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后核電時(shí)代警示:核電站退役需備足“養(yǎng)老金”

2012-08-06 13:57:42 《能源》   作者: 張慧  

在“后核電時(shí)代”,核電站退役資金不足以及核廢料處理困難等問題接踵而來。其給核電機(jī)組仍“年輕”的中國帶來的警示是,備足“養(yǎng)老金”,從容應(yīng)對。

一年多前,由總理默克爾領(lǐng)導(dǎo)的德國執(zhí)政聯(lián)盟經(jīng)過近12個(gè)小時(shí)的磋商,終于在5月29日深夜,就德國放棄核電時(shí)間表達(dá)成妥協(xié)。根據(jù)他們的計(jì)劃,德國將于2022年前徹底放棄核能發(fā)電。

這是日本福島核事故之后,德國政府做出的一項(xiàng)重大涉核決定。但僅僅通過停止核反應(yīng)堆,被德國環(huán)保主義者視為虎狼的“核電威脅”就徹底排除了嗎?事實(shí)不然。“廢棄核電站,并不像火電廠一樣,停止反應(yīng)堆運(yùn)作就沒事了。如果不對其進(jìn)行安全‘退役’,對外危險(xiǎn)仍然存在。”一位不愿意具名的核電工程專家對《能源》雜志記者表示。

也就是說,在核電站停止反應(yīng)堆之后,還需花費(fèi)很大的精力來處理核電站內(nèi)具有核輻射的物質(zhì)。這項(xiàng)業(yè)內(nèi)稱為“核電站退役”的工作,時(shí)間跨度頗長,一座核電站完成退役就可能長達(dá)十幾年甚至幾十年,而所需的退役資金亦十分龐大。

1954年,位于俄羅斯卡盧加州的奧布靈斯克核電站(Obninsk)建立,被人們稱為“世界上第一座核電站”,它的投入使用也標(biāo)志著人類核電時(shí)代的到來。從1954年至今,人類使用核電的歷史已經(jīng)將近60年。

按一般核電站設(shè)計(jì)的使用壽命為30年—40年計(jì)算,即使通過延壽方法使核電站壽命增加至60年,世界上已有相當(dāng)一部分核反應(yīng)堆已經(jīng)停止運(yùn)轉(zhuǎn),只等待被退役。

國際原子能機(jī)構(gòu)公布的一份數(shù)據(jù)顯示,截至2012年1月,共有19個(gè)國家的138座民用核電反應(yīng)堆已被關(guān)閉,其中美國28座,英國和德國各27座,法國12座,日本9座,俄羅斯5座。但目前為止,只有17個(gè)核反應(yīng)堆的退役工作徹底完成。

在2012年2月舉辦的聯(lián)合國(微博)環(huán)境署理事會(huì)暨全球部長級環(huán)境論壇第12屆特別會(huì)議上,聯(lián)合國環(huán)境署發(fā)布了《2012年聯(lián)合國環(huán)境署年鑒》。該年鑒指出,未來十年內(nèi),由于第一代核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)壽命將要到期,因此會(huì)有80個(gè)民用核反應(yīng)堆面臨關(guān)閉問題。“數(shù)目不斷增長的到期核反應(yīng)堆的退役問題,將成為令全世界擔(dān)憂的問題。”

資金壓力

就在默克爾政府決定放棄德國核電的時(shí)候,包括意昂集團(tuán)和萊茵集團(tuán)在內(nèi)的德國四大核電運(yùn)營商或許成為了最直接的利益受損者。因?yàn)槌诉^早關(guān)閉電站帶來的電費(fèi)收入減少,他們還不得不提早面對這17座核電站的退役問題。

一位化工所核電退役專家向記者介紹,對于核反應(yīng)堆的退役方式,目前國際上采用的主要是三種——立即拆除、安全封存(延緩拆除)以及掩埋處理。根據(jù)國際上已退役的核電站看,一般采用“拆除”方案。

“拆除”方案一般分為三個(gè)階段實(shí)施。第一階段為監(jiān)護(hù)封存期,主要是為了等待放射性衰變。在核電機(jī)組停止運(yùn)行后,乏燃料元件將被從堆芯中取出,在廠內(nèi)水池中存放一段時(shí)間(3-5年)后,移除出廠進(jìn)行處置,這一階段共需要的時(shí)間可長達(dá)5到10年甚至更長。

第二階段為局部拆除期或廠址限制使用,在此階段,第一道污染的屏障被減到最小尺度,拆除污染屏障內(nèi)易于解體的部件。第三階段則為恢復(fù)建設(shè)前的自然原貌(“綠地”階段)或廠址可無限制利用。至此,核電站的整個(gè)退役工作才算完成。

