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美国核电发展理念转变对我国的启示

2018-08-20    来源: 中国电力企业管理      []
       近年美国核电行业提出以“降本增效”为核心目标的“履行核电承诺”行动计划(Delivering the Nuclear Promise,简称“DNP计划”),并推动“基于价值的维修”理念转变(Value Based Maintenance Strategy, 简称“VBM”),经过一年多来的实践,已发布了60多份效率提升行动倡议,推动核电运营企业的效率提升与行动转变,其中95%的倡议内容已得到推广和实施,为整个美国核电行业带来超过6.25亿美元的降本增效成果。
 
 
美国核电行业新一轮“降本增效”计划的出台背景
 
 
       近年来,受天然气革命的影响,美国电价急速下降,再加上受“9•11事件”及“福岛事故”的影响,核电安全维护费用行业性大幅飙升,美国核电业出现了大面积亏损,2015年美国61个核电厂中有34个处于亏损状态,年亏损额达29亿美元。2016年初,为降低核电发电成本,提高企业效益,美国NEI(核能研究所)联合INPO(美国核电运行研究所)、EPRI(美国电力试验研究所)和美国核电运营企业,提出了为期五年的以不断提升核电安全性、可靠性和经济性为目标的“履行核电承诺”计划,其中INPO负责计划的总体协调,EPRI负责技术部分,美国所有核电厂都参与其中。
 
 
       主要内涵。“履行核电承诺”计划(“DNP计划”)是一项旨在提高核电行业运营效率、安全性和经济性的五年发展规划,主要聚焦在生产运营、创造价值、提高效率三个战略焦点领域,以为电厂提供可有效降低运行费用的创新性解决方案。该计划的总目标是到2020年实现美国核电行业总发电成本下降30%,即在2012年40美元/兆瓦时的单位总发电成本基础上,到2020年下降30%,即降低12美元/兆瓦时,对应全行业总发电成本下降约30亿美元。这降低的12美元/兆瓦时主要包含四部分:一是在2012-2014年降低3.5美元/兆瓦时;二是到2020年通过降低年度资本性支出节省3美元/兆瓦时;三是到2020年通过降低燃料成本节省2美元/兆瓦时;四是通过履行核承诺计划再下降3.5美元/兆瓦时。
 
 
       推进落实与成效。美国DNP计划的推进是由INPO、ERPI、NEI等行业协会牵头,各电厂派员参与,在电厂各生产领域开展以提升效率、降低成本为目标的改进专项行动研究,并将研究成果在各行业协会上汇报、评审,最终由INPO、ERPI、NEI等联合批准通过,形成Efficiency Bulletins(效率公告,实际上也就是通俗所说的“行动倡议”),并反馈给各电企由电厂按照行动倡议的内容进行最终的执行与落实。从2016年2月起截至目前,NEI先后发布了60多份核电效率公告,这些行动倡议从核电厂维护、人员培训、标准化管理、软件应用、数据库建立、战略采购、供应商管理等方面对核电企业提出了具体的效率提升建议,其中95%的倡议内容已得到推广和实施,为整个美国核电领域带来超过6.25亿美元的降本成效。
 
 
美国核电行业“基于价值的维修” 新理念
 
 
       在美国核电行业发布的核电效率提升行动倡议中,其中2017年1月份发布的公告EB-17-03A《基于价值的维修》,和EB-17-03B《推行基于价值的维修的文化转变》,首次提出要在美国核电行业倡导维修理念和维修文化的转变,推进“基于价值的维修”,也就是倡导要从以往核电行业长期的“保守维修”理念向“价值维修”新理念转变。这是近年来美国核电领域最大的行动变革和最主要的新理念转变。
 
 
       从体系上看,“基于价值的维修”理念提出是美国“DNP计划”中为实现到2020年核电总发电成本下降30%而采取的一项“降本增效”专项行动,是整个战略中的一项具体行动,属战术层面策略行动,但由于其对核电领域长期以来形成的某些根深蒂固的安全观形成冲击,而在世界核电领域 “一石激起千层浪”,引起普遍关注。
 
 
       主要内涵。“基于价值的维修”,英文为Value Based Maintenance Strategy,直译为“基于价值的设备维修策略”(国内业界简称为“VBM”、“价值维修”),其核心概括为:一是要对关键设备进行分级,区分关键类设备与非关键类设备,最终大幅减少关键类设备的总量;二是区分故障会导致不可接受后果与不导致这些后果的设备,并采取不同的设备故障容忍策略;三是要将以往普遍存在的对设备维修“不计成本的确保可靠性”和维修“越多越好”的过度、保守维修理念和行业文化(主要是指非关键类设备),转变为在进行设备维护和可靠性管理时,要进行成本效益综合分析,以经济性体现维修的价值,所强调的核心就是要推进“维修理念”的不断优化,要更多的考虑成本因素,要综合衡量维修的经济效益。
 
 
       据美国发电行业统计,设备维护费用约占发电总成本的30%,而从图1可看出,日常维护和预防性维修的总维护成本与预防性维护工作的数量是非线性关系,预防性维护工作过多或过少,都会导致总维护成本的增加。新的研究和实践检验表明,并不是维修的越频繁,设备的可靠性就越高,维修活动有风险,预防性维修工作越多,对设备的干扰就越多,因而新的研究提倡必须避免不必要的维修活动。正如NEI所提出的,“我们所需要做的就是在合理开展预防性维护工作的同时兼顾设备可靠性最大化和总运维成本最小化两个原则,找出三者相结合的最优化点。”
 
