我國核電廠退役現(xiàn)狀及思考

曹俊杰　陳戲三

【摘 要】面對國外廣闊且競爭激烈的核電廠退役市場，為了解決我國核電廠的退役需求，同時為競爭國外核電廠退役市場提前做準備，對我國目前的核電廠退役形勢進行了分析，對我國核電廠退役管理現(xiàn)狀和技術現(xiàn)狀進行了研究，從法規(guī)標準、退役資金、退役資源、退役技術、人才培養(yǎng)、國際合作等方面，分析了目前存在的不足，并結合國外核電廠退役成熟經驗提出了建議。

【關鍵詞】核電廠退役；退役技術；退役管理；退役趨勢；退役市場

【Abstract】In the face of the vast and competitive market for Nuclear Power Plant（NPP） decommissioning in overseas， to solve problems of decommissioning for NPP in China， and to make preparing for participating in foreign market competitions， the NPPs decommissioning trend and the current technical and management level in China were summarized and analysed. Points at the shortcomings in decommissioning regulations and standards， funds， sources， technologies， personnel training， international cooperation and so on， some useful suggestions for decommissioning of NPP are summarized based on foreign mature experiences.

【Key words】Decommissioning of Nuclear Power Plant； Decommissioning Technology； Decommissioning Management； Decommissioning Tendency； Decommissioning Market

0 前言

核電廠生命周期包括選址、設計、建造、運行和退役，退役作為其生命周期的最后一個階段，是全生命周期管理中的一個重要環(huán)節(jié)，是核電健康、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的基礎和保障，關系到國家能源產業(yè)體系的發(fā)展，攸關國計民生和環(huán)境安全。

截至2014年9月，全世界已永久關閉的核電機組共149臺，但是已完成退役的商用核電機組僅17臺。全世界核電機組預計在未來15年到20年內迎來歷史上第一輪退役高潮；到2030年，全球預計將有200多臺核電機組關閉，退役市場規(guī)模預計超過1000億美元，最大的退役市場位于歐洲，約占全球退役核電機組的70%左右；2030年之后，美國的大部分核電機組將陸續(xù)達到延長后的壽命，隨著這些反應堆進入關閉和退役高峰期，全球核電反應堆退役市場規(guī)模將繼續(xù)保持增長[1-2]。面對廣闊的核電廠退役市場和艱巨復雜的核電廠退役工程，美國、英國、法國、日本等國家的核技術服務商表現(xiàn)活躍、競爭激烈，美、歐核電退役市場基本被內部供應商牢牢掌握，已經形成市場壟斷，但新晉退役服務商也開始著眼世界市場。我國在“一帶一路”宏觀戰(zhàn)略背景下，國家鼓勵優(yōu)勢企業(yè)進入國際核電站退役治理市場，參與國際競爭，為國內優(yōu)勢單位進軍國際市場提供了良好的契機。在大好形勢的驅動下，我國也在近幾年開始著手規(guī)劃并開展核電廠退役相關準備工作，也在積極展開國際合作。

1 核電廠退役形勢

截至2015年4月25日，我國運行的核電機組共23座，裝機容量2120萬千瓦。在建核電機組26臺，裝機容量2850萬千瓦，在世界上在建核電機組數(shù)量排第一位[3]?！秶夷茉窗l(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）》提出，適時在東部沿海地區(qū)啟動新的核電項目建設，研究論證內陸核電建設，到2020年，核電裝機容量達到5800萬千瓦，在建容量達3000萬千瓦。因此，國內核電事業(yè)將在未來5年內進入大規(guī)模發(fā)展期。

我國核電廠建設始于20世紀80年代中期。秦山一期1991年投入運行，即將在2021年達到設計壽命并面臨退役。設計壽命過半的還有大亞灣核電廠的2臺機組，運行也已滿20年，將在2033年開始陸續(xù)進入退役階段。按設計壽命計算，如圖1所示，到2041年至2045年，我國核電廠退役數(shù)量將出現(xiàn)第一個高峰，共有6臺機組面臨集中退役；到2051年至2055年，出現(xiàn)我國核電廠退役的第二個高峰，將有10臺機組面臨退役。由此可見，我國近期有秦山一期的退役，遠期有即將到來的大規(guī)模核電的集中退役，退役準備工作迫在眉睫。若考慮運行許可證延續(xù)20年，則我國首座核電廠將在2041年開始退役，到2051年至2055年，將會有2臺機組面臨退役。

