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    法國(guó)核廢料管理經(jīng)驗(yàn)

    來(lái)源: 嘿嘿能源與科技PowerTech 發(fā)布日期:2024-10-16

    法國(guó)依據(jù)1991年頒布的《廢物管理法》(2006年修訂)開展核廢物處置工作。依據(jù)該法成立了法國(guó)國(guó)家放射性廢物管理機(jī)構(gòu)——法國(guó)放射性廢物管理局(ANDRA)。


    2006年修訂的《廢物管理法》擴(kuò)大了國(guó)家科學(xué)評(píng)估委員會(huì)(CNE)的職責(zé)范圍,使其涵蓋所有廢料。


    該委員會(huì)的職責(zé)是評(píng)估與高水平及中水平廢料相關(guān)的三個(gè)領(lǐng)域的研發(fā)工作:深地質(zhì)處置、分離與嬗變以及核廢物的臨時(shí)儲(chǔ)存。2006年,CNE2接替了最初的CNE,其職責(zé)范圍也隨之?dāng)U展到核材料和所有類型的廢物。2007年4月,政府任命了12名新成員加入CNE2,負(fù)責(zé)報(bào)告法國(guó)電力集團(tuán)(EdF)、法國(guó)原子能委員會(huì)(CEA)、法國(guó)放射性廢物管理局(ANDRA)和國(guó)家科學(xué)研究中心在廢物管理研發(fā)方面的進(jìn)展。CNE2每年提交一份報(bào)告。


    2006年的法案在很大程度上符合CNE在15年研究后向政府提出的建議。CNE的報(bào)告中指出,位于布爾的黏土巖層是最佳選址,但對(duì)高水平廢物的分離與嬗變持懷疑態(tài)度,并指出,使用過(guò)的MOX燃料應(yīng)作為未來(lái)快中子反應(yīng)堆的钚資源無(wú)限期儲(chǔ)存,而不是現(xiàn)在回收利用或當(dāng)作廢物處理。

    在2010年的一份報(bào)告中,CNE2表示,在快反應(yīng)堆中對(duì)次錒系元素進(jìn)行嬗變將使電力成本增加約10%,而在加速器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(ADS)中對(duì)所有錒系元素進(jìn)行嬗變將使電力成本增加約20%。嬗變反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢物將至少臨時(shí)儲(chǔ)存70年。


    在2012年的報(bào)告中,CNE2指出钚在快反應(yīng)堆中的巨大價(jià)值及其在嬗變長(zhǎng)壽命錒系元素方面的作用,因此“一個(gè)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆及其相關(guān)的循環(huán)——燃料制造和后處理——是必不可少的”,以測(cè)試該概念的“工業(yè)和經(jīng)濟(jì)可行性”,同時(shí)保持法國(guó)在民用核能領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。特別是阿斯特里德(Astrid)項(xiàng)目將“保留一系列能源選擇,并確保法國(guó)在未來(lái)幾個(gè)世紀(jì)的能源獨(dú)立”。然而,法國(guó)的阿斯特里德項(xiàng)目于2019年8月被取消。


    法國(guó)放射性廢物管理局(ANDRA)設(shè)定了研究方向,這些研究主要在位于法國(guó)東部布爾市的默茲/上馬恩地下巖石實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,該實(shí)驗(yàn)室位于黏土巖層中。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在研究花崗巖。同時(shí)還在進(jìn)行廢物分離與嬗變以及廢物處理后的長(zhǎng)期地表儲(chǔ)存方面的研究。廢物應(yīng)能從處置庫(kù)中回收。ANDRA每?jī)赡旯家淮螐U物清單,并向政府報(bào)告,以便議會(huì)決定廢物政策。