退役周期的時(shí)間則根據(jù)各個(gè)反應(yīng)堆型、環(huán)境差異以及各個(gè)國家的安排等因素有所不同。有資料表明整個(gè)跨度可為10—80年,例如,位于荷蘭的多德瓦德(Dodewaard)核電站于1997年就已關(guān)停,但計(jì)劃到2047年才退役完畢。

如此長的時(shí)間跨越,核電運(yùn)營商必須支付一筆不菲的費(fèi)用,以保證每一步退役工作的安全性。一業(yè)內(nèi)人士告訴記者,根據(jù)目前的核電技術(shù),一座百萬千瓦核電站的退役金一般占到核電站最初投資的10%—15%,也就是約為3—5億美元。“美國采用的反應(yīng)堆型基本是按照這個(gè)比例計(jì)算,但這筆費(fèi)用只包括核電站退役過程中放射性廢物的打包、運(yùn)輸和處理,并不包括核電站運(yùn)行過程中核廢物及乏燃料的處置。”

但是,《2012年聯(lián)合國環(huán)境署年鑒》的一份統(tǒng)計(jì)顯示,2001年,法國的布雷尼力(Brennilis)核電站的退役費(fèi)用預(yù)計(jì)占到最初投資的26%,而到了2008年,這一預(yù)計(jì)費(fèi)用的占比提高到了59%,總金額達(dá)到了最原始預(yù)算的20倍。而在英國,政府為核電站準(zhǔn)備的退役金,從1970年的200萬英鎊、1990年的95億英鎊,提高到2011年的537億英鎊。

據(jù)了解,至2010年年底,德國核電運(yùn)營商在核電站運(yùn)營期預(yù)留了共325億歐元的核電站退役預(yù)備金,分別為意昂集團(tuán)的160億美元,萊茵集團(tuán)的100億歐元,瑞典瓦滕法爾公司德國分部預(yù)留的13億歐元,巴登-符滕堡州能源公司預(yù)留的52億歐元。

然而,根據(jù)早前的德國《商報(bào)》報(bào)道稱,德國核電站的退役費(fèi)用可能會(huì)超過核電運(yùn)營商預(yù)留的325億歐元,因?yàn)樗鼈儧]有把17座核電站運(yùn)行期間產(chǎn)生的廢料儲(chǔ)存成本算進(jìn)去。今年4月份路透社消息稱,這一費(fèi)用很可能上升到440億歐元(約532億美元)。而根據(jù)目前的核電技術(shù),一座百萬千瓦的核電機(jī)組的造價(jià)約為40—50億美元。[page]

“對退役費(fèi)用有直接影響的因素包括堆型、階段選址和廢物處置方案等,各國甚至各廠的退役費(fèi)用都有不同。比如,相對于英國的氣冷堆,美國采用的壓水堆的退役費(fèi)用和難度要低一些。”中國工程院院士、核反應(yīng)堆及核電工程專家葉奇蓁對記者說,“核電站退役的最終費(fèi)用遠(yuǎn)高于最初的預(yù)算,是正常現(xiàn)象,因?yàn)檫@其中還涉及到一個(gè)經(jīng)濟(jì)、物價(jià)問題。”但高昂的退役金額也從側(cè)面反映了整個(gè)核電退役工程的復(fù)雜性。

另一方面,根據(jù)“污染者付費(fèi)原則”,在眾多國家中,核電站退役的資金和各項(xiàng)工作都由各個(gè)電站業(yè)主負(fù)責(zé),但政府有義務(wù)保證核電運(yùn)營商在運(yùn)行過程中預(yù)留足夠的退役資金。而在資金的籌集方式上,較為常見的一種為,在核電站運(yùn)行過程所發(fā)電力的電費(fèi)中抽取一定的比例作為退役資金。

反觀國內(nèi),我國在《國家核電發(fā)展專題規(guī)劃(2005年-2020年)》對核電站的退役問題做了規(guī)定:電站投入商業(yè)運(yùn)行開始,即可在核電站發(fā)電成本中強(qiáng)制提取、積累核電站退役處理費(fèi)用,在中央財(cái)政設(shè)立核電站退役專項(xiàng)基金賬戶。

至于抽取電費(fèi)的比例以及具體的基金管理問題,并未做明確的規(guī)定,在記者的多方調(diào)查中,也未得到明確的答復(fù),只有一位不愿透露姓名的人士含糊地告知,退役資金是從每度電費(fèi)中抽取10%左右。

