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青木昌彦:福岛核电站灾难的比较制度分析发布时间: 2015-10-18

福岛核电站灾难的一个比较制度分析:启示与政策意义

 

青木昌彦(Aoki M. 罗斯维尔(Rothwell G. /

彭龙 /     沈华 / 审校



 

重点:

我们回顾了2011311日由东日本大地震和海啸引起的福岛核电站所造成的损失。

我们发现,协调行为的延误导致了福岛核电站一连串的事故。

我们建议分拆公开购买东京电力公司用以支付事故赔偿。

我们建议建立日本独立系统运营商来管理分拆后的输电资产。

我们提出在日本设立开放界面、基于规则的独立核能监管者。

 

摘要:本文通过比较三里岛核电站灾难(19793月)和切尔诺贝利核电站灾难(19864月),对福岛核电站事故(20113月)的起因、响应和后果进行了分析。本文界定了组织协调的三种一般性模式:模块化,垂直化和水平化。本文基于比较制度分析视角,对这些模式在短期和长期协调、冲击准备、冲击响应等方面的表现特征进行了比较。本文推导出一般性的教训,包括识别出日本一体化电力行业的三大缺陷:(1)导致灾后系统失灵的决策不稳定;(2)缺乏创新激励;(3)缺乏深入预防事故的策略。本文的政策建议是引入一个独立的核能安全委员会以及一个用以协调公有输电网络交易双方的独立系统运营商。如果没有一个独立的安全监管者或一个非常完善的“安全文化”,根深蒂固的电力垄断商对于利益最大化追求的行为并不能确保在核电站安全上达到社会最优。所有想要继续经营或扩大核电产业的国家,必须致力于建立一个独立、能干和受尊敬的安全监管机构,以避免核电事故的发生。

 

关键词:核能 电力监管 比较制度分析

 

1.引论

  2011311日下午,日本东北地区发生了里氏9.0级地震,引发的浪高超过12米的海啸袭击了福岛核电站。地震与海啸导致东京电力公司(TEPCO)下属福岛核电站核反应堆(福岛第一核电站的6个沸水反应堆,以及福岛第二核电站的4个沸水反应堆)即刻关闭。然而,几天之后,由于没有电力驱动水泵冷却反应堆,第一核电站核反应堆发生了氢爆炸与堆芯燃料的熔化,或堆芯熔穿(melt-through)。正如我们在下文中所要阐述的,虽然核电站事故本身并没有直接造成人员伤亡,但是这场灾难已经并将持续造成巨大的经济损失。

这一灾难不仅引发了关于核电站社会成本与收益的全球性公开讨论,而且提出了严峻的工程设计与社会科学研究问题。在本文中我们关注的问题是,福岛核电站事故是由于东京电力公司声称的自然灾害超过了“可预见的假设可能性”所导致的必然结果1,还是复杂的日本核电产业内在结构性缺陷放大了自然灾害造成的冲击?如何通过产业调整、制度改革和公共政策来防止灾害再次发生?本文的比较框架使得我们的分析不仅与日本现状相关,同时也与核电站、产业、核能监管政府层面的风险管理以及可替代能源的创新有关。

本文的论述安排如下:第一部分重点回顾了三里岛、切尔诺贝利和福岛这三次主要核泄漏危机的成因及响应行为,以引出下文的比较分析方法。基于对三个事件显著特征的描述,第二部分提出了比较高度不确定性下三类系统协调模式的简单框架,并根据“比较制度分析”文献(Aoki, 2001, 2010)阐释了这些可选协调模式的性质和表现特征。这有助于识别风险管理以及运行效率或系统创新中的关键因素。第三部分将上述框架应用于福岛的案例,并对其政策影响以及日本核能产业改革可能的转型路径进行了分析。第四部分从更广意义讨论了对其他地方核电事故风险的启示,尤其是对那些由垄断或国有企业主导能源产业,且运营、监管和事故应对的职能未得到明确划分的地方。

 

2.三次核电站危机:三里岛、切尔诺贝利与福岛

  1979328日,人为失误和机械故障以及沟通不畅导致了美国三里岛(TMI)核电站2号反应堆燃料的部分熔化,2号反应堆是三里岛核电站于三个月前刚刚投入商业运营的轻水加压水反应堆(PWR)。核电站管理者在100小时内控制了反应堆,没有发生氢爆炸与场外污染(三里岛事故总统委员会,1979)。当美国总统吉米·卡特于197941日访问三里岛时,目的是给这个紧张的国家提振信心。他并没有干涉救援,而是作为一名前核潜艇军官告诉公众没有什么可以惧怕的。1975119日美国核能监管委员会(Nuclear Regulatory Commission, NRC)(1983)在建立之初,就设定了美国总统与三里岛核电站管理人员之间的职责范畴。吉米·卡特没有干预三里岛核电站救助措施的制定,也没有干预对此次事件的起因及其社会后果的调查。在美国核能监管委员会成立后,美国核电站的运行效率以及计划外事故得到改善,没有发生严重事故。三里岛事故后,核电运营商通过核电运营机构(INPO)集中推行安全文化。

