核级锆材：重复建设需深思

胡源 本刊记者 顾楠|文

每个产业的健康发展都需要同业者之间的共同努力。核级锆材产业是国家战略性产业，投资大见效慢，属非竞争性产业。重复引进、重复建设都将造成国家资源的巨大浪费，也不利于国家实现资源的有效配置和最大利用。

核级锆材的主要作用是作为反应堆堆芯核燃料的包壳材料。锆包壳管与核燃料共同构成燃料组件，其功能是防止裂变产物逸散和避免核燃料直接接触冷却剂，有效导出热能，是保障核电站运行的第一道安全屏障。核电站每年换料和新建电站装料需要使用相当数量的核级锆材。

目前，我国正在运营的核电机组其燃料元件所用核级锆材均为进口。核级锆材是制约我国核电自主化发展的关键瓶颈，一旦国际形势发生变化，安全供应将难以保证。因此，核级锆材的国产化和自主化，具有关乎国家战略安全的特殊意义。

艰难发展的锆业

我国于20世纪50年代，由北京有色金属研究总院完成了锆铪分离工艺研究，首次生产出核级海绵锆并加工成管材。从20世纪60年代末开始，我国曾在上海、遵义、锦州、广州等地建成4条锆生产线，60年代到70年代生产了共计400吨左右的海绵锆。70年代后期，因产品质量难以达到核电站使用标准，我国核级锆生产线全部关停，仅锦州铁合金厂一家保留着工业锆生产线，主要生产少量火器锆。

据了解，目前我国核电站燃料组件所用核级锆材均为进口于法国的M5合金、俄罗斯的E110合金、美国的ZIRLO合金等。另外，新锆合金的研发缺乏系统有效的组织，虽然近年来国内研究单位和高校也开展了高性能锆合金的相关研制工作，但终因力量分散、缺乏有效的组织和市场牵引而未取得显著进展。

2007年，国家决定从美国引进AP1000第三代核电技术，国家核电花费巨资将核级锆材制造技术作为我国解决能源安全的关键技术从美国西屋公司全套引进。由于核级锆材属于军民两用关键战略物资，国家核电技术公司与美国西屋公司历经艰苦努力，才获得了美国核管会、商务部和国防部的转让批准。而在与法国的相关谈判过程中，法方则坚持不转让该项技术。

在国家核电发展战略规划的指导下，根据国家核电技术公司与美国西屋公司签订的“AP1000三代核电技术转让合同”的要求，在国家发改委、能源局的全力支持下，国家核电技术公司与宝钛集团公司共同出资，于2007年11月26日组建成立了国核宝钛锆业股份有限公司（以下简称“国核锆业”）。

国核锆业产业体系涵盖核级海绵锆生产、锆合金熔炼、坯料制备、管棒材带材成品制造等完整的核级锆材生产链，同时建有国家能源核级锆材研发中心（含检测中心）。公司发展战略为：满足中国核电事业发展及政府采购等对核级、工业级锆材的需求，成为代表国家行业能力具有世界先进水平的国家核级锆材研发、生产、营销和服务中心。经美国西屋公司鉴定，国核锆业已具有了世界领先地位的企业规模和生产能力。

根据中国核电对锆材的需要，国核锆业核级锆材生产线一期工程产能为：核级海绵锆2000吨/年，锆合金锭2000吨/年，板带材80吨/年，管棒材300吨/年；二期工程建成后，管棒材产能将达到800吨/年。上述产能完全能满足一亿千瓦核电装机容量的需要。

可以说，国核锆业核级锆材生产线的全面投产，标志着中国核级锆材产业空白的历史宣告结束。

重复建设为哪般？

近年来，随着投资的快速增长，出于局部利益的考虑，我国一些企业开始涉足核级锆材制造领域。根据记者的了解，目前，从核级海绵锆到铸锭、坯料、板带及管棒材生产线均已经发生或即将发生重复引进、重复建设的情况。

核级锆材的市场需求是与核电站的建设数量相对应的，也是特定的，没有不行，多了也是极大的浪费。所以，国内一些企业这种不惜花费巨资重复投资、重复建设和分散经营的行为不仅会造成大量的资源浪费，造成企业之间难以摆脱恶性竞争的发展趋势，而且不利于国家核级锆材资源的整合，不利于集中优势开展我国自有知识产权的新锆合金品牌研制，不利于我国核级锆产业的科学、健康、快速发展。如此局面，势必对我国核级锆材的国产化和自主化进程造成严重的阻碍。

