來源:中國核電信息網(wǎng) 發(fā)布日期:2015-01-07
核電躍進(jìn),核廢物“老無所依”
核電大建設(shè)席卷中國沿海和內(nèi)陸,涉及重大安全的核廢物處置環(huán)節(jié)卻在核電產(chǎn)業(yè)鏈上留下空白
中國對(duì)于核電的規(guī)劃正在不斷刷新數(shù)字。在2007年的《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2005-2020年)》中,2020年核電裝機(jī)容量為4000萬千瓦,根據(jù)正等待國務(wù)院批準(zhǔn)的《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,這一數(shù)字將被改寫為8600萬千瓦。
廣東大亞灣核電廠
截至9月底,國務(wù)院已核準(zhǔn)34臺(tái)核電機(jī)組,裝機(jī)容量3692萬千瓦,其中已開工在建機(jī)組達(dá)25臺(tái)、2773萬千瓦,是全球核電在建規(guī)模最大的國家。
這令王駒既喜且憂。作為中國核工業(yè)北京地質(zhì)研究院副院長(zhǎng),王駒有一個(gè)特殊的使命——研究高放射性核廢物地質(zhì)處置。
核能雖是清潔能源,但其產(chǎn)生的廢物不僅不清潔,甚至非常危險(xiǎn)。
根據(jù)放射性的不同,核廢物分為高放廢物和中低放廢物。其中,反應(yīng)堆用過的核燃料稱為乏燃料,具有極高放射性,核電站使用過的工作服、手套、廢棄退役的儀器設(shè)備等則屬于中低放廢物。盡管乏燃料只占廢物的1%,但卻對(duì)人體危害極大。其中一種被稱為钚的核素,只需攝入10毫克就能致人死亡。
王駒告訴《瞭望東方周刊》,根據(jù)規(guī)劃,我國2020年建成的70個(gè)反應(yīng)堆,加上當(dāng)時(shí)在建的30個(gè)反應(yīng)堆,全壽期(60年)產(chǎn)生的乏燃料將為14 萬噸。而目前,由于中國的高放射性核廢物的處置研究還屬于初級(jí)階段,所有的乏燃料都暫存在核電站自建的硼水池中,急切等待一個(gè)永久性的處置庫安身。
王駒感到肩上的擔(dān)子更重了。
入土為安
處置核廢物最好的辦法便是讓它們“入土為安”?!昂?jiǎn)單說就是:挖個(gè)坑,把廢物埋進(jìn)去,然后封起來。”王駒說。
中國對(duì)中低放廢物已經(jīng)有了較為成熟的處置技術(shù),不論是固體核廢料還是液體核廢料,都先進(jìn)行固化處理,然后裝進(jìn)200升的不銹鋼桶,放在近地表的處置庫。目前,中國已建成了兩個(gè)中低放廢物處置場(chǎng):位于甘肅玉門隸屬于中國核工業(yè)集團(tuán)的西北處置場(chǎng)、位于廣東北龍由中國廣東核電集團(tuán)建造的華南處置場(chǎng)。
高放廢物的處置則是一個(gè)世界性難題。乏燃料中的眾多放射性元素都擁有數(shù)以萬年計(jì)的半衰期,長(zhǎng)的約為210萬年,短的也有近500年。
對(duì)于高放廢物的處置,科學(xué)家曾提出“太空處置”、“深海溝處置”、“巖石熔融處置”等方案,但從工程技術(shù)的角度來說,唯一可行的是深部地質(zhì)處置,也就是“挖坑埋”:將乏燃料廢液制成玻璃化的固體,裝入可屏蔽輻射的金屬罐中,放進(jìn)位于地下500~1000米的處置庫內(nèi)。
“考慮到處置庫中的廢物毒性大,半衰期長(zhǎng),要求處置庫的安全評(píng)價(jià)期限至少要達(dá)到1萬年。這是目前任何工程所沒有的要求。”王駒說,“從工程技術(shù)的角度來說沒有本質(zhì)的難題,關(guān)鍵問題在選址,也就是如何向監(jiān)管部門和社會(huì)公眾證明埋在這里是絕對(duì)安全的?!?/P>
