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中國人研發的技術不一定不先進
主題一：中國人研發的技術不一定不先進
世界核電技術的發展軌跡并非一條直線，而是在經歷兩次嚴重核事故(美國三哩島和前蘇聯切爾諾貝利)之后發生了斷裂；雖然核工業界在改良壓水堆的基礎上推出了所謂的“第三代”技術，但由于西方核電的復興要求實現革命性的“固有安全”，所以以美國為首的各國政府在新世紀之初，合力發起促進新一代核能系統技術開發的浪潮，它們都明確支持的研發前沿集中在所謂“第四代”核電技術上。以此為背景，在改良傳統技術上，中國完全可以在已有的基礎上趕上先進水平；而在革命性的第四代技術上，中國實際上已經走在世界前列。因此，引進路線的制定者對世界核電技術趨勢缺乏深刻的認識，其判斷也是錯誤的，全盤引進更是沒有必要。
實行第三輪引進路線的主要理由是中國現有的技術不夠先進——只要放棄雖然自主掌握但卻落后的第二代技術，而直接引進“最先進”的第三代核電技術，就可以實現“一步跨越”。由此可見，引進派頭腦中的“技術”其實指的是具體的產品(更準確的說法是物化在產品上的技術)。但一個國家要想實現技術“跨越”(更準確的概念應該是“進步”)，就不可能只靠購買現成的產品——因為產品會不斷更新，要進步就必須培育出來能夠推動產品變化的技術能力。
對于技術能力的來源留待后面再討論，這里首先指出，以現有外國產品作為判斷技術“先進性”的標準，就會忽略決定技術變化的關鍵因素，從而喪失判斷技術發展趨勢的能力。如果稍微了解一下核電發展史就可以看出，世界主流核電技術不是沿著一條直線發展的(如“一、二、三、四代”這種劃分給人的錯覺)，真正決定核電技術代際劃分實質內容的，是兩個歷史階段對于技術性能不同的政治和戰略要求。這兩個歷史階段就是已經衰落的“第一核紀元”和正在浮現出來的“第二核紀元”。
第一核紀元從世界上第一個商業核電站(美國希平港核電站)的建成(1957年)開始，到1980年代走向衰落，其主導技術是輕水反應堆(包括壓水堆和沸水堆)。它起源于美國核潛艇的開發，然后才被用于核電站。在美國政府和因參與海軍艦艇核動力項目而獲得反應堆設計制造能力的西屋、通用電氣等供應商的推動下，輕水堆尤其是壓水堆以其率先獲得應用的經驗基礎和較好的經濟性等優勢，成為西方核電大發展時期的主導堆型。從1960年初到1980年代初，短短20年時間，400多座核電站在幾個發達國家拔地而起，其中美國建設了100多座核電站，共具有1億千瓦左右的發電能力，使核電在這個世界第一能源消費大國的電力供應中至今仍然占19%。另一個核電大國法國在減少依賴石油進口的能源戰略指導下，不到30年的時間內就使核電在全國發電總量中的比例達到70%以上。
但1979年發生的美國三哩島核事故暴露出來這種堆型的固有缺陷——永遠存在發生堆芯熔化的事故概率。輕水堆的堆芯冷卻劑是水，其供應是依靠泵和管道，如果泵和管道發生故障(如斷電、漏水、機械失靈或操作失誤這些永遠不能完全避免的事故)，失卻冷卻劑的堆芯就會因溫度急劇上升而熔化，而堆芯熔化將導致災難性的核泄漏后果。因此，幾十年來以輕水堆為主的核動力工業界(以下簡稱水堆工業界)為了對付這種失水事故作出了不懈的努力，絞盡腦汁，不惜工本地采取各種改進措施，其中最主要的是設計出一整套應急安全注水系統，這套系統在一旦反應堆系統發生失水事故時能及時啟動，將外部儲存的水注入反應堆系統，以防止熾熱的堆芯因裸露而熔化。這些技術改進措施降低了反應堆堆芯熔化的概率，大大提高了核電站的安全性。但由多種設備組成的應急安全注水系統是一個復雜的系統，其中任何一個設備或部件的失效(因設備故障或操作失誤)都會使注水系統失效，導致堆熔。三哩島的反應堆裝有此類安全注水系統，但還是由于設備故障和判斷、操作失誤而導致堆芯熔化。