2 核電廠退役管理現(xiàn)狀

2.1 法律法規(guī)及標準現(xiàn)狀

我國法規(guī)標準分為四個層次：國家法律、行政法規(guī)、部門規(guī)章和標準。我國20世紀70年代開始發(fā)展核電，80年代初國家核安全局成立后，參照IAEA的核安全要求和導則，陸續(xù)編制了我國的核安全方面的法規(guī)和導則，即HAF和HAD系列。同時，國家標準局和核工業(yè)標準化所組織編制了核工業(yè)領域的工業(yè)技術標準，即GB系列和EJ系列。

國家法律是法規(guī)標準體系的最高層次，起決定性作用。與核電廠退役活動有關的國家法律主要有《中華人民共和國放射性污染防治法》、《中華人民共和國環(huán)境保護法》等十余部，涉及放射性污染防治、職業(yè)病防治、環(huán)境保護、安全生產等領域，從整體上對退役活動進行了規(guī)范和約束?！对幽芊ā纷鳛楹四茴I域最核心的基本法，已列入立法計劃，尚未出臺，《核安全法》的編制工作已進入送審階段，有望近期出臺。

行政法規(guī)即國務院條例，是國家法律在某一方面的細化，規(guī)定了該方面的法律要求，并具有法律效力，主要有《放射性廢物安全管理條例》、《民用核設施安全設備監(jiān)督管理條例》等十余部，涉及放射性廢物管理、環(huán)境防治等方面，規(guī)定了相關管理部門的義務和運行機構的法律責任，針對核電廠退役的條款較少，但是其關于放射性廢物、材料，以及安全方面的條款，在核電廠退役中的安全、核廢物管理及運輸操作等方面可提供執(zhí)行依據(jù)。

部門規(guī)章是較為具體的規(guī)章制度，目的是確保法律、法規(guī)的貫徹實施，有明確的執(zhí)行措施，主要有《放射性廢物安全監(jiān)督管理規(guī)定》、《核電廠放射性廢物管理安全規(guī)定》等十余部，以及核安全法規(guī)HAF系列，共11個系列，囊括了核安全監(jiān)管的主要內容，但對退役方面的規(guī)定內容甚少；《設施退役安全規(guī)定》作為HAF系列的重要補充，編制工作已進入送審階段，有望明年頒布實施。另外，國家核安全局制定了一些與HAF系列一一對應的支持性文件，即核安全導則HAD系列，其層次低于部門規(guī)章，在實踐中視為強制性執(zhí)行依據(jù)。在核電廠退役方面，給出了原則性的要求。

標準一般由標準化管理部門制定，主要包括國家標準（GB）和行業(yè)標準，其中，行業(yè)標準包括核工業(yè)標準（EJ）、環(huán)保系列的導則（HJ）等，據(jù)不完全統(tǒng)計，涉核標準有87份，其中，國家標準58份，核工業(yè)行業(yè)標準29份。按適用范圍可分為兩個層次：第一層次為通用性標準，即從整體上對核設施退役活動進行規(guī)定和要求；第二層次是核設施退役相關環(huán)節(jié)可使用的各種技術標準，包括輻射防護與監(jiān)測、放射性廢物處理與處置、退役質量和安全等。在這些標準中，大部分標準均為放射性廢物管理、輻射防護與監(jiān)測、安全、質量一類的通用標準，不成體系，且關于退役設計和退役技術的標準甚少。

2.2 退役監(jiān)管現(xiàn)狀

國家對核設施退役實施許可證管理制度，需要退役的核設施，在停運前2年，由營運單位向國務院核安全監(jiān)督管理部門提出退役申請，并負責組建退役核設施的退役工作組織機構或核設施的留守機構，取得《核設施開始退役批準書》后，營運單位方可開始退役活動。

