高彥鋒,石西森,呂 鋼

(中核清原環(huán)境技術(shù)工程有限責(zé)任公司，北京 100037)

放射性廢物，是指含有放射性核素或者被放射性核素污染，其放射性核素濃度或者比活度大于國(guó)家確定的清潔解控水平，預(yù)期不再使用的廢棄物。放射性廢物的典型特征持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)萬(wàn)年量級(jí)，且不可逆，只能采用包容、隔離和阻滯等處置方法，使其中的放射性核素?zé)o法進(jìn)入人類(lèi)可接近的環(huán)境，直至衰變到可接受的安全水平。它是核工業(yè)科研生產(chǎn)活動(dòng)不可避免的伴生物。

目前，我國(guó)軍工放射性廢物在國(guó)家財(cái)政的支持下開(kāi)展處置場(chǎng)的建設(shè)，能夠安全高效解決軍工放射性廢物處置需求。隨著核電的快速發(fā)展，我國(guó)核電產(chǎn)生的放射性廢物越來(lái)越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年年底，我國(guó)大陸核電產(chǎn)生的放射性廢物量近2萬(wàn)m3，已處置量不足0.2萬(wàn)m3；大量核電廢物處于暫存狀態(tài)，部分核電廢物處于超期暫存。我國(guó)核電放射性廢物處置問(wèn)題越來(lái)越受到廣泛關(guān)注。

本文在介紹我國(guó)核電放射性廢物現(xiàn)狀和處置進(jìn)展情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討分析我國(guó)核電放射性廢物處理處置未來(lái)發(fā)展中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，借鑒國(guó)外成功做法，結(jié)合國(guó)內(nèi)已有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出合理化建議。

1 核電放射性廢物現(xiàn)狀

自1991年12月15日秦山核電廠投入運(yùn)行以來(lái)，截至2020年4月，我國(guó)大陸在運(yùn)核電機(jī)組共計(jì)47臺(tái)，在建核電機(jī)組達(dá)15臺(tái)。目前，我國(guó)核電廠主要分布在浙江、廣東、福建、江蘇、遼寧、廣西、山東等省份，其中浙江、廣東、福建三省為我國(guó)的核電大省，三省在運(yùn)核電機(jī)組共33臺(tái)。

1.1 核電廢物來(lái)源

核電站產(chǎn)生的放射性廢物，分為核電站運(yùn)行期廢物和核電站退役產(chǎn)生的廢物；核電站運(yùn)行期廢物來(lái)自于核電廠的運(yùn)行和維修過(guò)程中的樹(shù)脂、防護(hù)用品等，分為高放廢物和低放廢物，具體如圖1所示；核電站退役產(chǎn)生的廢物，分為低放廢物和極低放廢物。低放廢物一般采用近地表處置。

圖1 核電站運(yùn)行期廢物分類(lèi)示意圖Fig.1 Schematic diagram of waste classification during operation of nuclear power plant

1.2 核電廢物量估算

核電廢物的產(chǎn)生量不僅與機(jī)組規(guī)模相關(guān)，同時(shí)還與機(jī)組堆型、廢物減容水平、管理水平相關(guān)。我國(guó)已建或擬建的核電機(jī)組機(jī)型種類(lèi)繁多、各堆型服務(wù)壽期不同，再循環(huán)、再利用水平以及減容措施、管理水平差異，造成產(chǎn)生的廢物量、類(lèi)型、核素組成有一定差異，對(duì)各核電廠廢物產(chǎn)生量作一個(gè)較確切的預(yù)測(cè)難度較大。