但是記者在向其他專家求證時(shí),有人認(rèn)為,如不包含乏燃料的處理費(fèi)用,這一數(shù)值比例對于核電站退役來說,應(yīng)該過高。

有業(yè)內(nèi)人士對記者表示,我國目前民用核電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間最長的僅為20余年,離退役的階段較遠(yuǎn)。我國核電站還有足夠的時(shí)間去考慮退役的事情,現(xiàn)在還未到擔(dān)心之時(shí)。但是從國外核電站退役的情況看,對核電退役資金的長期準(zhǔn)備工作不應(yīng)忽視。

挑戰(zhàn)核廢料處理

除了沉重的資金壓力,核電站退役中的另一挑戰(zhàn)則為對放射性廢物的處理問題。

“核電站退役過程中產(chǎn)生的放射性廢物,可依據(jù)其放射性強(qiáng)弱分為三級——高放、中低放和極低放。”葉奇蓁告訴記者。具有高強(qiáng)度的放射性廢物,主要是核燃料部分產(chǎn)生的,絕大部分為乏燃料。其次是核反應(yīng)堆芯及其附屬設(shè)備產(chǎn)生的中低度放射性廢物,這部分放射性廢物所占比例很大,最后還包括了相當(dāng)數(shù)量的極低放射性廢物。

低放射性廢物較容易處理,它的放射性級別和同位素的半衰期比較小,通常儲(chǔ)存10到50年的時(shí)間后,其中的放射性同位素就會(huì)衰變。而包括鈾、钚和高放射性元素裂變過程中產(chǎn)生的高放射性廢物,其放射性同位素具有超強(qiáng)的輻射和極長的半衰期,有的超過幾萬年。

“在對放射性廢物的處置方式中,級別低的廢物一般為隔離、存儲(chǔ),中級別的廢物固化后進(jìn)行近地面處理,那些高放廢物則通過深層地質(zhì)隔和后處理的方式進(jìn)行處理。”某核電集團(tuán)研究退役的一位工作人員對記者說。

事實(shí)上,在核電站的運(yùn)行過程中,這些放射性廢物每年都在產(chǎn)生,但核電站退役帶來的放射性廢物數(shù)量較為更為集中。其中最令人擔(dān)憂的是對具有高放射性的乏燃料的處理。按照上述核電退役專家給的數(shù)據(jù),目前百萬千瓦級電站一年大約產(chǎn)生乏燃料20噸。按照處理費(fèi)用800—1000美元/公斤計(jì)算,每年處理這些乏燃料的資金需要達(dá)到約1600—2000萬美元。

更重要的是,由于很多核電站都將運(yùn)行中產(chǎn)生的乏燃料暫時(shí)儲(chǔ)存在核電站的水池中,直到核電站關(guān)停,歷年所產(chǎn)生的乏燃料都未被處理。這使得核電站退役,直接面臨一個(gè)難題,那就是如何集中處理這些日積月累下來的乏燃料。

國際上對乏燃料有兩種處理方式,一種是直接把乏燃料當(dāng)作核廢料,經(jīng)過玻璃固化處理,密封在特殊罐子里直接埋到地層下,美國、加拿大等幅員遼闊的國家都采取此種方法。還有一種是經(jīng)過核廢料處理廠,處理后在進(jìn)行深埋。

中國對乏燃料擬采取的是后處理方式,即先把乏燃料送到核廢料處理廠進(jìn)行處理,提取可利用的鈾和钚,然后把剩余廢料玻璃固化,再進(jìn)行地下深埋。

目前我國尚未建成高放射性核廢料(一般指乏燃料)處理廠,只建有兩座中低放射核廢料處置庫,分別位于甘肅玉門和廣東大亞灣附近的北龍,而對高放射性核廢料處理工作尚處于中間試驗(yàn)階段。“我國開展的科研和設(shè)計(jì)工作已經(jīng)覆蓋核電站退役的全部問題,并有解決方案和經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)在缺少的是政府管理機(jī)制和規(guī)劃。”一業(yè)內(nèi)人士表示。

事實(shí)上,全世界已經(jīng)確定建設(shè)高放射核廢料處置場廠址的國家只有芬蘭,連一度被美國核電界寄予厚望的美國尤卡山核廢料處置庫的工程也于2010年正式終止。這意味著,世界上大多數(shù)的高放乏燃料還在庫中暫時(shí)存放,以期待更安全、更能被接受的處理技術(shù)和方案出現(xiàn),再做最終處理。

“在西方,乏燃料處理和高放廢物最終處置問題是影響核能利用和發(fā)展的重大問題。盡管核工業(yè)和核科學(xué)界進(jìn)行了長期不懈的努力,有成熟的技術(shù)和工程方案,但實(shí)施起來,依然困難重重。”上述業(yè)內(nèi)人士對記者說。




責(zé)任編輯: 中國能源網(wǎng)