國務院核安全監(jiān)督管理部門（環(huán)境保護部）對核設施和核活動實行安全審查，并對全過程進行跟蹤、監(jiān)督和管理；國務院主管部門，負責與核有關的設施、裝置和活動的安全管理，接受國務院核安全監(jiān)督管理部門的核安全監(jiān)督；省級人民政府環(huán)境保護主管部門負責其審批的核設施退役的安全監(jiān)督管理；核設施運營單位負責退役活動的安全管理，接受環(huán)境保護主管部門的監(jiān)督管理，并依法對其造成的放射性污染承擔責任。

有關核電廠退役監(jiān)管方面的具體細則尚沒有明確規(guī)定。

2.3 退役策略現(xiàn)狀

關于退役策略的選擇，GB/T 19597《核設施退役安全要求》中明確規(guī)定：“鑒于核設施的復雜程度各異，經審管機構批準，核設施可實施立即拆除或延緩拆除的退役策略”。立即拆除退役是國際上較多核電廠退役傾向的策略，經初步統(tǒng)計，國際上核電廠已正常永久關閉大功率（大于100MWe）壓水堆采用立即拆除退役策略的占81%，功率大于300MWe的壓水堆采用立即拆除退役策略的占83%[4]，主要原因在于退役技術的大力開發(fā)，使立即拆除的可行性和安全性大大提高，并且社會公眾對退役安全的態(tài)度愈來愈明顯。我國“設施退役安全規(guī)定”報批稿中規(guī)定，核設施運營單位應優(yōu)先選擇立即拆除的退役策略，采取延緩拆除策略和就地埋葬策略應進行充分論證。由此可以看出，我國在退役策略選擇導向上趨于國際形勢，在具備退役拆除的條件下，優(yōu)選立即拆除退役策略，而無拖延。

2.4 退役資金管理現(xiàn)狀

我國從法律（《中華人民共和國放射性污染防治法》）、國家政策規(guī)劃（《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2005-2020）年》）、行業(yè)標準（NB/T20048-2011《核電廠建設項目經濟評價方法》）等層面均對核電廠的退役資金管理作出了明確規(guī)定。中核集團也在中核財發(fā)[2010]118號-5《關于印發(fā)集團公司業(yè)主產品成本核算辦法的通知》中對核設施棄置費進行了明文規(guī)定。目前，國內主要核電企業(yè)按照核電廠建設成本的10%計提退役費，核電廠每年用于安全運行和安全改進的費用，由核電廠營運單位自行解決；核電廠投入運行后，每年從發(fā)電收入中提取一定比例的資金，留作核電廠本身的安全改進、放射性廢物管理和最終的退役費用。以我國方家山核電廠為例，兩臺機組的固定資產成本約為280億，按上述計提標準，10%的退役儲備金即為28億，平均到單臺機組為14億。該部分費用在機組運行期限內（不考慮運行許可證延續(xù)），即40年內提取完成，具體每年的提取金額視機組運行情況和負債情況而定，所提取的費用由核電業(yè)主內部管理。

另外，我國臺灣省將退役資金納入發(fā)電成本中，壓水堆退役（包括廢物處置）約為投資總額的15%，臺灣電力公司收取核電廠退役費用的標準為0.054元（新臺幣）/（kW·h）[5]。

3 核電廠退役技術現(xiàn)狀

雖然我國核電廠退役工作才剛剛起步，國家正在規(guī)劃中，但是在研究堆、小型動力堆和其他核設施退役方面具有豐富的技術積累和施工經驗，退役的可行性研究、初步設計、施工設計及現(xiàn)場實施均自主完成，形成了成熟完整的小型動力壓水堆退役總體技術路線，研制了系列專用退役設備工器具，形成了成熟的退役技術，培養(yǎng)了一批專業(yè)從事核設施退役的管理人員、技術人員和技術工人，具備良好的退役技術研發(fā)基礎和退役工程實施實力，對核電廠退役具有重要參考價值和使用價值。

