按照“十三五”規(guī)劃，到2020年，中國(guó)核電裝機(jī)容量將達(dá)到5800萬(wàn)千瓦，在建裝機(jī)容量將達(dá)到3000萬(wàn)千瓦以上，而按照核電發(fā)展中長(zhǎng)期展望的規(guī)劃，到2030年中國(guó)核電的裝機(jī)容量將達(dá)到1.2億—1.5億千瓦。而這讓中國(guó)的核電乏燃料的處置問(wèn)題面臨兩難的境地。
核電“降魔”路凸顯隱憂 乏燃料面臨上限卻無(wú)處安放
興業(yè)證券最近發(fā)布的一份研究報(bào)告(下文簡(jiǎn)稱“報(bào)告”)顯示：中國(guó)2020年將有13臺(tái)機(jī)組乏燃料池飽和，而到了2025年，目前在運(yùn)所有機(jī)組乏燃料池都將飽和。由此“十三五”期間后處理產(chǎn)業(yè)鏈整體市場(chǎng)空間總計(jì)達(dá)到千億級(jí)。
其中，預(yù)計(jì)至2020年高放乏燃料處置市場(chǎng)空間可達(dá)到到800億，中低放廢料處置市場(chǎng)空間可達(dá)到300億。根據(jù)規(guī)劃，2020年核電達(dá)到5800萬(wàn)千瓦在運(yùn)，3000萬(wàn)千瓦在建規(guī)模。未來(lái)十年，中國(guó)核電機(jī)組運(yùn)行累計(jì)產(chǎn)生的壓水堆乏燃料總量將達(dá)到15800噸。報(bào)告稱，“十三五”將成為乏燃料的中間貯存和處理的關(guān)鍵時(shí)期，產(chǎn)業(yè)鏈將出現(xiàn)對(duì)乏燃料貯存和處置的旺盛剛需。
另?yè)?jù)世界核電強(qiáng)國(guó)的普遍經(jīng)驗(yàn)和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的測(cè)算，當(dāng)一個(gè)核電國(guó)家本國(guó)核電運(yùn)行達(dá)到200堆年(1臺(tái)核電機(jī)組運(yùn)行1年=“1堆年”)時(shí)，就必須著手對(duì)核廢料進(jìn)行妥善處置，否則將存在對(duì)環(huán)境和全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的潛在威脅。2016年3月底，中國(guó)核電運(yùn)行已達(dá)到197.88堆年，目前在運(yùn)核電機(jī)組26臺(tái)，2016年底將超過(guò)200堆年，進(jìn)入“十三五”后，對(duì)乏燃料進(jìn)行處置已到關(guān)鍵時(shí)刻。
或?qū)⒊鲎陨泶鎯?chǔ)能力
隨著“十三五”期間核電后處理剛需釋放，國(guó)內(nèi)核電設(shè)備公司已經(jīng)意識(shí)到這一領(lǐng)域高成長(zhǎng)性，投入力度明顯增加，目前中子吸收材料已經(jīng)基本完成國(guó)產(chǎn)化替代。預(yù)計(jì)“十三五”核電后處理產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化程度將大幅提升，進(jìn)一步刺激國(guó)內(nèi)千億市場(chǎng)形成。
但連云港市中法核循環(huán)項(xiàng)目的暫停，正在將中國(guó)核電廢料處置的問(wèn)題推向前臺(tái)。按照“十三五”規(guī)劃，到2020年，中國(guó)核電裝機(jī)容量將達(dá)到5800萬(wàn)千瓦，在建裝機(jī)容量將達(dá)到3000萬(wàn)千瓦以上，而按照核電發(fā)展中長(zhǎng)期展望的規(guī)劃，到2030年中國(guó)核電的裝機(jī)容量將達(dá)到1.2億—1.5億千瓦。
國(guó)務(wù)院核電領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室原副主任湯紫德指出，當(dāng)核電裝機(jī)規(guī)模超過(guò)1億千瓦時(shí)，核電乏燃料(即核電廢料的主要組成部分)就將超出核電站存儲(chǔ)能力。中國(guó)目前的核電站則是按照自身可以存儲(chǔ)10年乏燃料設(shè)計(jì)。
這讓中國(guó)的核電乏燃料的處置問(wèn)題面臨兩難的境地：一邊是旨在處理核電乏燃料的核循環(huán)項(xiàng)目在公眾情緒上很難形成共識(shí);另一方面，則是隨著中國(guó)核電事業(yè)的大發(fā)展和裝機(jī)容量的提升，乏燃料正在面臨超出核電站自身設(shè)計(jì)儲(chǔ)存能力的局面。
“如果沒(méi)有核循環(huán)項(xiàng)目，中國(guó)的核電大發(fā)展將受到制約。”湯紫德進(jìn)而介紹說(shuō)，核電站自身設(shè)計(jì)時(shí)，乏燃料可以在核電站儲(chǔ)存10年左右。“當(dāng)核電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1億(千瓦)的時(shí)候，產(chǎn)生的乏燃料就將超過(guò)儲(chǔ)存能力。“未來(lái)乏燃料的儲(chǔ)存會(huì)非常困難，乏燃料就像城市垃圾一樣，需要被拉走，但是往哪里放呢?”他指出。
乏燃料是“魔鬼”嗎？