事實上，人類十分需要核能這樣一種新能源，而從科學技術上作進一步的改進，提出解決核電這一致命弱點的新技術方案是有可能的。在輕水堆核電站以出人意料的速度在美國鋪開并推向歐洲的時候，核電界的有識之士就清醒地對當時只重經濟性而忽略安全性的傾向提出過警告。三哩島事故發生后，美國第一任原子能委員會主席David Lilienthal出版了《原子能：一個新的開始》一書，全面論述了水堆技術必須進行革命性變革的道理。與此同時，美國核能界的元老、長期任職美國橡樹嶺國家實驗室主任、備受尊敬的核能技術奠基人之一溫伯格(Alvin Weinberg)也提出：核電的第一紀元已經結束，我們要開發出從物理定理出發就可以理解的、在任何情況下堆芯都不會熔化的反應堆，不是“概率安全”的，而是“確定安全”的，他們把這類反應堆稱之為固有安全(inherently safe)的反應堆。只有當這種反應堆開發出來，并且同時解決好核廢物的長期安全處置和防止核武器擴散的問題，核電才有可能全面復蘇，并推向全世界的發展中國家(畢竟是發展中國家的未來需求更大)，核電才能開始進入新的“第二紀元”。
雖然這些先知先覺者的正確預見在三哩島事故后就明確清晰地公之于世，但當時的美國政府和工業界并沒有完全接受。出于既得利益，他們更強調針對事故教訓就現有的設計做修補性的改進，并加強對核電安全的全面監管。但1986年的切爾諾貝利核事故最終迫使水堆工業界不得不承認，核電站發生嚴重事故是可能的。由于兩次嚴重事故的接連發生，西方公眾越來越擔心核電站的安全，反核浪潮洶涌澎湃，迫使包括美國在內的多數西方工業國家的核電事業陷入停滯。從三哩島事故發生至本世紀初，美國再沒有新建核電站的訂貨，有的歐洲國家甚至通過全民公決或政府法令，為正在營運的核電站設置停運期限，全世界的核電發展在總體上停滯下來。一個曾經被幾乎所有工業國家看好而快速興起和發展的核電產業，竟然會突然停滯下來，甚至面臨被拋棄而退出歷史舞臺的前景，這在現代工業發展史上是十分罕見的。核工業界一直在抱怨，是偏激和無知的反核勢力導致了這種結局。他們認為，核工業界在核電安全方面作出的努力、投入的資金是任何一個行業都不可比擬的，核電站發生堆熔引起嚴重事故的可能性已經微乎其微，用概率安全分析的方法測算出的事故概率已達萬分之一以下，即平均一個反應堆運行一萬年以上才可能發生一次這類事故(事故概率為10-4～10-5/堆年)，可謂“萬無一失”。但公眾并不完全相信這種理論分析和測算，即使是如此低的概率也不接受，因為人們從切爾諾貝利事故中體驗到了這類事故的后果，從心理上把由事故引起的大面積居民環境核污染與原子彈爆炸的后果自然地聯系起來。誰也沒有理由責怪公眾的“無知和偏激”。多年來，核工業界企圖加強公關宣傳教育活動來改變公眾的接受性，未見明顯收效。