    在法國(guó)國(guó)民議會(huì)和參議院的強(qiáng)烈支持下,《核材料和廢物管理計(jì)劃法案》于2006年6月通過(guò),有效期為15年。該法案正式宣布深地質(zhì)處置為高水平和長(zhǎng)壽命放射性廢物的參考解決方案,并設(shè)定了2015年為處置庫(kù)頒發(fā)許可證的目標(biāo)日期,以及2025年為處置庫(kù)開放的目標(biāo)日期。該法案還確認(rèn)了再處理乏燃料和使用回收的钚和鈾的原則,“以減少最終廢物的數(shù)量和毒性”,并呼吁在2020年前建造一座第四代反應(yīng)堆原型,以測(cè)試長(zhǎng)壽命錒系元素的嬗變。


    核廢料管理和退役的資金仍然與生產(chǎn)者分離,而不是放在外部基金中。2016年,能源部長(zhǎng)將處置庫(kù)項(xiàng)目的參考成本設(shè)定為250億歐元(按2011年歐元計(jì)算),該數(shù)字將隨著建設(shè)的進(jìn)行而更新。這一數(shù)字略高于法國(guó)電力集團(tuán)(EdF)和阿海維(Areva)在其賬目中預(yù)留的金額,因此將分別需要調(diào)整8億歐元和2.5億歐元。預(yù)計(jì)ANDRA將在2017年提交建設(shè)許可申請(qǐng),2020年開始建設(shè),2025年開始處置的試點(diǎn)階段,但這些日期已經(jīng)推遲。預(yù)計(jì)總成本中超過(guò)一半將用于建設(shè),四分之一將用于未來(lái)100年的運(yùn)營(yíng)。


    法國(guó)放射性廢物管理局(ANDRA)正在設(shè)計(jì)其位于布爾市的地下處置庫(kù)——地質(zhì)處置工業(yè)中心(CIGEO),預(yù)計(jì)該處置庫(kù)在運(yùn)行約20年后將達(dá)到90℃的高溫。2012年10月,CNE2批準(zhǔn)了布爾市地下500米深處的CIGEO處置庫(kù)計(jì)劃。2013年5月至12月的公眾咨詢結(jié)果顯示,公眾“原則上并不反對(duì)”該項(xiàng)目,但希望進(jìn)行試點(diǎn)階段演示,并保留可逆性。


    ANDRA于2016年4月提交了一份“安全選項(xiàng)文件”,并于2018年1月獲得法國(guó)核安全局(ASN)的批準(zhǔn)。ANDRA預(yù)計(jì),從2022年開始,建設(shè)階段將持續(xù)八年。該處置庫(kù)的設(shè)計(jì)容量為10,000立方米的高放廢物(主要來(lái)自再處理45,000噸乏燃料后產(chǎn)生的玻璃固化廢物)和73,000立方米的長(zhǎng)壽命中放廢物,其中15,000立方米為乏燃料中的金屬部件。


    玻璃固化廢物罐將被插入直徑70厘米、內(nèi)襯鋼管的長(zhǎng)水平鉆孔中。2015年,對(duì)2006年法案的修正案明確指出,對(duì)于CIGEO項(xiàng)目而言,“可回收”的高放廢物是指短期內(nèi)的可行性,而“可逆性”則意味著保證長(zhǎng)期政策的靈活性。


    - 最初,CIGEO的概念包括直接處置某些類別的乏燃料,但由于占地面積和保障措施管理的增加導(dǎo)致成本大幅增加,因此放棄了這一想法。將僅使用標(biāo)準(zhǔn)通用廢物罐,并且所有燃料都將進(jìn)行回收。


    ANDRA的2021年廢物清單顯示,截至2019年底,法國(guó)共有167萬(wàn)立方米的放射性廢物,其中60%來(lái)自電力生產(chǎn),27%來(lái)自研究,9%來(lái)自軍事,3%來(lái)自工業(yè),1%來(lái)自醫(yī)療應(yīng)用。ANDRA指出,其中90%的體積已通過(guò)其現(xiàn)有設(shè)施確定了儲(chǔ)存和處置途徑,一旦CIGEO深地質(zhì)處置庫(kù)投入運(yùn)營(yíng),將滿足剩余的廢物處置需求。


    低放廢料(LLW)與中放廢料(ILW)


