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核电站退役“身后事”成全球难题

26.04.2017
露比•罗素
 
60年的核电史给了人类累累伤痕,却还未教会人们如何妥善处理核废料,露比·罗素写道。
 
高放射性核废料正从法国瑟堡港口卸下。图片来源:Dean Calma/IAEA
 
今年 4月26日是切尔诺贝利核事故的31周年纪念日,而距全球首座核电站在前苏联投入使用,人类也已走完一个甲子。但尽管核电利用的历史已有数十年之久,大多数国家仍未就如何安全地存储核废料达成一致意见。
 
芬兰在这方面一马当先,计划建立全球首个永久性核废料存储场,将高放射性核废料埋藏在远离海岸的奥尔基洛托岛地下400米的花岗岩层中。实施者称核废料可以在那里安全地存储10万年。
 
总的来说,长期规划并不是政府的强项,这对于必须对未来数万年、甚至数百万年可能发生的意外做好规划的核工业而言,是一个大问题。
 
艺术家和哲学家甚至在讨论,正如今天的人类已经无法理解史前文明,我们要如何标记废料存储点才能让未来的人类看懂。
 
即便不把目光放得那么长远,核废料存储也会给技术、经济以及社会带来巨大挑战。芬兰将于2020年开始填装奥尔基洛托存储场,预计耗时100年。鉴于从1919年人类首次成功完成核反应实验至今还不到百年,用100年来填装废料听起来可真够长得了。
 
瑞典也在开发类似的技术,是除芬兰外唯一一个核废料处理规划接近完成阶段的欧洲国家。两国地质条件优越,核废料数量相对较少且种类单一,只需处理用过的燃料(又称“乏燃料”),没有需要后处理的废料,因而相比其他核国家更具优势。
 
格林威治大学能源政策荣誉教授史蒂夫·托马斯说,大多数情况下,高放射核废料都是先存放起来再等待处置。
 
“放眼全球,大家的乏燃料存储规模和反应堆数量都在增加。随便找一个运营超过20年的反应堆,这个电站的乏燃料存储设备肯定扩容过,大家都一样。没地方放了。”托马斯说。
 
公众阻力
 
2011年,德国总理安吉拉·默克尔宣布将在2022年之前全面关闭本国的核电站。欧洲最大的经济体成为了可再生能源发展道路上的开拓者。
 
1977年两德尚未统一时,西德开始勘探位于北部的格尔雷本的一座废弃盐矿,为核废料存储选址。德国也因此一度被视为探索核废料问题解决之道的先锋。当地居民从一开始就提出强烈抗议,这场斗争持续数十年,直到外界关于该选址在地质上是否适用于存储核废料的争论愈发激烈,才最终作罢。一些专家称,该选址靠近当时人烟稀少的东德边境,这种选择的政治意味要高于科学原因。政府于2000年中止了选址调查。
 
德国今年通过的一项法案让格尔雷本再次成为核废料存储候选地:按照法案新的选址调查将把整个国家视为一张“空白地图”,所有的盐穹、花岗岩和黏土层都在考虑之列。
 
官方计划在2031年之前选定地址,2050年之前完成建造。但位于德国东部毗邻捷克的萨克森州已经要求将其排除在选址程序之外,一些专家也认为这一要求很有可能被采纳。
 
英国的选址勘探工作,则在英格兰北部塞拉菲尔德的核退役及后处理设施附近展开,那里是全英国核废料问题最为严重的地区。但在征询公众和学界的意见之后,选址工作被暂停,并最终取消。
 
在法国,目前比较成形的计划是将东北部一个叫布雷的村庄附近的黏土层作为核废料存储地。法国放射性废物管理机构(ANDRA)计划在2035年之前完成建设。但观察者说,这一决定没有征询公众意见,而决定该选址命运的议会投票即将举行,当前公众对此的抗议在不断升温。
 