1986426日,前苏联切尔诺贝利核电站4号反应堆的操作员正在测试反应堆在低能量下的运行极限,4号反应堆是一个运行两年的石墨减速/轻水冷却反应堆(RBMK)。然而,为了进行这一测试,操作人员关闭了一些安全系统,而且错误地将能量降到了接近于零。在如此低的能量下,反应堆开始变得不稳定,导致于01:23:44 (GMT+2)发生了蒸汽爆炸,引起的蒸汽云和辐射尘直上云霄。核电站管理者向当地消防队求救,但是直到公众撤离之前都没有向公众告知这一消息,也没有向国际社会报告这一爆炸。前苏联共产党最后一任总书记(19851991年)米哈伊尔·戈尔巴乔夫是时任最高的官僚,在事发当天的早晨下达一连串命令,要求上一级“尽可能向下一级否认”这些消息,直到事发18天后才打破沉默。在国际社会要求其报告事故信息后,前苏联仍坚持消息封锁。在利用机器人清理失败后,前苏联投入了成千上万名陆军预备队员铲出高放射性石墨,而不顾他们的健康问题。

与之前的两起核事故相比,日本福岛危机是由自然灾害引发的。2011311日,在发生里氏9.0级的地震之后(有记录史以来的三大地震之一),东京电力公司在福岛第一核电站的1234号沸水反应堆开启了系统自动关闭(5号和6号反应堆由于添加燃料已于之前关闭)。在关闭模式下,冷却水本来应该可以降低反应堆残存的余热。然而,人们很快发现不仅通过输电网输送的电力由于地震的破坏无法正常传送,而且核电厂内部的备用柴油发电机也因海啸而无法工作。

面对如此严峻的事故和场内全面停电,福岛急需解决的首要问题是:"在这关键时刻,谁拥有最终领导权,并对最终决策负责?"菅直人首相就此发表“核能紧急状态”声明,在内阁办公室设立核事故应急响应总指挥部(NER-HQ),并由首相亲自负责。

然而,作为这些行为的法律基础,即日本《核能灾害对策特别措施法》(1999)只是给出了中央和地方政府、核安全委员会(NSC)以及有关各方间关系的一般性组织框架。NSC仅在NEQ-HQ中充当了技术顾问的角色。此外,《日本核反应堆监管法案》643)条授权有能力的行政主管大臣可以在政府认为必要时下令核电运营商采取核事故应急响应行动,但是运营商在本例中却并未及时采取行动。如此,每个利益相关者的决策授权范围是不定并且模糊的。

 

   在迟疑不决之际,1号反应堆的燃料熔化(31119:30)并发生氢爆炸(31215:36);3号反应堆燃料熔化(31309:00)并发生氢爆炸(3141101);2号反应堆燃料熔化(31420:50);4号反应堆发生氢爆炸(315610)(Hatamura2011)。

   最终,释放到空气中的放射性同位素碘-131和铯-137分别相当于切尔诺贝利事件排放量的十分之一和八分之一(Kitazawa, 201245-49页)。该事件对于当地居民生产,尤其是对居民短期和长期避难以及农业和渔业都造成了极大的经济损失(估计损失超过6百亿美元)2。现在福岛第一核电站已经处

于“冷停堆”状态(20111216日宣布),在反应堆被拆解前,融化的反应堆材料估计至少要十年才能消除其放射性危险。随着短期同位素的衰变,核电站必须去污,特别是对用于冷却反应堆的水。东京电力公司估计要到2051年才能完成反应堆退役工作。我们无法获知这近半个世纪核反应堆退役工作背后的总成本,但是应该会是三里岛核事故的好几倍。

下河辺(Shimokobe)的报告(下河辺, 2011)通过将三里岛核事故的退役成本乘以4(因为福岛第一核电站有4个反应堆),再加上净化冷却水等额外成本(Pasqualetti and Rothwell, 1991),估计得出退役的总成本达136亿美元。然而,由于福岛核电站中部分反应堆存在炉底熔穿的情况,这种情况下的退役成本要高于反应堆炉内燃料融化的情况(如TMI的情景)。