大型核极锆锭

从核级锆材产品性质看，核级锆材的特殊性和高标准要求，使其具备了极强的技术壁垒，主要体现在每种型号的核反应堆都有其相对应的核级锆材合金牌号及相应的加工技术。要进行相应牌号产品的生产，必须通过技术转让实现，如果一旦需采用替代性合金，则需要一个较长入堆验证的考验过程，通常在20年左右。目前，国际上存在的几大合金牌号，隶属美国、法国、加拿大、俄罗斯等核电强国所拥有，核级锆材市场也因此基本被其瓜分，有代表性的合金牌号有法国的M5合金、美国的ZIRLO合金、加拿大的Zr4合金、俄罗斯的E110、E635合金、日本的NDA合金等。这些锆合金产品均已成功用于大型商用反应堆，具有各自的市场区域。如另有国家想要生产该类合金，必须通过技术转让后才可进入反应堆。

从市场环境和容量来看，目前，国内三代核电技术发展正在起步阶段，电站建设周期约5年，其中仅三门1号、2号机组，海阳1号、2号机组开工建设，预计在“十二五”期间可具备投运条件，累计约需要核级锆材32吨/年，与国核锆业年产1000吨核级锆材的设计能力存在明显差距。同时，由于核级锆材的特殊性，国内现有“二代加”及其他电站完全实现国产化锆材供应仍需要一个替代过程，采用国产核级锆材替代进口锆材，需要经过设计修改、燃料元件制造和堆内考验试验过程，一般需要4至5年时间。该实验过程需要核电站及燃料元件厂等多方共同推进。截至目前，国内电站均未使用国产化锆材，包括Zr4合金、E110合金及M5合金。截至2011年年底，国内电站所需锆材约达到200吨/年，随着核电行业的发展，这一数据会有所提高，预计到2018年，国内电站所需锆材将达到600吨/年左右。

记者了解到，目前，仅国核锆业一家，其核级锆材制造和研发体系已投资逾20亿元人民币，企业面临着巨大的经营压力，产能短期内无法得到充分释放。企业通过各种努力，在自有技术体系逐步完善的同时，已于2004年通过了加拿大对CANDU堆用Zr4产品的认证并获得证书，于2010年通过俄罗斯对VVER组件用E110产品的认证并获得证书，目前已完成AP1000用ZIRLO合金产品认证的实质性工作，等待西屋公司发证，同时积极与中核集团、中广核集团开展新锆合金研制工作。多年来，国核锆业在推进核级锆材国产化方面已开展了大量工作，进行了积极的努力，但却仍未能在实现现有电站所需锆材的国产化方面取得突破，这需要电站业主及元件厂的大力支持，同时需要一个较长周期的验证过程。可以说，国核锆业目前所面临的困境，与同行业不断涌现出新的重复投资招致产能严重过剩及无序竞争有着很大的关系。

产业发展需深思

每个产业的健康发展都需要同业者之间的共同努力。

核级锆材产业是国家战略性产业，投资大见效慢，属非竞争性产业。重复引进、重复建设都将造成国家资源的巨大浪费，也不利于国家实现资源的有效配置和最大利用。

从技术引进转化的角度看，核级锆材生产技术属国家战略核心技术，技术拥有国对技术转让和输出相当谨慎和保守。如国核锆业AP1000核级锆材技术转让就历经了艰难的过程和曲折，能取得今日的成果来之不易。

目前，国家总体经济形势向好，国家核电发展战略规划正促进行业稳步发展。但发展过程中涌动的暗流，使得市场竞争越来越惨烈，并逐步形成了无序竞争局面。因此，在目前这种情况下，我们一方面寄希望于企业间能够放下短期的局部利益，站在更高的层面，明确企业定位，约束自己的行为。另一方面，也希望国家相关部门本着避免重复引进、重复建设的原则，统一各类资源的有效融合与优化配置，实现国内锆材制造业整体能力与实力的快速提升，加速中国核级锆材国产化与自主化的发展步伐。中