早在2015年，環(huán)保部核與輻射安全中心總工程師柴國(guó)旱就曾表示，目前大亞灣核電廠乏燃料水池已經(jīng)飽和，田灣核電廠乏燃料水池接近飽和，已經(jīng)建成的離堆乏燃料濕法儲(chǔ)存設(shè)施也已貯存飽和。
公開(kāi)資料顯示，乏燃料是經(jīng)受過(guò)輻射照射、使用過(guò)的核燃料，通常是由核電站的核反應(yīng)堆產(chǎn)生，這種燃料的鈾含量降低，無(wú)法繼續(xù)維持核反應(yīng)。乏核燃料中包含有大量的放射性元素，因此具有放射性，如不加以妥善處理，會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境與接觸到它的人的健康。
對(duì)我國(guó)而言，隨著能源問(wèn)題的凸顯，核電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，核電運(yùn)行后產(chǎn)生的乏燃料增加。中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)徐海玉詳解了當(dāng)前與未來(lái)國(guó)內(nèi)乏燃料處理的缺口，“到2020年，我國(guó)如果能實(shí)現(xiàn)5800萬(wàn)千瓦的核電裝機(jī)目標(biāo)，每年將產(chǎn)生約1500噸乏燃料，累計(jì)儲(chǔ)量將達(dá)到一萬(wàn)噸，之后還將逐年增加”，屆時(shí)將需要強(qiáng)大和健全的乏燃料處理技術(shù)與能力。
多位核電專家均表示，乏燃料處理工廠的建設(shè)已經(jīng)迫在眉睫。但無(wú)論是自主技術(shù)還是中法合作，乏燃料后處理大廠投資強(qiáng)度均超過(guò)普通核電站，建設(shè)周期超過(guò)10年，投資額更是動(dòng)輒數(shù)千億元。“乏燃料處理沒(méi)有技術(shù)就是負(fù)擔(dān)，有能力就是財(cái)富。”曾任中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院高級(jí)工程師的李映發(fā)表示。
湯紫德曾對(duì)我國(guó)乏燃料處理能力不足打了一個(gè)形象的比喻，他說(shuō)目前我國(guó)核電站的后端乏燃料貯存、運(yùn)輸和處理的技術(shù)與設(shè)備絕大部分依賴進(jìn)口，而且只能處理每年產(chǎn)生的乏燃料中的一小部分，就像是“能吃不能拉”，我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)欠缺完善的“衛(wèi)生間”。
如何鎖緊“潘多拉盒子”
而事實(shí)上，“2004年，我們撰寫了一個(gè)報(bào)告，其中講到我國(guó)的乏燃料處理比印度還落后，引起了國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的震驚。”中科院院士柴之芳說(shuō)。
目前，全球主要的核國(guó)家都有乏燃料處理裝置，包括法國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯、日本。“印度早在十幾年前就建成了3個(gè)百噸級(jí)的處理廠，而我國(guó)僅有甘肅一個(gè)50噸級(jí)的處理廠，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足商業(yè)核電站的乏燃料處理需求。”
沒(méi)有處理廠，我國(guó)商業(yè)核電站的乏燃料只能存在水池中，一般核電站的水池設(shè)計(jì)容量?jī)H能滿足其15—20年的乏燃料總量。自1991年秦山核電站投運(yùn)，目前已有多個(gè)核電站的水池存滿。核電站不得不擴(kuò)建水池或?qū)で蟾煞▋?chǔ)存，但這些僅是權(quán)宜之計(jì)。
究竟是什么原因?qū)е潞穗姰a(chǎn)業(yè)前、后端發(fā)展不平衡呢?“沒(méi)有持續(xù)性投入、缺少國(guó)家頂層設(shè)計(jì)是根源。”清華大學(xué)教授陳靖介紹說(shuō)，2010年，國(guó)家重大專項(xiàng)中設(shè)立了乏燃料后處理子項(xiàng)，預(yù)算經(jīng)費(fèi)68.95億元，但是到目前只下?lián)芰?.6億元。
“雖然乏燃料處理寫入國(guó)家核電發(fā)展規(guī)劃，但是沒(méi)有細(xì)化，無(wú)法執(zhí)行。”葉國(guó)安認(rèn)為，我國(guó)乏燃料處理工業(yè)化能力較弱，工藝、設(shè)備、質(zhì)控都不能滿足連續(xù)的、大容量的處理要求。上世紀(jì)70年代，朱永濬院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究提出了從高放射性廢液中去除錒系元素的TRPO萃取流程，為我國(guó)獨(dú)創(chuàng)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，受到國(guó)際核能界的高度評(píng)價(jià)。但是因?yàn)楣I(yè)化研究和后續(xù)投入沒(méi)有跟上，至今仍未轉(zhuǎn)化為處理裝置。柴之芳院士不無(wú)遺憾地說(shuō)。
專家們不禁追問(wèn)：難道無(wú)處可去的乏燃料真的將成為我國(guó)商業(yè)核電發(fā)展中的燙手山芋嗎?