歸宿難覓
美國已明確將于2017年建成尤卡山高放廢物處置庫,芬蘭也將于2020年建成乏燃料處置庫。但中國的高放廢物處置庫仍沒落定。
早在十幾年前,負(fù)責(zé)為高放廢物處置庫選址的核工業(yè)北京地質(zhì)研究院已經(jīng)圈定了華東、華南、西南、內(nèi)蒙古、西北和新疆這6個(gè)預(yù)選區(qū)。在進(jìn)行初步比較后,焦點(diǎn)聚集在了甘肅北山地區(qū)。
1989年,北京地質(zhì)研究院的選址隊(duì)開始踏入北山。在王駒的辦公室里,沒有中國地圖和世界地圖,只有一幅碩大的北山地圖掛在墻上。
“談起北山,我一天一夜也說不完?!蓖躐x感慨道。
第一次探訪北山是在1993年。站在這塊10萬平方公里的戈壁灘上,王駒只看到飛機(jī)從遠(yuǎn)遠(yuǎn)的地平線升起,經(jīng)過頭頂,又消失在遠(yuǎn)處的地平線上。“那時(shí)我親眼見證了地球是圓的?!?/P>
坐落在海邊的大亞灣核電站如今已經(jīng)成為一個(gè)旅游景點(diǎn),而北山卻荒涼得讓人感到心酸。20年來,王駒和他的團(tuán)隊(duì)守著北山不放。他們堅(jiān)信北山是中國最適合建造高放廢物處置庫的地方:這里人少、經(jīng)濟(jì)極不發(fā)達(dá)、地殼穩(wěn)定、花崗巖體規(guī)模巨大完整、干旱、地下水流速緩慢,一切都切合選址標(biāo)準(zhǔn)。
“北山地區(qū)10萬平方公里只有6000戶居民,基本沒有工商業(yè)。選在這樣一個(gè)接近于無人區(qū)的地方,未來變數(shù)會(huì)小得多?!蓖躐x說。到2009年,共打了6個(gè)深鉆孔和8個(gè)淺鉆孔,獲得了大量深部巖樣、水樣和相關(guān)數(shù)據(jù)。“北山是國內(nèi)目前工作程度最深的場(chǎng)址。1989 年以來的研究成果表明,該區(qū)目前沒有顛覆性問題,是一個(gè)有遠(yuǎn)景的預(yù)選區(qū)。”王駒說。
但是,北山并非板上釘釘。除了北山外,其他5個(gè)區(qū)域的鉆孔調(diào)查也即將開始,然后在幾個(gè)點(diǎn)中平行比選,挑出三個(gè)最好的,再從中選一。備選區(qū)域可能在內(nèi)蒙古和新疆。
“北山之所以沒有最后確定下來,也是因?yàn)楦鞣綄?duì)它的看法還沒有完全統(tǒng)一,有人持不同意見,因?yàn)樯婕暗刭|(zhì)、水文、氣象、生態(tài)等各個(gè)方面,太復(fù)雜了。”清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院研究員梁俊福說。
《高放廢物地質(zhì)處置中長(zhǎng)期研發(fā)規(guī)劃指南(討論稿)》給這個(gè)項(xiàng)目制定了一張時(shí)間表:2020年前初步完成處置庫選址,完成地下實(shí)驗(yàn)室的可行性研究,并建成地下實(shí)驗(yàn)室;從2020年到2040年的第二階段,著力進(jìn)行地下實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),掌握處置庫建造技術(shù);2050年建成高放廢料處置場(chǎng)并投入運(yùn)營(yíng)。