1.2.1 運(yùn)行廢物估算原則

根據(jù)核電廠的經(jīng)驗(yàn)，在正常運(yùn)行階段的放射性廢物產(chǎn)生量可以按照兩種不同方式進(jìn)行估算：一是按年均實(shí)際產(chǎn)生量對(duì)機(jī)組的廢物量進(jìn)行估算，目前年均廢物量50～100 m3；二是對(duì)新建核電機(jī)型的廢物量按照設(shè)計(jì)值和預(yù)期值估算(即運(yùn)行的前5 a和退役前5 a按照設(shè)計(jì)值估算，中間運(yùn)行階段按照預(yù)期值估算)[1]。按照我國(guó)核電放射性廢物最小化要求，在不考慮機(jī)組堆型等差異情況下，單臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆機(jī)組年均廢物量50 m3考慮。

1.2.2 退役廢物估算原則

對(duì)于退役期廢物，每臺(tái)核電機(jī)組退役時(shí)產(chǎn)生的廢物量與其運(yùn)行歷史、事故工況、退役技術(shù)水平、管理水平等因素密切相關(guān)。目前，世界各國(guó)已退役的核電機(jī)組退役廢物量在不同國(guó)家間、甚至在同一國(guó)家內(nèi)都差別較大。根據(jù)國(guó)外的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，每臺(tái)核電機(jī)組退役時(shí)將產(chǎn)生約7000 m3放射性廢物[1]。同時(shí)，根據(jù)國(guó)外核電機(jī)組退役經(jīng)驗(yàn)，核電機(jī)組退役一般就地安全貯存一段時(shí)間后再開(kāi)展拆除退役工作[2]，考慮10年就地安全貯存后，20年完成機(jī)組退役。

1.2.3 廢物量估算

考慮核電機(jī)組延壽因素，2050年前不會(huì)產(chǎn)生退役廢物。按目前在運(yùn)、在建機(jī)組共62臺(tái)計(jì)算，全國(guó)每年產(chǎn)生的低放廢物量約3100 m3，累計(jì)低放廢物總量約10萬(wàn)m3；如果按有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)的2035年全國(guó)核電總規(guī)模1.5億kW推算，按照每年新建6臺(tái)機(jī)組考慮，至2050年在運(yùn)機(jī)組將達(dá)到128臺(tái)，屆時(shí)核電低放廢物每年產(chǎn)生量會(huì)達(dá)到6300 m3，低放廢物累計(jì)總量將接近17萬(wàn)m3。

2050年后陸續(xù)有核電機(jī)組退役，2100年以后退役產(chǎn)生的低放廢物數(shù)量將大幅增加，預(yù)計(jì)2100年累計(jì)廢物量約54萬(wàn)m3，2125年累計(jì)廢物量達(dá)到100萬(wàn)m3。見(jiàn)圖2。

圖2 我國(guó)大陸核電廢物量估算年度分布圖(按2035年全國(guó)核電總規(guī)模1.5億kW)Fig.2 Estimated annual distribution of radioactive waste quantity in Chinese mainland (based on 150 GWe of the total installed capacity of nuclear power in 2035)

1.3 核電廢物處置情況

目前，核電所產(chǎn)生的放射性廢物量約2萬(wàn)m3，主要在核電廠內(nèi)暫存。2017—2019年，秦山核電基地1 985.19 m3廢物運(yùn)至西北低中放固體廢物處置場(chǎng)處置；截至2019年年底，廣東北龍低中放固體廢物處置場(chǎng)已接收大亞灣核電和嶺澳核電廢物約2526.44 m3。近兩年，部分核電站可燃放射性廢物已陸續(xù)外運(yùn)至西北地區(qū)集中暫存，后續(xù)擬采取集中焚燒處理方式。

2 我國(guó)處置現(xiàn)狀

1992年，國(guó)務(wù)院頒布“關(guān)于我國(guó)中、低水平放射性廢物處置的環(huán)境政策”(簡(jiǎn)稱(chēng)45號(hào)文)，提出：核電站產(chǎn)生的中、低水平放射性廢液固化體和中、低水平放射性固體廢物的暫存年限暫定為5年；建造區(qū)域性中、低水平放射性廢物處置場(chǎng)；中國(guó)核工業(yè)總公司負(fù)責(zé)中、低水平放射性廢物區(qū)域處置場(chǎng)的選址、建造和運(yùn)營(yíng)[3]。

