海外核能市場潛在用戶綜合評價方法研究
——以高溫氣冷堆技術(shù)為例

劉鈺熙

(中國中原對外工程有限公司,北京 100044)

1 海外核能市場潛在用戶綜合評價的必要性

我國核工業(yè)經(jīng)歷幾十年發(fā)展歷程，已經(jīng)形成了美國和俄羅斯等少數(shù)幾個國家才擁有的完整核科技工業(yè)體系[1]，憑借自主研發(fā)的“華龍一號”、高溫氣冷堆等先進(jìn)技術(shù)，已躋身世界核電技術(shù)強國之列。2021年3月，中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司(簡稱“中核集團(tuán)”)承建的巴基斯坦卡拉奇核電廠K2機組成功并網(wǎng)，標(biāo)志著我國核電“走出去”事業(yè)再次取得突破性成就，在國際上核能市場影響力進(jìn)一步得到提升。

海外核能市場開發(fā)是一項系統(tǒng)性復(fù)雜工作，用戶篩選是第一步，也是決定開發(fā)方向和開發(fā)成果的重要一步?？v觀國際核能市場，潛在目標(biāo)國是否選擇與我方開展核能合作并建設(shè)核電項目，受到其核能需求、基礎(chǔ)設(shè)施情況、雙多邊關(guān)系等眾多因素影響，且各因素之間隸屬關(guān)系復(fù)雜，因果邏輯交叉，需要在全面梳理各影響因素的基礎(chǔ)上，建立形式統(tǒng)一的評價模型，對潛在用戶進(jìn)行定量的綜合評價。評價結(jié)果應(yīng)能夠體現(xiàn)目標(biāo)國與我國開展核能合作的可能性大小，也要能夠?qū)崿F(xiàn)不同目標(biāo)國之間的橫向比較，以便于我方根據(jù)評價結(jié)果制定針對于不同區(qū)域、不同國家的開發(fā)策略。

中核集團(tuán)核電產(chǎn)品種類齊全，包括了大型壓水堆技術(shù)“華龍一號”、中型堆技術(shù)、小型模塊式反應(yīng)堆“玲龍一號”、具有四代特征的前沿技術(shù)高溫氣冷堆等。由于各產(chǎn)品的技術(shù)特征不盡相同，尤其體現(xiàn)在功率的差別，所適應(yīng)的地區(qū)和國別也差異明顯，例如大型機組適合建設(shè)在用電需求集中、電網(wǎng)規(guī)模較大的區(qū)域，小型機組則與分布式的能源需求更加契合。因此應(yīng)分別就各種核電技術(shù)進(jìn)行討論，篩選合適的目標(biāo)國并確定開發(fā)策略。

高溫氣冷堆技術(shù)是我國自主研發(fā)的具備四代安全特征的先進(jìn)核能系統(tǒng)，也是引領(lǐng)我國核能領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的先導(dǎo)技術(shù)，入選“國家重大科技專項”并在山東榮成石島灣核電廠址建設(shè)了示范工程HTR-PM。相較于傳統(tǒng)壓水堆，高溫氣冷堆技術(shù)優(yōu)勢突出：一是固有安全性優(yōu)良，采用完全非能動的余熱排出系統(tǒng)，在任何工況下都不會出現(xiàn)堆芯熔毀或大規(guī)模放射性物質(zhì)釋放；二是反應(yīng)堆熱力參數(shù)高，示范工程HTR-PM的能量轉(zhuǎn)化效率超過42%，并且在未來可與工業(yè)制氫、鋼鐵冶煉及石油化工等工業(yè)過程的熱量、電力需求相耦合；三是采用模塊化的設(shè)計理念，HTR-PM的單模塊熱功率為25萬kW，模塊間運行相互獨立，電廠裝機容量設(shè)計靈活，可滿足分布式能源供應(yīng)需求。然而，該技術(shù)成熟度有待通過示范工程建成而獲得進(jìn)一步驗證。目前在產(chǎn)業(yè)開發(fā)方面也存在不足，其經(jīng)濟(jì)競爭力有待提升，建設(shè)運營經(jīng)驗有待積累，這為海外市場推廣工作增加了難度。

本文聚焦于高溫氣冷堆技術(shù)的海外市場推廣，研究潛在用戶的評價方法，構(gòu)建一套針對于高溫氣冷堆技術(shù)特性和市場應(yīng)用特征的綜合評價指標(biāo)體系，并廣泛參考行業(yè)專家經(jīng)驗，定量計算各指標(biāo)的影響權(quán)重。此外，嘗試探討模型建立過程的重要技術(shù)細(xì)節(jié)，分析模型對其他技術(shù)適應(yīng)性修改的可行性。

