核電退役市場究竟有多誘人?至少1000億美元
核電退役市場究竟有多誘人?至少1000億美元
法國、英國和俄羅斯的退役市場規(guī)模分別達(dá)到215億美元、187億美元和135億美元;亞太地區(qū)僅次于歐洲，為203億美元;北美市場規(guī)模最小，為82億美元。
6月23日，核一君從中廣核方面獲悉，該集團與比利時SARENS集團在京簽署了一項戰(zhàn)略合作協(xié)議，擬在核能、可再生能源以及核電站退役等業(yè)務(wù)領(lǐng)域開展合作。
資料顯示，SARENS集團在重型起重和工程運輸行業(yè)居于全球領(lǐng)先地位，其還承接核電退役工程，目前已完成了兩座美國核電站的拆除退役工程，正在進(jìn)行兩座德國核電站的拆除退役工程。
“核電退役”一詞由此走入公眾視線，那么，到底什么是核電退役?按照核電專家的說法，核電站退役活動是一項涉及核安全、技術(shù)、經(jīng)濟、社會和公眾等諸多因素的系統(tǒng)工程，延續(xù)時間可能要幾十年甚至上百年。
從世界范圍內(nèi)看來，核電站有了半個多世紀(jì)的發(fā)展，而且已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的早期核電站退役。但是從我國自身情況看來，核電剛剛重啟，這意味著核電春天剛剛到來，因而要退役的核電站幾乎沒有，目前即將退役或者已經(jīng)退役的核設(shè)施只能說是早期的一些小型的反應(yīng)堆，還包括一些乏燃料后處理廠、鈾的化工轉(zhuǎn)化和核燃料制造廠以及實驗設(shè)施等。
必須說明的是，我國大型核電站退役的經(jīng)驗和技術(shù)等還是很少的，關(guān)于核退役的法規(guī)制度也不甚完善，另外，核退役后產(chǎn)生的大量的中低放廢物，尤其是現(xiàn)在仍未定義和規(guī)定的極低放廢物將會占有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，這就對我國的核廢物處置的能力等提出了要求。
在我國核電發(fā)展的春天到來之際，在我國短期內(nèi)規(guī)模化建造核電站的同時，也是時候應(yīng)該考慮幾十年后的相當(dāng)數(shù)量核電站規(guī)模化的退役問題。
今日，核一君借中廣核與比利時SARENS集團合作之機，參考研究多份資料，為你全方位梳理核電退役那些事兒，究竟怎么退役?有何難題?未來又有多大市場可言?既是百科，又是投資，全是干貨，歡迎閱讀!
一、怎么退役?三種方法可選
目前國際原子能機構(gòu)將核設(shè)施退役方法分為三種：立即拆除、安全封存和就地掩埋。
所謂立即拆除，指的是在核設(shè)施安全關(guān)閉后幾個月或幾年內(nèi)對部分部件進(jìn)行去污和拆除。
所謂安全封存，指的是將核設(shè)施置于安全封存狀態(tài)數(shù)十年(約30年)，直至其放射性降至一定水平再進(jìn)行去污和拆除。
所謂就地掩埋，指的是把核設(shè)施包括所有放射性物質(zhì)就地永久性掩埋，永遠(yuǎn)無需拆除。
嚴(yán)格來說，上述三種方法各有利弊，根據(jù)不同的核設(shè)施退役情況選擇不同的方案。迄今為止，前兩種方法是常用方法，而且這兩種方法可以結(jié)合使用，即立即拆除部分部件，剩余部件則安全封存。
根據(jù)資料，運行期滿的核設(shè)施一般在安全關(guān)閉后提交退役申請，申請獲批后正式進(jìn)入退役階段，一般包含5個步驟：建筑物、系統(tǒng)、設(shè)備去污;系統(tǒng)、設(shè)備拆除;建(構(gòu))筑物拆毀;場址環(huán)境整治;場址移交/封存監(jiān)護(hù)。以前兩種方法結(jié)合為例，將核電站退役總結(jié)為三個階段：
第一階段為監(jiān)護(hù)封存期。這一階段主要是等待放射性衰變，核電站停止運行后，乏燃料元件從堆芯取出于廠內(nèi)存放一段時間，然后運出廠外進(jìn)行處置。
在這一階段，第一道污染屏障保持不動，但機械開啟系統(tǒng)(如閥門、塞子等)將永久性封死，安全殼建筑物保持封閉;為保證核電站處于良好狀態(tài)，要按規(guī)定進(jìn)行監(jiān)測;污染的建筑物應(yīng)保持剩余危險物的適當(dāng)狀態(tài)，建筑中的氣壓按需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?進(jìn)入廠房內(nèi)部要服從監(jiān)測和監(jiān)督程序。這時的設(shè)施要在監(jiān)督之下，而工廠內(nèi)外所需的放射性監(jiān)測設(shè)備要保持良好的狀態(tài)，以便需要時使用，并要保證符合國家法規(guī)要求;通過檢修來檢查工廠是否處于良好的狀態(tài)，必要時還應(yīng)檢查第一道污染屏障和污染廠房中是否有泄漏。