1995年，中國(guó)核工業(yè)總公司根據(jù)45號(hào)文成立了中核清原環(huán)境技術(shù)工程有限責(zé)任公司，專(zhuān)業(yè)從事放射性廢物處置業(yè)務(wù)。在原國(guó)防科工委接管中國(guó)核工業(yè)總公司的政府職能后，中核集團(tuán)不再履行在放射性廢物處置場(chǎng)選址、建造和運(yùn)營(yíng)等方面的職責(zé)。

隨著我國(guó)核電事業(yè)快速發(fā)展，核電廢物日積月累，核電放射性廢物處置問(wèn)題日益受到廣泛關(guān)注。為解決核電廢物處置問(wèn)題，保障核電可持續(xù)發(fā)展，近期，國(guó)家提出“區(qū)域處置”與“集中處置”并行的處置政策。

2.1 現(xiàn)有處置設(shè)施情況

我國(guó)現(xiàn)有三個(gè)近地表處置場(chǎng)，分別為西北低中放固體廢物處置場(chǎng)，廣東北龍低中放固體廢物處置場(chǎng)，飛鳳山低中放固體廢物處置場(chǎng)(見(jiàn)表1)。

表1 我國(guó)現(xiàn)有近地表處置設(shè)施一覽表Table 1 Near-surface disposal facilities in operation in China

2.2 區(qū)域處置推進(jìn)情況

我國(guó)原計(jì)劃在華南、華東、西北及西南等地區(qū)建立區(qū)域性處置場(chǎng)用來(lái)處置區(qū)域內(nèi)低放廢物，但實(shí)際進(jìn)展不理想。1992年區(qū)域處置政策中傳統(tǒng)意義上的“區(qū)域”劃分已與目前核電廠址格局形成了一定程度的不協(xié)調(diào)[4]，為此，國(guó)家相關(guān)部委提出在核電大省建設(shè)處置場(chǎng)。近年來(lái)，有關(guān)單位正在浙江、福建、廣東、遼寧等省份積極推進(jìn)處置場(chǎng)相關(guān)工作。

2.3 集中處置進(jìn)展

甘肅省是我國(guó)重要的核工業(yè)基地，民眾對(duì)核工業(yè)有著深刻理解和大力支持，發(fā)展核產(chǎn)業(yè)有良好的社會(huì)基礎(chǔ)。甘肅也是國(guó)內(nèi)目前唯一以立法方式明確愿意接收外省市放射性廢物的地區(qū)，政府一直積極扶持核產(chǎn)業(yè)。中核集團(tuán)通過(guò)場(chǎng)址比選，確定金塔一處場(chǎng)址適宜建設(shè)百萬(wàn)m3處置容量的處置場(chǎng)，甘肅省近期已經(jīng)明確表態(tài)支持。

3 核電廢物處置現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，國(guó)家已提出區(qū)域處置與集中處置并行的政策，對(duì)于解決核電放射性廢物處置有明顯的促進(jìn)作用。根據(jù)我國(guó)核電發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合核電廢物現(xiàn)狀、廢物量估算以及目前處置場(chǎng)建設(shè)布局，核電廢物處置仍會(huì)面臨一些問(wèn)題。

3.1 核電廢物主要集中在退役階段，處置布局應(yīng)與廢物處置需求協(xié)調(diào)

根據(jù)核電廢物量估算，我國(guó)核電廢物量明顯劃分為三個(gè)階段：

第一階段是2050年前，在此階段無(wú)退役產(chǎn)生的廢物，本階段廢物年產(chǎn)生量在2350～6300 m3范圍內(nèi)，至2050年累計(jì)廢物量在10萬(wàn)～17萬(wàn) m3。

第二階段是2050年至2100年，在此階段，核電機(jī)組逐步退役，年產(chǎn)生廢物量有明顯變化，至2090年左右，部分機(jī)組完成退役后，年產(chǎn)生廢物量下降。此階段廢物年產(chǎn)生量在6000～9000 m3范圍內(nèi)，至2100年累計(jì)廢物量達(dá)到約54萬(wàn)m3。