2 構(gòu)建潛在用戶綜合評價指標(biāo)體系

2.1 指標(biāo)選取原則

明確原則是指標(biāo)選取的前提[2]?？紤]到影響兩國核能合作的影響因素眾多且交叉性強，高溫氣冷堆又是核能技術(shù)的前沿分支，指標(biāo)選取原則包括：

全面性原則：要求所選指標(biāo)盡可能覆蓋對雙方合作產(chǎn)生影響的各個方面。評價某潛在用戶時，首先要考慮目標(biāo)市場環(huán)境，其次了解是否具有能源需求，然后調(diào)查是否有意愿發(fā)展核能；若存在意愿，之后評估發(fā)展核能的基礎(chǔ)設(shè)施及選擇高溫氣冷堆技術(shù)路線的適配性；最后，若選擇發(fā)展高溫氣冷堆，還需要評估與中國開展核能合作的意愿。因此，指標(biāo)體系的一級指標(biāo)可設(shè)定為目標(biāo)市場環(huán)境、能源需求、核能發(fā)展意愿、核能發(fā)展基礎(chǔ)、高溫氣冷堆適配性及與中國核能合作意愿共6個。

易評價原則：要求所選取指標(biāo)應(yīng)具備較為清晰的定性或定量的評價標(biāo)準(zhǔn)；若直接對一級指標(biāo)進(jìn)行評價，評價標(biāo)準(zhǔn)過于模糊，評價結(jié)果精度無法保障。以核能發(fā)展基礎(chǔ)為例，國際原子能機構(gòu)(IAEA)在指導(dǎo)文件中列舉了多達(dá)19項指標(biāo)[3-4]，評價者很難綜合所有指標(biāo)給出對核能發(fā)展基礎(chǔ)的評價。因此，將每個一級指標(biāo)拆分成數(shù)個二級指標(biāo)是個較為可行的解決方案。

代表性原則：要求所選各項指標(biāo)能夠反映評價對象某個方面的特征，杜絕與評價目的關(guān)聯(lián)性弱的指標(biāo)；

獨立性原則：要求指標(biāo)之間相互獨立，內(nèi)涵邊界明細(xì)，盡量減少指標(biāo)的交叉重疊；

簡約性原則：要求指標(biāo)選取數(shù)量適當(dāng)，能夠充分且全面表征評價目的即可(注：由于本文采用層次分析法測算指標(biāo)權(quán)重，要求同級指標(biāo)不多于9項)。

2.2 指標(biāo)選取過程

經(jīng)過文獻(xiàn)調(diào)研，常用的指標(biāo)選取方法可分為經(jīng)驗法和數(shù)學(xué)法，其中數(shù)學(xué)法有多元相關(guān)分析、聚類分析和主要成分分析等。由于高溫氣冷堆項目在全球范圍內(nèi)數(shù)量有限，從整個核電技術(shù)發(fā)展歷史維度都不具備成規(guī)模的數(shù)據(jù)積累，因此本次采用了經(jīng)驗法。

為盡量提高經(jīng)驗法的客觀性，指標(biāo)選取流程為：首先由中核集團(tuán)高溫氣冷堆海外市場開發(fā)團(tuán)隊根據(jù)從業(yè)經(jīng)驗和最新市場動態(tài)初步選取指標(biāo)；之后團(tuán)隊內(nèi)部再度討論篩選；最后邀請包括企業(yè)、高校、政府在內(nèi)的6名行業(yè)專家進(jìn)行評審。

2.3 指標(biāo)體系構(gòu)成

依照指標(biāo)選取原則，得到6項一級指標(biāo)、31項二級指標(biāo)及其評判依據(jù)，如表1所示。

表1 評價指標(biāo)構(gòu)成及判斷依據(jù)Table 1 Evaluation index composition and judgment basis