上世紀末的最后20年里，發達國家的核工業界在對付嚴重事故的核安全方面所作的努力是巨大的，向市場推出一批被他們自己稱為“第三代”的新產品。所謂“第三代”核電先進性的最基本特征是在技術設計方案中認真考慮了對付嚴重事故的方法，進一步減小嚴重事故發生的概率，即把因反應堆堆芯熔化和堆熔后致使安全殼(最后一道安全屏障)短期內破裂所導致大量放射性物質外泄的概率又降低了一個數量級(從堆熔概率約10-5/堆年降到10-6/堆年，安全殼短期破裂概率從10-6/堆年降低到10-7/堆年)。這是一個不小的進步，但仍然不是消除而只是降低了嚴重事故的概率。雖然供應商聲稱這“實質上”消除了嚴重事故的風險，但公眾不見得完全相信這種概率方法分析的結果。堆芯熔化和和安全殼破裂的物理過程是如此復雜，實驗驗證很難真實模擬，更不可能在核電站運行中得到證實。水堆供應商們沿著這條技術路線做出的改良性努力沒有解決先輩們所提出的也是公眾所期望的核安全根本問題，他們的技術不能引導世界核電走出將要結束的第一紀元，盡管有著巨大需求的中國核電市場是他們競相推銷的最有吸引力的市場。
西方核電復興的重重困難最終使固有安全概念得到普遍認同，而“第二核紀元”經過漫長的醞釀，正在逐步浮現出來。1999年，美國政府提出了“第四代核能系統”的概念，其中對核電站的最根本要求就是要達到“固有安全”。小布什當選總統之后，美國開始重新實施以推進新一代堆型開發為主要技術內容的核能戰略。2001年7月，美國能源部宣布成立由美國領導、9個國家參加組成的“第四代國際論壇”，正式開始了國際第四代核能研發，其后又接納了包括中國在內的多國參加。該組織定義了第四代核能系統的技術目標，推出了6種第四代堆型的概念，對核電反應堆安全性的要求是不再需要電站廠址以外的應急響應，也就是不再會發生堆芯熔化事故導致的大量放射性外泄，要做到這一點，反應堆必須要“固有安全”。
從上述過程看，世界核電技術的發展經歷了兩個核紀元之間的斷裂，美國核電建設停滯30年的事實充分說明了這個斷裂的程度。當然，鑒于新一代堆型開發的困難性和時間需要，近期內的核電建設仍然只能依靠對原有技術的改進，但是，開發新一代核能系統的全球聯合攻關已經吹響號角，迎來第二核紀元的核電革命已經發動，新一代的固有安全反應堆將在不遠的將來被推向市場。
恰恰是這種技術革命的潮流更會產生對引進路線的質疑——中國實際上在第四代核電技術的發展上走在世界前列，甚至領先于美國。2002年，國際權威期刊《核工程和設計》(Nuclear Engineering and Design)發表了介紹中國清華大學10兆瓦模塊式高溫氣冷堆(the HTR-10)的專刊。該刊主編、模塊式高溫氣冷堆概念原創者之一的G. Lohnert在編者按中說：“事實上，the HTR-10是世界上第一個有理由被稱為‘固有安全’的反應堆。因此，這是第一個第四代反應堆——它不僅存在于紙面上，而且存在于現實中。當然，它只是一個小反應堆。但重要的是要注意到，實際上它的所有部件，與正處于設計階段并將生產250兆瓦以上電力的原型堆，具有同樣的尺寸并遵循同樣的設計原則。”2004年9月30日，在國際原子能機構的安排下，世界第一座模塊式高溫氣冷核反應堆在北京首次對外進行了核安全實驗演示，來自30多個國家的60余位國際原子能專家在現場觀看了“不插入控制棒下反應堆喪失冷卻”的核安全實驗演示。那是在全世界范圍內有史以來第一次用正在運行中的實際反應堆進行事故演示，充分說明“中國和平利用核能技術走在了世界前列”。比得到國際學術界贊揚的更可喜的是，由中國政府支持的20萬千瓦高溫氣冷堆示范電站即將動工，標志著這種國際公認的新一代先進反應堆將要在中國首先實現產業化。