“我們對(duì)前端的燃料開發(fā)、核電站建設(shè)等很重視,但對(duì)后端重視不夠。核電要順利發(fā)展必須解決兩個(gè)問題:核安全及廢物的妥善處置。對(duì)第一點(diǎn)大家都有共識(shí),對(duì)第二點(diǎn)卻沒有。隨著核電發(fā)展規(guī)模猛增,核廢物處理問題會(huì)越來越突出,現(xiàn)在到了重視和大力推動(dòng)這個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)候了,不能等到造成了不好的社會(huì)反響的時(shí)候才去做。” 環(huán)保部副部長(zhǎng)兼國家核安全局局長(zhǎng)李干杰在2009年底的全國核電運(yùn)行和建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)交流大會(huì)上說。
產(chǎn)業(yè)鏈上的留白
在核燃料的整個(gè)循環(huán)過程中,從反應(yīng)堆中取出乏燃料一直到永久性地質(zhì)深埋中間,還有若干道工序。簡(jiǎn)單來說,乏燃料由核電站業(yè)主單位取出后要交給后處理廠,切成小塊,扔進(jìn)酸里溶解,提取出有用的鈾和钚重新作為燃料循環(huán)使用,剩下的廢液交由玻璃固化廠進(jìn)行固化,再裝進(jìn)特制的廢物罐中,運(yùn)送到永久性處置場(chǎng)封存。
在這個(gè)位于整個(gè)核電產(chǎn)業(yè)鏈末端的一截上,中國留下了許多空白。
由于沒有建成永久性的處置庫,乏燃料暫存在秦山核電站與大亞灣核電站的硼水池中以阻擋輻射。中國工程院咨詢項(xiàng)目“高放廢物地質(zhì)處置戰(zhàn)略研究”的總報(bào)告顯示,秦山核電站每年產(chǎn)生10噸左右乏燃料,大亞灣核電站每年則有40噸左右。一臺(tái)百萬千瓦的反應(yīng)堆每年產(chǎn)生的乏燃料約為22噸。而這些乏燃料一般只能暫存10年。
時(shí)間有限,空間也有限。到了2003年,1994年投入商業(yè)運(yùn)行的大亞灣核電站的硼水池已經(jīng)積滿了乏燃料。多余的乏燃料只能通過4000公里的長(zhǎng)途跋涉運(yùn)往甘肅的中核集團(tuán)404廠暫存。
名義上,404廠具有后處理資質(zhì),應(yīng)承擔(dān)從乏燃料中提取鈾和钚的工作。但事實(shí)上核電站產(chǎn)生的民用乏燃料并未在那里得到任何后處理?!?04廠進(jìn)行后處理的軍工類廢物比較多,民用的都沒有處理?!敝槿耸扛嬖V本刊記者。
梁俊福告訴記者,目前在后處理方面中國正在與法國談技術(shù)合作,但是法方報(bào)價(jià)太高,談判仍沒最終定下來。
在永久處置庫的建設(shè)方面,體制等各方原因也在阻礙著項(xiàng)目進(jìn)展。
世界上各有核國家都將高放廢物處置工作放在了國家層面上,通過制定國家政策、頒布法律法規(guī)、成立專門機(jī)構(gòu)、籌措專門經(jīng)費(fèi)、建立專門的地下研究設(shè)施(地下實(shí)驗(yàn)室)和開展長(zhǎng)期研究開發(fā)等方式,確保高放廢物的安全處置。
而在中國到目前為止還沒有國家級(jí)高放射性核廢物地質(zhì)處置專項(xiàng)規(guī)劃。“有關(guān)高放廢物地質(zhì)處置的政府行為只停留在部委一級(jí)層面上,一些必須在國家級(jí)層面決策的事項(xiàng)難以進(jìn)行;對(duì)于如此重大的高難項(xiàng)目,國家重大科技工程、973 計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目研究計(jì)劃等也沒有列入?!敝袊こ淘涸菏?、輻射防護(hù)和環(huán)境保護(hù)專家潘自強(qiáng)說。
誰該為核廢料處置埋單?