在福岛核事故的“事故阶段”“结束”以后,政府、国会、东京电力公司和一家独立性的私人基金组织联合成立了事故真相调查委员会。同时,美国核能监管委员会(NRC)也组织了一支专门小组调查这次事故并获取对美国有用的监管经验。这些调查委员会或工作组通过对包括前日本首相菅直人和东京电力公司的涉事高层管理者等在内的大量利益相关者进行访谈和公开听证、对核事故应急响应总指挥部(NER-HQ)正式与非正式会议备忘录等文件进行分析等方法,完成并发布了其中期及最终的调查报告。这些委员会主要包括如下几家:

1)“东京电力公司福岛核电站事故调查委员会”,由日本内阁于201167日成立;由风险管理专家畑村洋太郎(Yotaro Hatamura)教授主持,并分别于20111226日和2012723日发布中期报告和最终报告,我们称之为畑村报告(畑村, 2012)。

2)“东京电力公司管理与财务状况调查委员会”,由日本内阁于2011524日成立;由一名企业律师下河辺和彦(Kazuhiko Shimokobe)主持,并于2011103日发布最终报告,我们称之为下河辺报告(下河辺,2012)

3)“福岛核事故独立调查委员会”,由重建日本行动基金会(RJIF)于20111014日成立;由日本科学与技术局前主席北澤宏一(Koichi Kitazawa)博士主持,并于20122月发布研究和调查报告,我们称之为北澤报告(北澤,2012)。

4)“福岛核灾难调查东京电力公司委员会”,由东京电力公司于2011621日成立;由东京电力公司副总经理山崎(Masao Yamazaki)主持,并在公司召开2012年股东大会之前,于2012620日发布报告,我们称之为东京电力公司报告(TEPCO, 2012)。

5)“日本福岛核事故国会独立调查组”(NAIIC),由日本国会于2011107日成立;由日本科学院前院长黒川清(Kiyoshi Kurokawa)教授主持,并于201275日发布报告,我们称之为黒川报告(黒川, 2012)。

6)“短期专门工作组”,由美国核能监管委员会成立,旨在回顾福岛事故的启示,并于20117月发布调查报告,参见NRC, 2011

 除了东京电力公司的报告(TEPCO, 2012)外,其他所有报告都或多或少的发现了一些共性的基本事实。这为我们对于重大(核能)事故中协调机制特性的讨论奠定了基础。

1)日本政府内阁的核事故应急响应总指挥部(NER-HQ)的微观干涉过多。例如,2011312日菅直人首相到达事故现场,干预1号反应堆释放氢气的准备工作。而且,NER-HQ试图直接从现场得到信息,边缘化了有能力官僚阶层的参与。

2)东京电力公司在这场“聚焦核电运营商”的危急中没有发挥出强有力的领导力。例如,2011314日到15日期间,当2号反应堆发生氢气爆炸的风险增加时,他们向NER-HQ申请现场工作人员撤离,但NER-HQ拒绝了请求。这一事件降低了东京电力公司高层管理对NER-HQ的信任,首相要求在东京电力公司总部内成立联合应急总部,由经产省大臣和TEPCO的总裁负责,这一行为被认为是旨在增加事故现场和总部之间的信息交流,但TEPCO报告(TEPCO,2012)全面否认TEPCO曾经试图放弃福岛核电站。

3)在事故现场,核电站经理吉田(Yoshida)与专职工作人员一起发挥出有效的领导力,这些富有献身精神的员工在黑暗中冒着辐射增加的风险工作,而他们的家庭仍在和海啸斗争。尽管这些员工有时候会在处理四个具有不同历史和工程特征的核反应堆中出现判断失误,但他们最终在没有合适的应急准备和风险控制措施的情况下力挽危局。例如,2011312日,核电站经理Yoshida私下违反TEPCO总部的命令,下令向1号反应堆持续注入海水进行冷却,而结果发现是错误理解了TEPCO总部的顾虑。

   通过以上发现及与三里岛核事故和切尔诺贝利核事故的对比,我们发现了重大事故中有效协调机制的重要理论问题:场外系统决策端(公司总部)和现场直接指挥之间应该如何进行权职划分?比如,核电站经理吉田关于引入海水来冷却反应堆的决策因为有效防止了事故的进一步升级而广受赞誉,但是另一方面,仍有一份调查报告指出,即使这位现场经理的判断在事后被证明是对的,他也不能越位取代政府的职责(Kitazawa报告,(Kitazawa, 2012),118-119302页)。类似的反对意见为关于核电厂事故的组织成因和后果的讨论提供了绝佳的论点。