高溫氣冷堆是目前美國選中開發第四代核電技術的唯一目標堆型(用于發電和產氫)，另一個目標堆型是鈉冷快堆，主要目的是“焚燒”掉核電站產生的核廢料中壽命奇長(上萬年)的“錒系元素”，以解決核廢料處置的長期安全的爭端。在第四代核電技術國際論壇所確定的6種堆型中，由美國主導的是“超高溫氣冷堆”(VHTR)，它也是美國2001年能源政策報告中唯一提到的核電技術。清華大學高溫氣冷試驗堆建成后，美國國會的撥款委員會主席和能源部長都相繼專門來“參觀考察”過。最近，美國核管會(NRC)已與中國核安全監管當局原則達成協議，中方同意與美國核安全管理當局合作，讓美方參與中國首個工業規模的高溫氣冷堆示范工程的安全評審工作，共享安全評審方面的經驗；作為回報，美方愿提供他們有關評審AP1000的資料的經驗。
上述事態發展表明，美國政府已看好了高溫氣冷堆是最有可能實現固有安全的核電反應堆，還有可能利用它產生的高溫熱量來生產氫，是美國當前炒得很熱的“氫能社會”概念實現的基礎。在美國國內形成這種共識的時候，他們遺憾地發現，兩個發展中國家——中國和南非先行一步，都已經起步建造工業規模的模塊式高溫氣冷堆。美國有關部門一方面通過各種形式與這兩個國家的高溫氣冷堆項目開展合作(西屋公司已經在南非項目中入股)，借鑒先行者的經驗；另一方面撥出資金，開展研究并準備盡快在愛達荷國家實驗室建設工業規模的示范堆。為將來產氫作準備，美方希望開發出新的更高溫度的燃料元件和結構材料，建成能產生出口氦氣達1000℃高溫的所謂超高溫氣冷堆(VHTR)。在美國主導形成的描述6種第四代堆型的文件上，把美國準備搞的“超高溫氣冷堆”列在其中，而且由他們作為主導國家(leading country)，不承認中國和南非先于美國建成的模塊式高溫氣冷堆是第四代反應堆。在2004年9月的北京演示會上，一位中國核動力科技界的資深人士質問美國代表團為什么定這樣的標準，來自美國國家實驗室的專家私下表示，他們實際上也不同意這樣定，但這個意見報上去后，被美國能源部一口否決，理由是：“這是政治問題”。
對于美國為保全世界核電領袖面子所作的努力，中國眼前不必花費精力去理論和爭辯，倒是可以看清問題的實質——中國在核電新技術革命的潮流中方向正確，已經走在世界各國的前面。清華開發的模塊式高溫氣冷堆就是第四代核電技術，它才是世界最先進的核電技術，而不是被國內引進路線所吹噓的AP1000。需要警惕的倒是在國內——引進派也以美國標準為根據而否認中國的高溫氣冷堆是第四代技術，以便為引進路線辯護。 從世界核電發展趨勢的脈絡中可以很容易地看出，革命性的技術斷裂發生在第四代和第三代之間，而第三代與第二代之間的變化則是連續性的改進(最核心的反應堆技術基本沒變)。中國核電的發展起步較晚，但兩期秦山核電站的建設已經證明中國掌握了二代技術。在這個能力基礎上向三代演進，并不存在難以逾越的跨度，完全可以滿足近期核電建設的需要。對于即將到來的第二核紀元，花費幾百億巨資全盤引進的第三代技術并不是通向第四代的橋梁，更不是通向第四代的必由之路。中國目前應該做的是盡快成功建成世界上首個模塊式高溫氣冷堆示范核電站，并進一步加大對這個方向未來技術發展的投入，擴大自己在核電技術革命中的領先優勢。以“引進”外國現有產品來振興中國核電只能是一個幻想，其更嚴重的后果是，它必將導致忽略本國的技術能力基礎，忽略對于自主開發新堆型的投入，忽略自己的產品開發平臺，忽略本國核動力技術的基礎研發。