“乏燃料的后處理和處置花費(fèi)驚人,不是哪一家企業(yè)想做就能做的?!蓖躐x對(duì)記者說。
美國預(yù)計(jì)將于2018年建成的處置庫整個(gè)計(jì)劃需近1000億美元,經(jīng)費(fèi)主要來自電費(fèi)的提成,每年約能收取 6 億美元。在瑞典,則由核電站出資成立的“瑞典核燃料與廢物管理公司(SKB)”負(fù)責(zé)地質(zhì)處置工作,由國家監(jiān)管,大家分工。
而在中國,盡管地方政府及各大核電集團(tuán)、電力集團(tuán)都搶建核電站,核廢物處置卻鮮有人過問。壟斷體制下的產(chǎn)業(yè)巨頭博弈也是阻礙乏燃料后處理和最終處置研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的重要原因。
西北處置場(chǎng)隸屬于中國核工業(yè)集團(tuán)(簡(jiǎn)稱中核集團(tuán)),業(yè)務(wù)指導(dǎo)歸其直屬子公司—— 中核清原環(huán)境技術(shù)工程有限責(zé)任公司,組織人事關(guān)系歸404廠。北龍?zhí)幹脠?chǎng)為商用處置場(chǎng),其經(jīng)營(yíng)主體為清原公司,但投資方卻為中國廣東核電集團(tuán)(簡(jiǎn)稱中廣核)。有媒體報(bào)道說,1998年,中廣核花了8000萬元建成了北龍?zhí)幹脠?chǎng),但由于當(dāng)時(shí)的主管部門下發(fā)了兩張建設(shè)許可證,分別給中廣核和中核集團(tuán),其實(shí)際管理權(quán)至今仍未劃清。
2007年6月,原國防科工委聯(lián)合國家環(huán)??偩钟I備一家核廢物處置股份公司,由中核集團(tuán)、中廣核、中電投、華能、大唐這五家主要核電企業(yè)共同投資。然而,由于中核集團(tuán)與中廣核對(duì)控股權(quán)的爭(zhēng)奪僵持不下,這家公司胎死腹中。
高放核廢物處置項(xiàng)目研究經(jīng)費(fèi)不足的問題一直難以解決。高放廢物處置方面的研究經(jīng)費(fèi)來自國防科工局的撥款和國際原子能機(jī)構(gòu)提供的部分技術(shù)支持。王駒認(rèn)為,這并不是一種長(zhǎng)效機(jī)制。據(jù)了解,我國“十五”高放廢物地質(zhì)處置的平均年度經(jīng)費(fèi)僅為400萬元左右。“十一五”雖有增加,可達(dá)到年均1000萬元的強(qiáng)度,但仍然很低,遠(yuǎn)不能滿足相應(yīng)需求。
對(duì)非軍工設(shè)施高放廢物,國際上普遍認(rèn)可的做法是,在廢物生產(chǎn)者仍在運(yùn)行時(shí)就收取費(fèi)用,以供將來長(zhǎng)期管理的營(yíng)運(yùn)之需。根據(jù)誰產(chǎn)生廢物誰負(fù)責(zé)治理的原則,多數(shù)國家都要求廢物生產(chǎn)者提供廢物處置的資金。
籌資機(jī)制主要有兩種:基金制及儲(chǔ)備金制?;鹬撇捎檬杖∧曩M(fèi)的辦法。儲(chǔ)備金是廢物生產(chǎn)者根據(jù)法律法規(guī)確定的計(jì)價(jià)辦法,自己測(cè)算每年儲(chǔ)備金數(shù)量,按年度注入自己財(cái)務(wù)系統(tǒng)中獨(dú)立的儲(chǔ)備金賬戶中。
中國還沒有建立從核電電費(fèi)中收取高放廢物地質(zhì)處置所需資金的籌資機(jī)制?!疤幹靡慌_(tái)百萬千瓦機(jī)組運(yùn)行60年產(chǎn)生的1320噸乏燃料,所需的處置費(fèi)用約為21.4億元人民幣,約占其總收入的1.2%,完全在其可承受范圍之內(nèi)?!迸俗詮?qiáng)表示。(記者張瑜)
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