3 指標(biāo)權(quán)重測算

3.1 方法簡述

本研究采取層次分析法定量測算各項指標(biāo)影響權(quán)重。第一步需要構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，模型分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層。本研究中，目標(biāo)層設(shè)置為“高溫氣冷堆海外推廣用戶評價A”，準(zhǔn)則層對應(yīng)6項一級指標(biāo)，方案層對應(yīng)31項二級指標(biāo)。其中，方案層31項二級指標(biāo)中，C11～C14只與一級指標(biāo)B1存在關(guān)聯(lián)，C21～C24只與B2關(guān)聯(lián)，以此類推。第二步構(gòu)造判斷矩陣，對同一層次的不同指標(biāo)兩兩比較，以相對重要性程度為刻度，衡量某指標(biāo)對于上一層指標(biāo)的影響程度。判斷矩陣B是后續(xù)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)如表2所示，Cij是Ci元素相對于Cj元素的重要程度，Cij的數(shù)值大小由專家評定。為統(tǒng)一重要性程度的刻度，重要程度劃分為同樣重要、略微重要、明顯重要、強烈重要和極度重要5種，分配1、3、5、7、9的對應(yīng)Cij值[5]，介于上述五種描述之間的重要性程度可取值為2、4、6、8。

表2 判斷矩陣B的形式Table 2 The form of the judgment matrix B

第三步計算指標(biāo)權(quán)重，通過求解判斷矩陣B的特征向量w=(w1,w2,… ，wn)T，歸一化得到W=(W1,W2,…，Wn)T(稱為歸一化特征向量)，即可得到C1～Cn元素對于B元素的影響權(quán)重。

3.2 數(shù)據(jù)采集

為采集判斷矩陣所需數(shù)據(jù)，設(shè)計了調(diào)查問卷，并邀請在海外核電市場開發(fā)領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗的分別來自政府、企業(yè)與高校的13位專家進(jìn)行作答，獲取有效問卷12份。

3.3 權(quán)重計算

該過程分兩個步驟實施：第一，逐一計算專家個人數(shù)據(jù)；第二，合并處理專家整體數(shù)據(jù)。

步驟一：專家個人數(shù)據(jù)處理。以某專家的數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析計算。首先計算一級指標(biāo)權(quán)重，求解判斷矩陣歸一化特征向量并進(jìn)行一致性驗證即得，見表3。

表3 某專家一級指標(biāo)Bi權(quán)重Table 3 The weight of the first level index from an expert

二級指標(biāo)權(quán)重計算方法同理，不再展開。

步驟二：專家整體意見測算。多位專家整體意見的數(shù)據(jù)處理方法一般有兩種：

通過對所有專家的判斷矩陣求解，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)不同專家賦予同一指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)離散程度較大。如果采取第一種方式，元素均值構(gòu)造的7個新矩陣不滿足一致性檢驗要求，無法保證權(quán)重計算結(jié)果的有效性。因此采用第二種方式，經(jīng)過計算和一致性檢驗，完成指標(biāo)體系的權(quán)重測算工作，結(jié)果匯總于表4。

表4 指標(biāo)體系權(quán)重系數(shù)測算結(jié)果Table 4 The calculation results of the index system weight coefficients

4 結(jié)論

通過上述分析，主要得到兩個方面的結(jié)論：

一是初步構(gòu)建了用于高溫氣冷堆技術(shù)海外市場推廣潛在用戶評價的指標(biāo)體系，選取了6大類指標(biāo)、對應(yīng)的31項二級指標(biāo)以及梳理了每項指標(biāo)的判據(jù)，為綜合評價某一潛在用戶提供了模型。

二是采用層次分析法定量測算了各項指標(biāo)的影響權(quán)重；結(jié)果表明，能源需求、核能發(fā)展意愿及與中國的合作關(guān)系3個一級指標(biāo)對高溫氣冷堆海外市場推廣影響程度最大，其中能源需求需要關(guān)注的是電力缺口和自主化保障需求，與中國核能合作意向主要取決于雙邊政治關(guān)系及與競爭對手的合作進(jìn)展。

未來，借助本次研究的基本成果，可在以下兩個方面開展應(yīng)用：

一是為高溫氣冷堆技術(shù)海外市場推廣在不同目標(biāo)市場之間的資源配置提供建議。根據(jù)上述評價體系，采取直接打分或者模糊綜合評價等方式，能夠得到不同目標(biāo)市場的評價結(jié)果；根據(jù)評價結(jié)果，可完善市場開發(fā)過程中的人力、財力等資源分配。

二是為其他核電技術(shù)海外市場推廣的潛在用戶評價方法奠定基礎(chǔ)。本研究構(gòu)建了潛在用戶評價的基本邏輯框架，并且具有靈活性，如果用于其他技術(shù)，針對性調(diào)整一級指標(biāo)“高溫氣冷堆適配性”及對應(yīng)的二級指標(biāo)即可。