   是否应该将一些重大核事故在某种程度上视为不可避免,或者超出人类控制?我们是否应该期望一座核电站的事故率为每1万炉年1次?福岛核灾难之后,东京电力公司的报告(TEPCO, 2012)坚称海啸的程度超出了设想的水平。然而,日本可能会发生如此规模大灾难的警告早就有公开资料可查。

   编写于公元901年的《日本三代实录》(六大国故事中的最后一个,六国史,涉及Seiwa,YozaiKoko)就记录了公元895年在日本东北地区发生了程度相当的海啸灾难,现称为"贞观三陆"Jyokan-Sanriku)地震。根据这一文献,灾难造成当时700万人口中超过1000人死亡,相当于2011年东日本地震中127000万人中死亡2万人。日本政府与产业官员以及东京电力公司的管理者将这一历史数据以及其他历史数据视为历史叙述中典型的夸大之词,而弃之不顾。近期的地球物理学研究证明,在过去6000年间,超过里氏8.0级地震引发的海啸在日本东北地区发生了6次。

   基于上述历史与科学研究,20096月和7月,在向经济产业省汇报的综合資源能源調査会上,科学家表达了对海啸防御不足的担忧。但这些警告并没有出现在委员会的中期报告中。根据Hatamura中期报告(Hatamura2011),东京电力公司在福岛核电站秘密的对浪高10~15米海啸可能造成的影响进行了模拟研究。然而,TEPCO直到201137日,即在灾害发生前四天才向NISA提交了研究结果,而这一时间恰好在服役长达40年的福岛1号反应堆重新注册后(该反应堆于1971326日开始商业运转)。东京电力公司于2011103日公开了这份秘密的报告(JAIF, 2011)。

   这一插曲说明:(1)如果这些东京电力公司之外、基于科学研究提出的警告能够更早地被监管机构所重视,同时(2)如果备用电源的迁置能够更有效地执行,这一自然灾害引发的恶劣后果将会有所降低,尤其是如果已经运行了40年寿命的1号机组能够在事前关停休整的话。这无疑是日本核电行业监管框架和公司治理结构的失灵,同时事故阶段非结构化的协调失灵也与应急准备的缺乏相关。那么,日本核电复杂体如何协调常规情形和应急情形中运营商的关系?

 

3.系统协调的三种模式及特性比较

   上述三起核电事故隐约显现出重大事故或高度不确定性环境中的三种可能的协调模式。这些模式可以被粗略地视为系统在经历巨大冲击后的反应过程中现场单元(危机事件发生地)和非现场系统决策端(对系统表现负责)之间的关系。

换而言之,他们的关系可能是:(1)基于事前明确规定的法律规则的差异化和专业化(如三里岛中的危机应对),(2)层级命令(如切尔诺贝利中的危机应对),(3)通过临时协商谈判(如福岛中的危机应对)。然而,很难在遭受冲击后的某次孤立事件中判断以上哪种模式能够成为可行的现实做法。他们的工作模式和系统中利益相关者在常态环境下决策的协调,以及系统如何预期和为可能的重大冲击作准备等行为相关。三类状态,即常规状态、应急演练状态和应急状态中的系统协调在某种程度上有一些共通性。然而,系统协调模式运行好坏取决于系统环境性质、各种工具的特征以及系统为了达到目标而拥有的资源。他们包括技术、利益相关者的能力和偏好、以及治理结构。

为了研究这一复杂的议题,我们首先基于现有比较制度分析的文献,识别了组织协调的三种模式,探究影响各种模式表现特性的最关键因素。这三类协调模式主要区分在于:(1)信息处理的分配,(2)沟通的渠道和层次,(3)实现系统整体目标而形成的组成单元决策权分配。三类模式描述如下:

M模式:“开放式接口和基于规则的模块化”模式:是一个由许多单元组成的系统;每个单元都有某一特定功能,不同单元根据事先设定的接口规则连接在一起。只要遵循这些事先设定的规则,每个单元就可以在不受其他单元干扰的情况下行使自己的功能。只要每个单元都遵守事前规则,(1)每个单元都可以“封装”其自身的信息过程,(2)每个单元都根据自己的行为作出决策,而不会受到其他单元的干扰,以及(3)基于事前规则沟通行动内容。例如,美国总统和三里岛核电站经理之间的劳动分工即代表了核电站风险管理的事先确定的模式(封装)方法。