成本未知
 
除了技术和政治问题,经济成本也是核废料处理的一大挑战。
 
在英国,核退役管理局根据现有数据预测当前的清理成本将在8400亿到2万亿人民币之间。而这方面2017至2018年度的计划总支出相当于288亿元人民币,其中200亿由政府和税收承担,剩下的88亿则由商业运营所得负担。
 
在德国,负责反应堆退役的主要是核电站运营商。这一过程涉及乏燃料移除和设施拆除,往往历时数十年。
 
根据去年达成的协议,核废料处置现在变成了国家的责任。核电机构需向国家管理的基金支付相当于1770亿人民币的资金用于废料处置。但专家担心,最终为此买单的还是纳税人。
 
“我们对所有的废料管理和处置都没有技术上的概念,所以无法预估成本,”德国西鲁尔应用科技大学能源管理教授沃尔夫冈·艾瑞克说。事实上,基金额度是参考20年前选址格尔雷本的预算来计算的
 
长期临时存储
 
一些专家认为,现在谈一劳永逸的处置为时尚早。但即便是芬兰的奥尔基洛托项目,外界对其长期安全性也存在质疑。
 
“站在科学的角度,现在说我们找到了安全存储核废料数万年的方法是过于自大了,”独立核政策分析师、年度《世界核工业状况报告》首席作者迈克尔·施奈德说。“我不相信地质存储会永远安全,我还没见过有人下过这种定论,现在还言之过早。”
 
相反地,施奈德号召把关注点放到确保临时存储能够到位。大多数情况下,临时存储并不健全。
 
“处理废料出现问题的原因在于,我们以到一定时间进行永久存储为前提对废料进行暂时封存,但一旦超过期间还未掩埋,临时封存的包装就会开始退化,”托马斯说。
 
英法两国都选择湿存储的方法暂时处置乏燃料,即将其长期保存在水池里。施奈德说,欧洲核废料处理值得借鉴的是德国的方法,即用水将废料冷却后取出尽快进行干存储。
 
“干存储比水池存储更安全,这是毫无疑问的,”施奈德说。“因为一旦没了水,湿存储的燃料就会升温,问题就大了。燃料的年限不同,有的可能会引起火灾,造成比我们之前所经历过的核事故还要严重的事故。”
 
他提到说,福岛核电站事故发生之初,让大家提心掉胆的一个事情是无法确定是否有可能发生乏燃料火灾;如果真的发生了,至少有1000万周边人口需要疏散。(福岛事故最后疏散人口近20万。)
 
英国独立专家团体核废料咨询协会的安德鲁·布洛尔斯说,反应堆的规划所在地本身就有很大问题。
 
“很多危险的乏燃料都将存储在沿海地区(距离反应堆不远的)新建的设施中,这些地区极易受气候变化影响,如此日积月累,可能会成为下世纪人类面临的一大问题,”布洛尔斯说。
 
冰山一角
 
所有这些担忧都只是放射性核废料这个大问题中的一小部分。“高放射性废料只是最小的一部分,”施奈德说。“污染程度较低的废料才是数量惊人。单单像德国东部Wismut这样的一个铀矿,就能产生数亿吨废料。”
 
核设施退役会产生大量污染材料。德国放射性废料的临时存储场也饱受技术和公众抵触的困扰,英国更是出现退役成本失控的问题。
 
“英国是核电设施退役管理的反面典型,几乎每个可能的错误英国都犯了,最后只剩下一贫如洗的管理局。”专注能源政策的托马斯说。
 
德国已经决定彻底淘汰核电站。所需处理的废料数量是既定的,这确实是一大优势,但托马斯认为人类现有的核退役经验还太少,不足以真正帮助确定德国将面临怎样的情况。
 
“全球已经退役的核设施数量少到可以忽略不计。我认为全球只有6座运营达到一定时长并且彻底退役的电站。”他说。
 
布洛尔斯认为德国还是做对了一件事:“在我们不确定如何处理现有废料的情况下,就不要再制造更多的核废料了。”
 
 
翻译:金艳
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