 
       因而,在NEI的行动倡议EB-17-03B《推行基于价值的维修的文化转变》中,明确提出要推进“两个转变”:一是要将核电行业的“不惜一切代价确保可靠性”和维修“越多越好”的保守安全文化转变为“基于价值的维修”,以增加成本效益分析方式的维修策略来综合衡量机组安全性和可靠性的提升需要;二是要实现从“对设备故障零容忍”的保守风险文化向“基于价值的维修”的理念转变,适当提高对不会造成严重后果的故障的容忍度。对那些发生故障后会导致不可接受后果的部件采取零故障容忍度策略,而对那些只会对电厂常规部分的安全性及可靠性造成极小影响、却必须花费大量人力物力进行预防性维修的非关键部件,适当提高容忍度,接受不会带来不良后果的故障存在,适当容忍非关键组件以及设备维修故障的可能存在。
 
 
       目标计划。按照NEI行动倡议所设定的目标,计划在2019年底前完成“基于价值的维修”(VBM策略)在美国核行业的推广,通过在全行业的落实与实施,预计在2020年前将可产生明显经济效益,机组年度维护成本将可实现明显下降,到2020年12月底,全行业维持高水平设备可靠性所需的电厂维护预算将可削减25%以上。
 
 
       实践成效。NEI提出的“基于价值的维修”策略目前在美国核电企业已有成功应用的先例,Palo Verde核电厂通过率先应用APT公司开发的“基于价值的设备可靠性维护软件平台”,在保证电厂设备可靠性的同时实现了维护成本的最优化,并由此获得了含金量较高的2017年度美国核能行业“最佳创新实践奖”(TIP)。
 
 
       Palo Verde 核电厂以往在进行设备维护更新过程中,往往因担心担责而过分保守,较少考虑经济性因素的影响,在引入“VBM设备维护优化策略”后,他们有效评估设备故障模式和进行设备维护的风险,在保障设备安全性的前提下,有效减少了维修工作量,缩短了预防性维护工作时间,并显著降低设备维护成本,累计节省超1000万美元,明显提升了核电厂的经济性。
 
美国核电行业发展理念的分析与启示
 
 
       降本增效已成当前国际核电业界继“安全质量”后又一关注新重点。美国核电业提出的全行业降本增效“DNP计划”,实际上是其在面对行业大面积亏损后不得已的行动,其目的就是借此提高企业效率、降低发电成本,提高核电的市场竞争力。当前,核电在美国国内市场也面临巨大的成本压力,经济性因素考虑也迫使其不得不采取推动全行业降本增效的措施来应对市场竞争。
 
 
       以往,世界核电业界更多的是考虑安全、质量因素,甚至为了确保万无一失而不计成本、牺牲经济性。当前,面对激烈市场竞争,降本增效已成当前国际核电业界继“安全质量”后又一发展新动向,在确保安全基础上,更多的关注经济性,通过降本增效来提升竞争力。不仅美国如此,法国近来也宣布启动EDF工程优化与成本控制专项计划,未来EPR项目将可减少工程费用约30%。2017年10月份,英国能源技术研究所(ETI)启动了核能成本驱动项目,以有效降低包括运维在内的各种核电潜在成本。对于我国核电行业而言,也应及时关注和紧跟世界核电发展的这一新动向,踩准节奏才能抢占先机,在确保安全质量的前提下,也需要注重和追求经济高效。
 
 
       美国核电降本30%的总目标中直接运维成本下降空间并不大。美国核电业提出的降本30%目标乍听很高,实则有蹊跷,其直接的运维成本下降空间实际上并不大:一是“DNP计划”中所提的成本降低指的是“总发电成本”(Total Generating Costs,=运维成本+核燃料成本+资本性支出),而非降低直接的运维成本(Operating costs),而在整个“总发电成本”中资本性支出降低的弹性系数最大,但运维成本的降低才是真正体现发电成本降低的“硬功夫”;二是降本30%是以2012年实际成本为基准值的,而2012年是美国核电在2005~2015这十年间总发电成本最高的一年。这就形成一个有趣的“美国现象”,2016年美国核电行业发起的“DNP”降本增效五年计划,是以处于近年历史最高点的2012年为基准值,计划到2020年实现降本30%,而这其中还包括资本性支出和核燃料成本的降低,难免给人以降本30%目标有水分的感觉。
 
 
       对比分析美国核电2012年与2016年的总发电成本,可以发现,2016年的总发电成本比2012年(十年来最高)降低12.39%,其中资本性支出降低9.71%,核燃料成本降低1.34%,运维成本降低1.34%。这说明,运维成本在发电总成本当中的下降空间实际上并不大,不可能成为核电业界降本增效的主阵地。这其中的根本原因就在于随着社会各项费用的升高和通胀的发展,成本上涨基本上是不可避免的长期发展趋势。
 
 
       Right Reliability At Right Cost(以合理成本确保合理的安全可靠)引领国际核电运维领域新思潮。美国核电“基于价值的维修”理念(VBM理念)的提出,其理论基础实际上来源于上世纪80年代、荷兰的马克• 哈曼为代表的设备管理咨询团队所提出的一套维修管理理论和实践——价值驱动维修(VDM),它强调的就是要用经济性分析来衡量维修组织的活动,即维修组织所创造的价值应综合考虑“成本与收益”两方面因素,两者的均衡点即是体现维修活动的价值之所在。
 
 
       美国核电业创新性的将这套理论引入到了核电运维领域,形成了“基于价值的维修”,体现了核电运维理念的不断优化,也引领了世界核电运维的新潮流。而这正是基于这几年来美国核电逐渐“回归常态”的结果,正是在这种将核电当成“电”而不是“核”的背景下,才有了美国NEI倡导的推进核电文化理念的“两个转变”——“不惜一切保可靠性”的保守安全文化转变和“对设备故障零容忍”的保守风险文化转变,以实现Right Reliability At Right Cost,以合理的成本确保合理的安全可靠性。

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