第三階段是2100年后，此階段大量核電機(jī)組進(jìn)入退役階段，年產(chǎn)生廢物量呈上升趨勢(shì)，此階段廢物年產(chǎn)生量在6500～33 000 m3范圍內(nèi)，至2125年累計(jì)廢物量達(dá)到約100萬(wàn) m3。

整體而言，我國(guó)核電廢物在運(yùn)行階段整體廢物量較小，大量核電廢物產(chǎn)生于退役階段。

以現(xiàn)有處置場(chǎng)為例，在單臺(tái)吊車(chē)碼放400 L標(biāo)準(zhǔn)廢物桶時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)年均處置量7000 m3?？梢?jiàn)，建設(shè)一座足夠容量的處置場(chǎng)，并適時(shí)增加吊裝碼放設(shè)備，能夠滿(mǎn)足我國(guó)核電廢物處置需求，一段時(shí)期內(nèi)，集中處置可能是主要解決方案。當(dāng)然，考慮到退役中廢物量大、非標(biāo)大件等，不宜長(zhǎng)距離運(yùn)輸轉(zhuǎn)移，適當(dāng)時(shí)機(jī)可考慮在核電集中區(qū)域建設(shè)處置場(chǎng)。

相關(guān)研究表明，單位體積廢物處置成本與處置量并非線性變化，如圖4所示，在年均處置廢物量500 m3以下時(shí)，單位體積廢物處置成本高企，在年均處置廢物量超過(guò)500 m3時(shí)，單位體積廢物處置成本變化趨于平緩。因此，處置場(chǎng)布局時(shí)有必要考慮在廢物處置需求有限的情況，應(yīng)避免處置場(chǎng)“遍地開(kāi)花”，造成處置成本高企，通過(guò)控制處置場(chǎng)數(shù)量，既可實(shí)現(xiàn)保障核電廢物處置，也能減少對(duì)土地資源的長(zhǎng)期占用。

另一方面，廢物處置具有公益性和長(zhǎng)期安全責(zé)任，即便是近地表處置，也需考慮300年長(zhǎng)期安全，應(yīng)切實(shí)保障安全責(zé)任落實(shí)。國(guó)內(nèi)外均高度重視廢物處置安全，對(duì)處置場(chǎng)運(yùn)營(yíng)單位有專(zhuān)業(yè)要求、財(cái)務(wù)要求。在處置資源有限的情況下，適宜集中專(zhuān)業(yè)資源，對(duì)處置場(chǎng)專(zhuān)業(yè)化管理，保障處置長(zhǎng)期安全(見(jiàn)圖3)。

圖3 單位體積廢物處置成本與年處置量關(guān)系示意Fig.3 Relationship between waste disposal cost per unit volume and annual disposal capacity

3.2 依托處置場(chǎng)建設(shè)集中處理設(shè)施的探討

國(guó)外低放廢物處理模式主要有兩種。一是隨堆建設(shè)處理設(shè)施，對(duì)可以在廠內(nèi)處理的廢物進(jìn)行處理。對(duì)于廠內(nèi)不能處理的廢物，送至專(zhuān)業(yè)處理廠處理，例如，捷克的Dukovany核電廠將可壓縮廢物送至斯洛伐克進(jìn)行超壓處理，將可燃廢物送至瑞士的Studvisk焚燒處理，美國(guó)部分核電廠將放射性廢樹(shù)脂送至Erwin進(jìn)行集中處理。二是集中式廢物處理中心，中心建設(shè)有多種先進(jìn)高效的處理設(shè)施，可對(duì)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的多種廢物進(jìn)行集中處理。例如，美國(guó)橡樹(shù)嶺集中式廢物處理中心可對(duì)區(qū)域內(nèi)的低放廢物進(jìn)行超壓、焚燒、金屬熔融等處理[5]。