第二階段為局部拆除期或廠址限制性使用。在這一階段，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;在去污以后，如輻射安全允許，可以拆除安全殼建筑物，或允許進(jìn)入核建筑物;廠內(nèi)非放射性建筑物可以拆除或用于其他目的;對廠址仍要按規(guī)定進(jìn)行監(jiān)測。屏障周圍的監(jiān)督工作可以放松，但應(yīng)該在適當(dāng)?shù)臅r候與環(huán)境監(jiān)督一起保持進(jìn)行定期定點檢查，包括對設(shè)備的監(jiān)測。
第三階段恢復(fù)建設(shè)前的自然原貌或廠址可無限制利用。在這一階段，拆除所有有放射性的材料、設(shè)備與部件，其中保留下來的設(shè)備和部件其污染已被減到可接受的水平;廠址可無限制使用或恢復(fù)成綠化地帶，廠址不再需要監(jiān)測。
注意，以上這三個階段不一定按順序或在一規(guī)定時期內(nèi)完成，可根據(jù)實際情況而定。前兩個階段涉及核廠房內(nèi)放射性物質(zhì)的長期封存管理，主要為了使放射性衰變到可以接受的水平。經(jīng)過安全存放期后，拆除設(shè)備工作可變得更安全，總的費用也可以節(jié)省，而工作人員受到的照射也可保持在最低水平。
二、有何障礙?四大難題待解
前述已經(jīng)提到，核電站退役活動是一項涉及核安全、技術(shù)、經(jīng)濟、社會和公眾等諸多因素的系統(tǒng)工程，復(fù)雜程度可想而知，這其中自然存在不少障礙和難題，核一君專門梳理了核電退役存在的四大難題：
1、退役資金從哪來?
足夠的退役資金是完成核電站退役的重要前提。
國際上現(xiàn)在使用三個寬范圍的類別來估計退役費用:①與退役活動有關(guān)的項目，如源項調(diào)查，拆卸、去污、運輸和處置工作等費用;②與完成退役期限有關(guān)的項目，如退役項目的工程管理、質(zhì)量監(jiān)督、安全保障、許可證申請等費用;③特殊項目，如設(shè)備采購等。
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，但實際上，從國外經(jīng)驗來看，一座核電站的退役金要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出這個比例。
《2012年聯(lián)合國環(huán)境署年鑒》的一份統(tǒng)計顯示，2001年，法國的布雷尼力核電站的退役費用預(yù)計占到最初投資的26%，而到了2008年，這一預(yù)計費用的占比提高到了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。
企業(yè)職工必須交納養(yǎng)老保險。類似地，核電站“年輕”的時候也要繳納足夠的“養(yǎng)老金”，積累足夠的退役經(jīng)費，保障退役工作的有效開展。資金籌措辦法因國而異，也有多種方案，其中較常用的一種籌集資金方法是通過從消費者支付的電費中提取一定的百分?jǐn)?shù)而逐步籌集資金以便退役使用，這是普遍采用的一種方法。
《國家核電發(fā)展專題規(guī)劃(2005-2020年)》對核電站的“退役”問題作了規(guī)定：電站投入商業(yè)運行開始時，即可在核電站發(fā)電成本中強制提取、積累核電站退役處理費用。在中央財政設(shè)立核電站退役專項基金賬戶，在各核電站商業(yè)運行期內(nèi)提取。
但是，有關(guān)抽取電費的比例以及具體的基金管理問題，并未做明確的規(guī)定，有業(yè)內(nèi)人士曾在接受媒體采訪時坦言，退役資金是從每度電費中抽取10%左右。也有人認(rèn)為，如不包含乏燃料的處理費用，這一數(shù)值比例對于核電站退役來說，應(yīng)該過高。
我國目前民用核電機組運行時間最長的僅為20余年，一般來說，核電站的壽命在40年以上，這離退役的階段依然較遠(yuǎn)。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。
2、退役是否有法可依?
