

在核电的起步阶段，由于核技术的军用背景和高度复杂性，电力公司对之非常陌生，再加上美国电力工业没有实行国有化，都是由私营公司运营，经济性考量非常重要，所以没有建造核电厂的内在动力。

在此情况下，美国核电成了一个买方市场，掌握了反应堆和关键设备设计、制造技术的供应商，不得不使出浑身解数，说服电力公司购买反应堆新建核电厂，而不是继续上马火力或水力发电厂。

进入1960年代后，随着第一批原型核电厂陆续建成投运，美国核电由实验示范阶段迈入快速发展阶段。西屋和通用两大公司认为，在原型堆基础上进行技术改进后的第二代核电厂，已经可以和美国东北部和加州的火电厂经济性不相上下了，因为那些州的煤炭价格高。

为了鼓励电力公司购买反应堆，通用电气公司大胆采用了一种名为“交钥匙”工程的市场营销策略，给缺乏生机的核电市场打了一剂强心针。

所谓交钥匙工程，就是反应堆供应商不只是提供核蒸汽供应系统，而是作为总承包商，提供从核电厂设计、采购、建造和调试在内的整个服务，直至交给电力公司一个可以直接运行的核电厂。

1963年，通用电气公司与泽西中央电力与电灯公司签订了史上第一单交钥匙工程合同，为后者建造一座515 MWe的牡蛎湾沸水堆核电厂。

作为条件，电力公司只需支付6600万美元的固定费用即可，其他完全不用管，通用电气甚至承诺可以代为申请取得建造批准和运行许可证。

平均每千瓦129美元的单位造价，比当时橡树岭新建的900MWe的奔牛火电厂还低20美元。

牡蛎湾核电厂

接下来的1964年，通用电气在它的产品目录中，列出了反应堆功率范围从50MWe到1000MWe各种容量的核电厂，而且造价低得惊人。

牡蛎湾合同，开启了美国核电厂交钥匙商业模式的大门，标志着核技术的竞争属性正式登上市场舞台。

面对老对手使出的杀手锏，西屋公司沉不住气了，也开始提供交钥匙工程服务，双方开始了激烈的反应堆市场价格战。无奈之下，巴威公司和燃烧工程公司不得不加入这场市场争夺战，也相继开出了类似的反应堆价目表。

1966年6月，不堪经济重负的通用电气率先宣布停止交钥匙工程服务，恢复到原初的提供核蒸汽供应系统商业模式。

随后，其他三家公司也纷纷步其后尘。事实上，交钥匙工程合同给几家公司造成了巨大的财务亏损，但对电力公司起到了很好的催化效应，纷纷相信核电是一项明智的投资。

事后来看，以盈利为目标的核电供应商，之所以纷纷开出看上去难于收回成本的极低造价，合理的推测是所谓的“规模经济效应”，即“愈大愈便宜”：

利用低廉的固定造价，作为招揽生意的“入门券”，急切地推动电力公司从火电转向核电；等到电力公司熟悉并愿意大量采购核电厂后，他们相信很容易从以后改进的反应堆上，捞回这笔损失。

发展大浪潮

为了解决核电厂的经济性问题，反应堆供应商想出来的办法，是把反应堆功率增大，如此就可以降低每千瓦核电的估算建造成本了。

1960年代中期以前，通过“设计外推”的方式增大功率，已经被西屋和通用及其他公司广泛用在火电机组上，而且似乎行之有效。自然而然地，他们将这种实践推广到核电机组的设计上。

于是，核电厂的设计电功率，从500MW上升到800MW，甚至1000MW，而同时期运行的核电厂尚停留在200MW的阶段。

整个1960年代，反应堆设计一直处于改进变化当中，各个反应堆供应商总是力图使反应堆功率更大。

比如，1963年—1969年原委会颁发的38个核电机组建造许可证当中，其中28个反应堆功率超过800MW。

没有两个核电厂设计是相同的，甚至同一个核电厂的两个反应堆机组也不尽相同。

各个公司竞争的经济压力如此之大，以致于还不等前一个反应堆建成，后续更大功率的反应堆便匆匆开工。

也是在1966年6月，田纳西流域管理局宣布，准备在阿拉巴马州的田纳西河畔，建造一座布朗斯费里核电厂。

田纳西流域管理局服务范围位于传统的产煤区，煤炭价格历来较低，所以不建火电而上马核电项目的决定，在电力市场上造成的冲击，比牡蛎湾合同的影响还大，标志着美国核电发展大浪潮的正式来临。

当时的《财富》杂志，对此评论道：“田纳西流域管理局的决定，相当于在煤地里引爆了一颗原子弹。”

建造中的布朗斯费里核电厂1号机组

布朗斯费里核电厂采用通用电气的沸水堆技术，包括两台机组，电功率各1063MW，成为当时世界上反应堆功率最大的核电厂，震惊了整个电力市场和煤炭行业。

煤业公司不得不纷纷降低煤价，来应对核电的蚕食，此举刺激西屋和通用电气进一步降低反应堆卖价、增大反应堆功率。整个美国电力市场，一时狼烟四起，竞争非常激烈。

电力公司巴不得遇到这种局面。

再加上1963年末通过的《清洁空气法案》，火电厂成为首当其中的整治对象，联邦政府强制要求加装脱硫处理设施，火电运营成本一下子飙升了许多，电力公司便纷纷将核电作为替代能源，与四家反应堆供应商签订核电机组采购订单。

种种因素作用下，轻水堆核电厂在美国如雨后春笋般地发展起来，并在1966—1967年和1972—1973年间分别达到顶峰。

1966年，电力公司共购买了20台核电机组，其中通用电气9台、西屋公司6台、巴威公司3台、燃烧工程公司2台，占当年电力供应量的36%；1967年，各核电供应商卖出31台核电机组，西屋公司13台、通用电气8台、巴威公司和燃烧工程各5台，占当年订货电力容量的49%；1968年，订货量降至17台，但所占比例仍然高达47%。

1973年，因阿拉伯国家石油禁运而爆发能源危机，美国出现了第二次核电厂订货高潮。当年就签订了41台机组订单，创造了全世界核电销售的纪录；而1973年美国核电的装机容量，也占到全世界的62%。到1974年，美国已有54台核电机组投运，另有197个订单待建。