V模式:“自上而下”或“垂直控制”模式在经典组织理论中有广泛研究。系统中的每个单元都遵从“自上而下树”结构,信息(命令和报告)只通过垂直控制线来传递,而很少通过水平路径(会导致纪律处分)。

H模式:“水平化协调”模式:在这一模式中,根据系统目标汇总不断变化的环境信息,并与共同行动的单元分享,据此不断调整和协商决策。正如我们将要展开讨论的,我们将此次福岛核电厂灾害视为功能失调或退化H模式的实例。

下列命题系统整合了用以比较组织协调模式的理论文献:

命题1:如果系统环境非常稳定,基于先前计划的纵向V模式将在实现系统目标的过程中发挥出较好的功能。如果系统环境不断变化,且利益相关者的能力在各单元中较为平均,那么H模式将运行地更好(Aoki, 1986, 1990)。(Rothwell, 1996,通过分析美国核电站运营和事故阶段的数据,从实证的角度证实了这一命题)。然而,当系统环境遭遇剧变(如巨大冲击),H模式可能导致极不稳定的后果(Aoki1990)。因此,从正常情况下的“及时”(just-in-time)协调来看,H模式可能更有优势,但从“以防万一”(just-in-case)的角度来看,则并非如此。如果组成单元所在的本地环境发生剧变,H模式并不能确保及时和有效地响应(福岛核事故是一个例证)。

命题2:如果不同单元间面临的不确定性差异非常大,且不同单元间的行动并不具有很强的互补性(形成不稳定的动态反馈效应),那么M模式相比而言将运行地更好。如果构成单元的行动都是可替代的,那么M模式的表现往往不错(Cremer, 1990)。

推论2A:假设系统包括:(1)受到突然、剧烈冲击的一个现场单元,以及(2)对控制整体影响负责的总部。假设利益相关方在现场的处置能力是“基本”的(从Hart, 1995的意义上来说),也就是说,总部的有效行动离不开现场信息和资源的获取。那么,任务过程中的具体信息以及现场和总部的决策应该、并且能够截然不同,且其互动模式应在事前得以明确。要想迅速处置突发的现场冲击并防止其不利影响在系统内蔓延,应该在事前就授予现场人员采取果断行动的权力。

推论2B:在推论2A的情形下,远离现场的总部应该事前承诺不干预现场决策。基于所有权的治理在这一状态下是无效的,原因在于它会打击现场利益相关方的积极性(这一点采用了Hart有关所有权的理论,参见Hart, 1995)。

命题3:以上这些命题和推论都是基于这样一个假设,即每种模式中的各利益相关方能够根据各自不同的贡献,合理的得到系统最终的产出(从技术上来说代表夏普利值)。当且仅当这一假设成立时,利益相关方的个体利益最大化与系统的利益最大化才能相契合(Aoki, 2012)。如果特定组成单元的利益相关方有寻租行为,那么相关模式的优势将不复存在。

命题4M模式的一大优势是有助于在竞争性的知识产权市场中自组织创新。在众多具有相同功能的集成模块中,系统通过竞争进化得到最优的功能模块。在不确定性非常高的环境下,如果有一个机制能够允许模块根据开放的接口规则进行复制、替代、分割和增加,就可以创造很高的期权价值(Bldwin and Clark, 2000)和更高的创新激励(Aoki and Takizawa, 2002),尽管需要为此支付复制成本。这与后果产出高度不确定性情况下多个实验的结果相类似。

命题5:与之相类似的一种模式是考虑“深度防御(defense-in-depth)”战略来防止重大事故的发生,并降低可能的损失。这一战略就是安装可以成功移动的独立运行模块系统。这就要求在安全措施中植入冗余,并采用深度防御理念(US. NRC, 2011)。这完全不同于整体路径中的风险评估,即通过假定风险程度来测量安全性,如假定风险为10-5。正如福岛核事故的例子所示,如果这些假设失效,那么利益相关方之前达成的协商谈判将变得极不稳定,最终导致系统失灵。

 

4.运用模块化分拆一体化区域电力行业

   美国电力产业的结构符合M模式,拥有数百家发电企业,包含回报率监管、完全市场化、国有形式等三种形态。在如此众多不同的所有权和规制组合下,模块化结构开始演变成涵盖实体所有权和沟通能力。而且,从核能安全的角度来看,美国NRC将自身职责限制为制定安全规则,以及监督和执行这些规则,而这些规则将现场响应置于现场管理之后(推论2A)。然而,这一系统也经历过2000~2001年加利福尼亚电力危机事件,危机源于一些电力交易商通过利用最初市场软件的缺陷来实施市场势力。自那以后,美国电力产业的稳定性依赖于价格的稳定性。