必須說明的是，核電站退役必定要在核安全部門的監(jiān)督和指導(dǎo)下進(jìn)行，因此為退役項目的實施建立相應(yīng)的法規(guī)制度也就成為必然，這也就要求我國應(yīng)該有一系列專門針對核電站退役的法律法規(guī)，做到有法可依，有章可循，否則核電站退役這一重要步驟將處于無序狀態(tài)。
核電站退役不是孤立的，應(yīng)該作為一個系統(tǒng)性的大工程而存，這也就要求我們國家考慮多方面的因素(經(jīng)濟效益，環(huán)境影響，技術(shù)條件等)制定有一定針對性的法規(guī)制度以便于依法制定合理的退役方案。由于退役過程在安全和退役造成的影響等方面有較大的不確定性，若管理不當(dāng)，監(jiān)督不到位，很可能造成不必要的事故，所以在質(zhì)量安全體系和工程管理監(jiān)督方面也應(yīng)在核退役法規(guī)中有所體現(xiàn)。
但現(xiàn)實是，我們核電領(lǐng)域連基本法都沒有，《原子能法》遲遲未出臺，更何況是核電退役法規(guī)呢?
3、退役技術(shù)達(dá)到了嗎?
退役是一項復(fù)雜系統(tǒng)的過程，在進(jìn)行退役之前必須具備一系列的基本條件，其中之一就是應(yīng)具備所有必要的技術(shù)手段，還要包括一支經(jīng)過良好訓(xùn)練和有豐富經(jīng)驗的技術(shù)隊伍。
然而，由于我國的大型核反應(yīng)堆退役的數(shù)量較少，導(dǎo)致我國大型核電站退役的一些技術(shù)和設(shè)備還有待完善，包括：完整的退役工程方案及相關(guān)的質(zhì)量保證體系;開發(fā)去污效果好，產(chǎn)生二次廢物量少的去污技術(shù);開發(fā)被污染設(shè)施的解體技術(shù)與工具;減少拆除期間人員受輻照量的防護(hù)措施;建立回收與重新利用的準(zhǔn)則與實施方案;建立完善的評價、驗收體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);對環(huán)境的影響的減少和消除等等
4、廢物該如何處置?
核電站退役過程，會產(chǎn)生放射性廢物。這些廢物，必須嚴(yán)格按照國家的相關(guān)法律規(guī)定進(jìn)行處理：中低放廢物在符合國家規(guī)定的區(qū)域?qū)嵭薪乇硖幹茫叻艔U物實行集中的深地質(zhì)處置。
最令人擔(dān)憂的是對具有高放射性的乏燃料的處理。數(shù)據(jù)顯示，目前百萬千瓦級電站一年大約產(chǎn)生乏燃料20噸，按照處理費用800—1000美元/公斤計算，每年處理這些乏燃料的資金需要達(dá)到約1600—2000萬美元。
核電站退役過程中產(chǎn)生的核廢料，可依據(jù)其放射性強弱分為三級。首先是放射性很強的高強度核廢料，主要是核燃料部分產(chǎn)生的，拆除核燃料的工作于第一階段完成。其次是核反應(yīng)堆芯及其附屬設(shè)備產(chǎn)生的中低度核廢料，這部分核廢料所占比例很大，這其中還包括相當(dāng)數(shù)量的極低放射性廢物，對于這一類放射性廢物的研究國際上各有不同，還沒有統(tǒng)一的定義。
對退役中的廢物，完全可以采用同處理核電站正常運行時產(chǎn)生的廢物一樣的方法來進(jìn)行處理。拆下的帶有放射性的物質(zhì)先進(jìn)行分類，之后送到國家或地區(qū)核廢物處置庫。核設(shè)施退役工程施工過程中，必定會產(chǎn)生大量放射性活度低于國家低放廢物規(guī)定水平的極低放廢物，這類廢物目前國家還未出臺分類標(biāo)準(zhǔn)，也沒有規(guī)范的處置方法，而且我國尚缺乏這一方面的研究，這也將會作為一個問題而存在。
更重要的是，由于很多核電站都將運行中產(chǎn)生的乏燃料暫時儲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。
但是，我國目前的核廢物處置能力還不能很好的滿足近期核電站規(guī)模化建設(shè)后新產(chǎn)生的核廢物，而在幾十年后，我國九十年代之后建立的核電站的退役所產(chǎn)生的核廢物必定有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，這個問題應(yīng)該給予考慮。因此我國必須考慮要有足夠的取得許可證的廢物處置庫，以容納退役時產(chǎn)生的所有廢物。