隨著放射性廢物處理技術(shù)的發(fā)展，在已有核電中采用新的放射性廢物處理技術(shù)改造成本高，且單一核電內(nèi)廢物量小，如建設(shè)焚燒、蒸汽重整等設(shè)施，存在設(shè)施開(kāi)工率低、運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)等缺點(diǎn)，借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，可采用依托處置場(chǎng)建設(shè)集中處理設(shè)施的方式。

對(duì)于集中處理，涉及未整備廢物的長(zhǎng)途運(yùn)輸，需要妥善解決廢液、樹(shù)脂等廢物的運(yùn)輸容器及運(yùn)輸許可等放射性廢物轉(zhuǎn)移問(wèn)題。

3.3 核電廢物處置資金保障及費(fèi)用管理機(jī)制缺失

《核安全法》第四十八條規(guī)定：“核設(shè)施營(yíng)運(yùn)單位應(yīng)當(dāng)按照國(guó)家規(guī)定繳納乏燃料處理處置費(fèi)用，列入生產(chǎn)成本。核設(shè)施營(yíng)運(yùn)單位應(yīng)當(dāng)預(yù)提核設(shè)施退役費(fèi)用、放射性廢物處置費(fèi)用，列入投資概算、生產(chǎn)成本，專(zhuān)門(mén)用于核設(shè)施退役、放射性廢物處置。具體辦法由國(guó)務(wù)院財(cái)政部門(mén)、價(jià)格主管部門(mén)會(huì)同國(guó)務(wù)院核安全監(jiān)督管理部門(mén)、核工業(yè)主管部門(mén)和能源主管部門(mén)制定?！?/p>

目前，國(guó)家已設(shè)立乏燃料處理處置基金，《核電廠建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法》 (NB/T 20048—2011)中要求核電廠建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中計(jì)入核電廠的“中低放廢物處置費(fèi)”和“退役基金”，我國(guó)對(duì)放射性廢物處置資金保障方式類(lèi)似于美國(guó)，由放射性廢物產(chǎn)生單位自行管理，但取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)督管理辦法有所不足。

相比于其他核設(shè)施，放射性廢物處置設(shè)施放射性廢物處置需考慮長(zhǎng)達(dá)數(shù)百年甚至千年監(jiān)護(hù)，需要大量投資，但不產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，具有較明顯的公益性質(zhì)，合理及穩(wěn)定的資金保障有利于保障放射性廢物長(zhǎng)期安全。

同時(shí)，需要注意的是，處置費(fèi)用除了考慮處置場(chǎng)建設(shè)和廢物處置作業(yè)所需費(fèi)用、長(zhǎng)期安全監(jiān)護(hù)費(fèi)用，還需考慮場(chǎng)址情況動(dòng)態(tài)開(kāi)展有關(guān)環(huán)境評(píng)價(jià)、安全分析、關(guān)閉策略等工程試驗(yàn)等研究費(fèi)用、公眾宣傳費(fèi)用及生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)用等。

3.4 公眾宣傳和科普力度不夠

公眾溝通是全世界核工業(yè)發(fā)展面臨的共同問(wèn)題。由于公眾對(duì)放射性廢物理解不夠，或者夸大放射性危害等原因，“鄰避效應(yīng)”成為放射性廢物處置設(shè)施選址的重要制約因素，甚至導(dǎo)致放射性廢物處置設(shè)施“流產(chǎn)”，比較典型的是，韓國(guó)自1986年開(kāi)始中低放廢物處置場(chǎng)的選址工作，至2004年間，歷經(jīng)9次選址失敗，原因主要是公眾對(duì)處置設(shè)施的安全不放心，對(duì)政府及核工業(yè)部門(mén)提出的激勵(lì)措施缺乏信心等。