   与之相反,日本电力产业一度按照H模式的原则进行组织(Aoki, 1990, 2012)。在福岛核电站事故之前,TEPCO一直被认为是传统日本模式具有标志性的成功代表。东京电力公司是一个一体化区域垄断企业,2010年占日本电力总供应的29%,向东京都会区的2400万个家庭和200万多家企业供应电力。它在福岛和柏崎刈羽拥有17个核电机组、火力发电厂以及输电和配电网。不同的发电厂、输电和配电系统之间存在着“无缝”的水平协调,以满足管制价格下的电力需求。

因此,东京电力公司以“电力供应质量”为傲,自诩面对季节浮动需求发生电力断供的可能性极低。然而,在该一体化系统内部,东京电力公司的核电站发生过较长时间的自愿或非自愿电力断供,例如,2007716日柏崎刈羽地震发生后,对发电站造成的破坏非常类似于2011311日地震对福岛核电站的破坏。这表明,东京电力公司有大量的闲置以履行其承诺的电力供应质量。福岛危机爆发后,一系列核电机组由于设备故障、预防性操作中止和定期维护等原因而随之关闭,东京电力公司的总电力供应产能因此缩减了25%,但预期的能源短缺在2011年夏天并没有发生,这得益于广大日本民众共同的牺牲。

   事实上,在这类“无缝”协调的背后,官僚条块主义却已经渗透到东京电力公司的组织内部。东京电力公司的董事长及CEO从来都不具备基本的核工程知识,而是精于处理政府关系与企业谈判。东京电力公司不仅是电力供应方面受监管的垄断企业,还涉足工业设备、燃料、金融服务、房地产与广告等市场,拥有强大的市场势力。他们可以将成本压力转嫁到受管制的电价上,导致在20113月之前日本的电力价格比美国与韩国要高50%

东京电力公司内部核电工程势力分立之所以根深蒂固,原因在于(1)其对于特定专家的高度依赖,(2)存在社群归属独享意识的共识(一种“我们-相对于-他们”的心态),以及(3)有效企业监督和规制监督的缺位。作为政府安全监管机构的核能产业安全局(NISA)却是经济产业省(METI)下属的一个部门,而经济产业省积极推动核能源的发展(见图1)。

   因此,NISA就不会自动的监督核电安全。这种将监管机构置于政府部门之下(其中机构主席向政府大臣汇报)的组织形式是存在问题的,原因在于利益集团政治会影响安全监管者的决策。监管者与被监管者之间存在着或明或暗的共谋,使双方组成了一个自我促进的“核工业联合体”。他们不会对科学或是公众有关潜在自然灾害的警告做出响应,缺乏核能工程专业技能和监督激励的规制者和TEPCO的高层管理者也不会进行干预。受到共同信念约束的核能专家团体被TEPCO称为“核电村落”,让人想起了江户时代(1603-1868)流行于日本村庄的封闭社区规范(Aoki2012)。福岛核泄漏灾难揭示出了退化的H模式导致的后果(命题3)。

通过分析这些事件可以得到什么组织教训?是否可以在不进行产业和监管结构剧烈改革的情况下使日本核电产业充分吸取教训?在命题1我们曾提到,从正常情况下的“及时”协调来看,水平协调可能更有优势,但从“以防万一”的角度来看,则并非如此。那么有无可能在常态下采用H协调模式,而在大冲击出现的时候转换为模块化协调模式(推论2)?这是不太可能实现的,原因在于公司组织构成单元的行为是基于它们对其他单元在正常情况下的预期和行为的共有信念(参见Aoki2010,第2章,有关作为公司内博弈一般框架的“公司文化”)。这样一个预期矩阵在面对意外冲击时,是很难改变的。

   此外,M模式在分散电力生产技术的商业配置上具有相对优势(命题2),同时,模块化还更有利于激发创新(命题4)并具备深度防御(命题5)。因此,日本核电产业的改革应该朝着在核电站、公司、产业和监管机构层面引入更多模块化元素的方向前进。历史上,20世纪90年代末至21世纪头10年,经济产业省内部曾讨论过分拆发电与输电的可能性。然而,在区域电力企业强大的政治压力下,这样的改革是很难实现的。他们认为这会降低“电力供应质量”。这就是典型的“监管俘虏”现象(Stigler, 1971),即日本核电安全监管机构被区域电力垄断商所俘虏。