    法國(guó)放射性廢物管理局(ANDRA)在奧布省的索萊訥附近設(shè)有奧布中心處置設(shè)施,用于處理低放廢物和短壽命中放廢物,容量達(dá)一百萬(wàn)立方米,目前已填充超過(guò)三分之一。


    該設(shè)施于1992年啟用,并借鑒了曼恩中心的經(jīng)驗(yàn)。它由Orano的一家子公司運(yùn)營(yíng)。ANDRA還在巴黎東部的特魯瓦附近的奧布省擁有莫維利耶設(shè)施(CIRES),該設(shè)施被授權(quán)儲(chǔ)存65萬(wàn)立方米的極低放廢物(VLLW),這些廢物主要來(lái)自工廠拆除。ANDRA的曼恩中心(CSM)設(shè)施位于拉阿格附近,從1969年至1994年接收了52.7萬(wàn)立方米的低放和短壽命中放廢物,目前已被多層植被覆蓋。


    2008年6月,ANDRA正式邀請(qǐng)了3115個(gè)地質(zhì)條件有利的社區(qū),考慮建設(shè)長(zhǎng)期低放廢物(FA-VL,含有半衰期超過(guò)30年的放射性核素)處置設(shè)施。這包括來(lái)自早期氣冷反應(yīng)堆的7萬(wàn)立方米(1.8萬(wàn)噸)石墨,以及來(lái)自催化轉(zhuǎn)化器和電子元件制造過(guò)程中的含鐳材料4.7萬(wàn)立方米,還有無(wú)法放入ANDRA在索萊訥的低放廢物處置中心的礦物和金屬加工廢物。對(duì)此,有40個(gè)社區(qū)表示愿意考慮。

    ANDRA在2008年底完成的初步研究表明,奧布省的奧松和帕爾斯-萊沙萬(wàn)日兩個(gè)地方擁有適合處置這些廢物的巖層和環(huán)境,但在反核團(tuán)體的強(qiáng)烈游說(shuō)下,這兩個(gè)地方都撤回了申請(qǐng)。相關(guān)調(diào)查仍在進(jìn)行中。處置庫(kù)可能會(huì)建在地下約15米的粘土層中。與此同時(shí),ANDRA正在其莫維利耶極低放廢物處置場(chǎng)建設(shè)一個(gè)FA-VL廢物儲(chǔ)存庫(kù)。


    核廢料資金支持


    法國(guó)電力公司(EdF)為廢物管理成本預(yù)留了每千瓦時(shí)核電0.14歐分的費(fèi)用。截至2020年底,EdF為其法國(guó)專用的后端基金預(yù)留了246億歐元,其中113億歐元用于乏燃料管理,133億歐元用于長(zhǎng)期放射性廢物管理。


    核廢物研發(fā)(R&D)


    法國(guó)放射性廢物管理局(ANDRA)在“未來(lái)核能”(Investissements d’Avenir計(jì)劃的一部分)框架下獲得了7500萬(wàn)歐元的資金。這筆資金正用于以下多個(gè)項(xiàng)目:


    - CYBER項(xiàng)目旨在開發(fā)一種利用微波加熱處理廢墟的過(guò)程,以分離混凝土組分并為其尋找未來(lái)用途。例如,在法國(guó)核工業(yè)中重新使用(如作為處置設(shè)施中使用的材料),或在國(guó)際核行業(yè)內(nèi)外進(jìn)行回收再利用。CYBER項(xiàng)目的目標(biāo)是避免使用機(jī)械破碎,從而避免材料特性的退化。


    - ORCADE項(xiàng)目的目標(biāo)是減少極低放廢物中電氣電纜廢物的處置量,通過(guò)“剝離”電纜護(hù)套來(lái)回收金屬線。這可能使其能夠重新歸類為常規(guī)廢物。


    - CADET(輔助空化用于水體凈化)項(xiàng)目旨在開發(fā)一種分解核電廠去污廢水中有機(jī)化合物的過(guò)程。


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