我國(guó)多年來(lái)在核電科普與公眾溝通上開(kāi)展了卓有成效的工作，但在放射性廢物管理方面，宣傳力度不夠，尤其是放射性廢物處置安全性、長(zhǎng)期安全責(zé)任等方面，造成公眾、地方政府甚至一些業(yè)內(nèi)人士對(duì)放射性廢物處理處置存在誤解，不利于放射性廢物管理。公眾宣傳力度不夠也成為我國(guó)放射性廢物處置能力建設(shè)推進(jìn)緩慢的重要因素。

4 建議

近期，國(guó)家針對(duì)核電廢物處置制定了區(qū)域處置與集中處置并行的政策，極大推動(dòng)了核電廢物處置。同時(shí)，核電廢物處置在合理布局、資金保障、公眾宣傳等方面仍面臨問(wèn)題，為解決上述問(wèn)題，建議：

一是提高對(duì)放射性廢物處置的認(rèn)識(shí)。放射性廢物處置與危廢處置存在差別，放射性廢物處置在設(shè)施關(guān)閉后，仍需數(shù)百年以上的安全監(jiān)護(hù)，相比運(yùn)行安全，更應(yīng)關(guān)注關(guān)閉后長(zhǎng)期安全及安全責(zé)任的落實(shí)。

二是根據(jù)核電發(fā)展規(guī)劃及處置需求，合理布局和建設(shè)處置場(chǎng)和處理設(shè)施，控制處置場(chǎng)數(shù)量，優(yōu)化場(chǎng)址資源和專(zhuān)業(yè)資源利用。核電廢物年均產(chǎn)生量有限，大量廢物集中在退役階段，核電運(yùn)行階段廢物處置宜以集中處置為主，大量機(jī)組退役時(shí)，適當(dāng)建設(shè)區(qū)域處置場(chǎng)滿(mǎn)足退役廢物處置需求。同時(shí)，依托處置場(chǎng)建設(shè)集中處理設(shè)施，有利于廢物最小化。

三是完善放射性廢物處置資金保障制度。建立健全放射性廢物處置費(fèi)用管理辦法，為放射性廢物處置建設(shè)、運(yùn)行、長(zhǎng)期監(jiān)護(hù)以及科研、宣傳等工作提供資金保障。具體資金保障方式可以是建立放射性廢物管理基金，也可以明確處置取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)后，在放射性廢物處置時(shí)收取。對(duì)于具體取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，放射性廢物處置具有公益性質(zhì)，可采用國(guó)家指導(dǎo)價(jià)為主，省地區(qū)指導(dǎo)價(jià)作為補(bǔ)充。

四是建立健全放射性廢物轉(zhuǎn)移管理相關(guān)辦法，包括生態(tài)補(bǔ)償辦法以及廢液、樹(shù)脂運(yùn)輸相關(guān)許可辦法等。放射性廢物處置涉及到對(duì)處置場(chǎng)地長(zhǎng)達(dá)數(shù)百年的占用，應(yīng)考慮對(duì)處置設(shè)施所在地的補(bǔ)償，類(lèi)似生態(tài)補(bǔ)償中的禁牧補(bǔ)償；對(duì)于廢液、樹(shù)脂等廢物，國(guó)際上已有較成熟的最小化處理技術(shù)，通過(guò)完善廢液、樹(shù)脂等廢物運(yùn)輸許可和運(yùn)輸容器要求，有利于促進(jìn)廢物集中處理，促進(jìn)廢物最小化。

五是加強(qiáng)公眾宣傳，正確引導(dǎo)公眾認(rèn)識(shí)放射性廢物處置，提高公眾對(duì)放射性廢物處置接受度。國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，現(xiàn)有低水平放射性廢物處置措施是對(duì)人類(lèi)和環(huán)境安全的；放射性廢物處置具有公益性質(zhì)，同時(shí)，處置設(shè)施運(yùn)營(yíng)單位還需承擔(dān)放射性廢物處置長(zhǎng)達(dá)數(shù)百年的安全責(zé)任。公眾宣傳應(yīng)加強(qiáng)對(duì)放射性廢物處置安全性、放射性廢物處置工作性質(zhì)的宣傳。