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階段。
其實，除了退役，核電站其實還可以延壽，核電站的保守設(shè)計決定了其本身具有一定的運行裕量，這也就使得核電站在達(dá)到設(shè)計壽命后可以申請繼續(xù)運行，即延壽運行。但是，核電站延壽必須進(jìn)行定期安全審查，以對核電站的安全性進(jìn)行充分論證，在確保安全的前提下才能夠批準(zhǔn)。
三、有多大市場?至少1000億美元
上述提到的四大難題即是核電退役市場存在的四個缺口，有缺口就有想象力，就意味著有市場，有機構(gòu)曾于2012年發(fā)布的一份報告顯示，截止到2012年1月，歐洲是全球規(guī)模最大的核電反應(yīng)堆退役市場;法國、英國和俄羅斯的退役市場規(guī)模分別達(dá)到215億美元、187億美元和135億美元;亞太地區(qū)僅次于歐洲，為203億美元;北美市場規(guī)模最小，為82億美元。
假設(shè)目前全球的商業(yè)核電反應(yīng)堆都在運行期滿35年后關(guān)閉并退役，那么到2030年絕大多數(shù)核電反應(yīng)堆都要退役，其中退役市場規(guī)模最大的國家將是美國，其次是法國、日本、俄羅斯、加拿大、英國、韓國和德國。
然而，不同時期和不同設(shè)計的核電反應(yīng)堆有時在運行壽期方面也存在差異，而且美、法、俄等國采取了反應(yīng)堆延壽策略，使大量反應(yīng)堆的壽期少則延長幾年、多則延長20年，甚至可能更長。例如，美國的100座現(xiàn)役核電機組大部分已經(jīng)或預(yù)計將延壽20年，從而使該國在2030年之前將要進(jìn)入退役階段的機組預(yù)計僅有5臺，市場規(guī)模遠(yuǎn)不及歐洲和亞洲。
綜上所述，到2030年全球預(yù)計將有200多臺現(xiàn)役核電機組關(guān)閉，約占全球現(xiàn)役核電機組的一半，退役市場規(guī)模預(yù)計超過1000億美元。其中，歐洲預(yù)計將有150臺現(xiàn)役機組關(guān)閉，占全球預(yù)期已關(guān)閉機組總數(shù)的70%左右，屆時歐洲的核電反應(yīng)堆退役市場規(guī)模估計將達(dá)到814.84億美元。其次是東亞地區(qū)(主要是日本)，然后是北美地區(qū)(主要是加拿大)。2030年之后，美國的大部分核電機組將陸續(xù)達(dá)到延長后的壽命，隨著這些反應(yīng)堆進(jìn)入關(guān)閉和退役高峰期，全球核電反應(yīng)堆退役市場規(guī)模將繼續(xù)保持增長。
歐、美核反應(yīng)堆退役市場被內(nèi)部企業(yè)牢牢掌控。過去數(shù)十年來，世界核退役市場主要在歐洲和美國，加之技術(shù)含量高等原因，最終形成了歐、美核退役市場被歐、美特別是美、英、法、德等國退役承包商牢牢把控的局面。其他地區(qū)的退役承包商也有，但要么主要在國內(nèi)發(fā)展，像俄羅斯;要么實力還比較弱小，像韓國和日本。
俄羅斯國家原子能公司于2009年收購了德國一家專業(yè)核退役和放射性廢物管理服務(wù)公司NUKEM技術(shù)公司，從而打入歐洲核退役市場，該公司的業(yè)務(wù)目前主要分布于東歐、俄羅斯和法國。近幾年來，實力較弱的新晉退役服務(wù)供應(yīng)商也開始著眼世界市場，特別是韓國企業(yè)已小有斬獲。
由這一背景可見，中廣核與比利時SARENS集團簽署的戰(zhàn)略合作協(xié)議自是具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義，中核、國家電投呢?其他核電企業(yè)也是時候該對這龐大的核電退役市場有所動作了。(本文首發(fā)于微信平臺“核你在一起”，微信號hnzyq1992)
來源:華夏能源網(wǎng) 作者:歐陽凱 揚州君昊電氣 m.ypxs.net.cn 轉(zhuǎn)載此文。
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