   福岛核泄漏灾难发生后,形势发生了急剧变化。为了偿付不断累积的福岛核电站债务,以及弥补福岛第一核电站1~4号机组退役的成本,东京电力公司必然缺乏资金。根据下河辺报告中的一项模拟研究,在核电站停止运营和不提高电力零售价格的情况下,东京电力公司的净资产甚至可能在2013年变为负值。为此,日本政府于20119月成立了“核能损害赔偿支援机构”(Nuclear Damage Support Organization),用以向TEPCO注入公共资金,条件是METI批准NDF-TEPCO联合管理计划。20124月,METI大臣批准了这一计划。目前,NDF拥有TEPCO的多数具有投票权的股票,并于2012627日在TEPCO股东大会上成立了一个由外部独立指导者主导的新的公司董事会。

   一种可能的情形是将东京电力公司改造成一家控股公司,类似于1999年重组的电话通讯业国有垄断商NTT。另一种可能情况是在独立委员会的监管下拆分发电和输电。为此,各种类型的发电企业(包括通过压力测试后的现有核电企业)和零售企业可以成为独立的公司实体,或者被传统电力产业以外的公司收购。这就需要修订现有日本《电力事业法》中有关规定,该规定希望通过两年的时间实现一体化区域企业的产业结构。在任何情况下,关键输电网仍可能为国有。输电网的公有制主要是基于电力行业放松管制的经验,与发电厂不同,输电网具有自然垄断性质(Rothwell and Gomez, 2003)。

   如果电力生产者和消费者能够通过一个基于竞争,且功能上中立的电力和信息传输系统连接起来,将对节能和其他能源的发展和存储产生激励作用。有了电力/信息传输系统这样一个具有自然垄断性质的基础设施,各种各样的发电厂,包括核电厂、热电厂、水电站、太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂,以及其他可再生能源发电厂,都可以作为独立模块(也即作为独立的法人实体)实现互联互通,并以公平竞争的方式吸引投资者的注意。而且,传统电力能源部门之外的各类企业也可能成为系统中活跃的参与者,例如信息技术、热电联生产(如钢铁、化工)、汽车配件、原型设计和建造以及新型电池和电力设备生产等领域中的企业。作为一个整体的系统就可以通过演化选择,而不是通过如东京电力公司这样的一体化垄断商的事先规划,来自行组织创新(命题4)。

   在过去几十年中,信息通讯行业和制药行业惊人的创新速度很大程度上源自模块化产业组织的发展。在开放接口和基于规则的模块化模式下,通过拆分发电、输电与配电模块,然后将这些模块中包含的人力资源与实物资源重组也是一种制度创新。这不禁让人再次想起熊彼特对于创新的定义"创造性毁灭与重组"

   最终,明确分离日本核电站管理主体和监管主体势在必行。在福岛核泄漏灾难之后,日本政府提出一份提案,提议将规制主体NISAMETI中分离出来(见图1),在环境省下新设核能监管局(NPRA)。然而,这一提议备受公众争议。为此,日本国会于20126月制定法案,成立由五位专家组成的核能监管委员会,NPRA作为其秘书处(见图2)。这一委员会负责监管规则制定,并拥有对核事故应急现场的直接指挥权。在危机状态下,这些事前规定对于现状的改进并不完全符合推论2A

 

 

5.稳定模块化系统的规则制定与创新提升

   协调的M模式是一个由许多单元组成的系统,每个单元可以封装自己的信息处理过程,不同单元根据事先设定的接口规则连接在一起。在电力产业中,电网运营商通过制定供电方与需电方之间信息交流的规则来介入这类协调。这种规则可能对模块单元之间在指定时刻关于价格和数量的信息交换造成阻碍。如何从长远角度设计和执行供需配置的规则,同时又不牺牲短期效率?从落实电力市场改革的视角,本文最后对以下几点展开讨论。

   首先,零售经销商与大用户可以同供应商就长期供应合同进行协商,限制供应商的“短期”市场势力。在电力行业,如果只是使用现货市场的话,供应商可以以计划外的维修为借口,通过故意关闭发电厂制造人为供应短缺来获取垄断势力(Bornstein, 2002; Wolak, 2003b)。长期合同一方面可以限制供应商制造虚假的短期垄断势力,另一方面有利于长期投资计划的制定。

   其次,从消费者方面来说,消费者可以同能源供应商签订按某一固定价格购买规定数量电力的合同,如果超过规定数量,则支付现货市场价格(例如,前一天的价格),而未使用的电力可以像手机服务那样累积(Bushnell et al., 2009)。这一动态定价机制可以借助联网智能电表和智能电网来实现。它无疑可以调动消费者灵活应对供给变化(特别是大型的产业用户)。在目前形势下,东京电力公司有义务满足管制价格下的未来消费者需求,如果这样,它就不得不维持额外的产能,以避免断电。当电力市场买卖双方可以签订长期合约时,拥有额外供应量的消费者可以在现货市场释放一部分合同规定的电力。

   第三,给定这些条件,通过先引入“基于成本的调度”就可以实现电力供应的竞争(Wolak, 2003a; Falconett and Nagasaka, 2009)。在一个基于成本调度的市场上,模块化发电公司向独立系统运营商(Independent System Operator, ISO)提交其启动成本、空载成本与可变成本,或者是随现货市场价格而定的供应计划。ISO随后向发电公司咨询每小时发电的情况,目的是最小化满足电力需求的成本和最大化满足电力需求的可靠性。因而,ISO可以在基于边际发电成本的现货市场上,促进电力交易。如此一来,电力公司的竞争也就可以在基于边际生产成本的现货市场上实现。现货市场的出清价格等于最后被调度的单位电力的生产成本。给定当前的信息与通讯技术以及东京电力公司拥有的上游市场的专业能力,在日本运营这种智能电网应该是可行的。

   本文主要回顾了福岛核泄漏事故的最近经验。我们希望对这一案例进行比较分析,并从中提炼出一般性的教训以使电力行业更加安全、有效、更富有创新精神。尤其是对福岛核事故根本原因的分析以及随后启动并正在发生的日本电力产业转型,为像中国这样在建核电站超过20座、拟建核电站超过100座的国家有着宝贵的借鉴意义,且中国目前也仍然没有将核安全监管和核产业发展从制度上与予以明确分离(Rothwell, 2003)。

   比较中日核电安全监管需求,我们发现日本核电产业主要使用(20113月之前已经运营和在建的)一种反应堆类型(轻水反应堆,LWRs),拥有2个沸水式反应堆(BWRs)和压水式反应堆(PWRs)的核能供应商,提供8种反应堆类型(BWR-2:1; BWR-3:2; BWR-4:5; BWR-5:18; ABWR: 6; PWR-2 loop: 8; PWR-3 loop: 9; and PWR-4 loop: 7)。日本核能安全监管机构目前仍不能有效监管(如重新申请牌照)拥有一个或者两个机组的老式反应堆,如1个机组的BWR-2196911月敦贺核电站1号机组并网发电)以及两个机组的BWR-3,福岛第一核电站第一机组就属于这一类型。

另一方面,中国核电产业使用两种反应堆类型(轻水反应堆和重水反应堆,氦水反应堆尚在开发阶段),来自5个核能供应商(加拿大重水堆,中国压水式反应堆,法国压水式反应堆,日本和美国压水式反应堆,俄罗斯压水式反应堆),含有7种反应堆类型(Canadian CANDU: 2; Chinese Nuclear Plant, CNP-300 MWe: 1; CNP-600: 6; CNP-1000: 24; French European Pressurized Reactor, EPR: 2; Japanese Westinghouse Advanced Passive-1000: 4; and the Russian VVER: 2)。这么多种反应堆类型和供应商,使得中国的核电产业经历了太多的技术转移,中国核电监管者面对的是众多孤立的技术。包括中国和其他国家在内的兴建核电站的国家,都必须致力于建立一个兼具较高独立性和较强专业性的核能安全监管委员会,以避免核电事故的发生。

 

[1] http://www.nyti- mes.com/ 2012/10/13/world/asia/tepco-admits-failure-in-acknowl- edging-risks-at-nuclear-plant.html?_r=0.

[2]参见世界核能组织(World Nuclear Organization,“日本没有参加任何国际责任公约,但日本的法律通常遵从这些公约。其中两项法律每十年进行一次修订:《核能损害赔偿法》和《核能损害责任保险合同法》。核电站运营商承担排他性的绝对责任……对于福岛核事故,2011年政府设立了新的国家支持机构来向推进赔偿工作……政府共发行了5兆日元(620万美元)的债券。新机构将以保险公司的形式负责未来核事故的赔偿。” http://www.world-nuclear. org/info/inf67.html.

 

来源:Aoki, M., Rothwell, G., A comparative institutional analysis of the Fukushima nuclear disaster: Lessons and policy implications. Energy Policy (2012), http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol.2012.10.058


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