3.1 科研單位及組織現(xiàn)狀

目前國內從事核設施退役的單位較多，其中：中國核動力研究設計院（核動力院）是國內唯一一家完成了反應堆從設計、建造、運行到退役全壽期管理的單位，也是唯一一家完成了反應堆及其輔助設施完整退役的單位，擁有一支專門從事核設施退役的專業(yè)技術團隊，退役綜合實力強勁，具有雄厚的退役技術研發(fā)、退役工程設計和退役工程實施能力；中國原子能院（401）旗下的堆工所、放化所和輻射安全所從事核設施退役相關工作，優(yōu)勢在于較強的退役基礎科研能力，尤其在退役去污和廢物處理技術方面研究深入；中國工程物理研究院（九院）旗下的核物理與化學研究所具有較強的基礎科研能力，在退役去污、放射性廢物處理和測量分析方面積累了豐富經驗和技術；中核四〇四有限公司（404廠）在放射性廢物的處理處置領域，擁有體系完整、功能齊全的放射性廢物處理處置設施，并在實際運行中摸索積累了豐富的放射性廢物管理經驗；中國輻射防護研究院（中幅院）是我國唯一專門從事輻射防護研究與應用的綜合科研機構，在源項調查和輻射防護與監(jiān)測方面具有權威的專業(yè)素質和雄厚的科研基礎；中核四川環(huán)保工程有限責任公司（821廠）以核設施退役核放射性廢物治理為主要技術發(fā)展格局，在非堆核設施退役工程領域經驗豐富。

目前國內專業(yè)從事核設施退役的組織只有“核電廠退役工程技術研發(fā)中心”（退役中心），于2015年3月由中國核動力研究設計院（NPIC）和中核核電運行管理有限公司（CNNO）聯(lián)合成立，是國內首家核電廠退役專業(yè)機構。CNNO牽頭為主導和依托單位，聯(lián)合NPIC，借助雙方各成員單位的技術力量，利用秦山地區(qū)各廠與退役相關的設施、廠房及廠址等現(xiàn)有資源，以及核動力院退役技術成果、設施設備和退役經驗，以技術為紐帶，通過加強和提高自身能力建設，以及多方合作，開展相關退役準備工作，建立退役標準體系，具備退役工程的準備能力和主導退役工程實施能力，并作為退役技術研究交流平臺，立足服務國內核電、面向未來市場。目前退役中心正在推動我國核電廠退役規(guī)劃的相關工作。

3.2 技術現(xiàn)狀

在退役技術方面，我國已開展了多座小型輕水堆及其輔助設施的退役，正在開展小型重水堆和石墨堆的退役，積累了一定的不同類型反應堆退役的技術和經驗。在退役仿真方面，研究突破了三維輻射場計算及可視化顯示、虛擬切割及拆除、干涉檢測及預警、人員受照劑量估算等關鍵技術，建立了反應堆退役仿真原型系統(tǒng)；在切割拆除方面，掌握了水下等離子自動切割、高壓磨料水射流自動切割、機械冷切割、線鋸切割、水下液壓剪切、聚能爆炸切割、夾鉛結構銑切、強放物項拆吊等技術，在壓力容器支撐結構、壓力容器內外熱屏蔽以及高放射性物理測量孔道拆除中得到了成功應用；在去污方面，掌握了多類型去污技術，如干冰去污、SC法去污、電拋光法去污、泡沫去污、可剝離涂層去污、超聲波去污、激光清洗去污、機械剝離去污、磨料水射流去污等，在反應堆與一回路系統(tǒng)整體化學去污方面也具備先進成熟的工藝技術；在放射性廢物處理方面，具備成熟的氣載廢物多級過濾技術、中低放液自然循環(huán)一體式蒸發(fā)技術、紅外蒸發(fā)技術、含鉻廢液處理技術、大體積水泥和玻璃固化技術、超級壓縮技術、等離子焚燒技術、金屬熔煉循環(huán)再利用技術，以及其他特殊類型廢物的處理技術等；在廢物處置方面，已建成兩個中低放廢物處置場，總容量為28萬立方米，新的中低放廢物處置場正在規(guī)劃建設中，極低放廢物處置場也已建成，新的極低放廢物處置場也在規(guī)劃建設中。另外，在放射化學、取樣、存留量估算、輻射防護與監(jiān)測等方面，均具備成熟的技術手段和豐富的工程實施經驗。

4 思考及建議

美國、法國、德國、英國等核大國，通過早期軍工核設施、核電反應堆的退役，基本形成了系統(tǒng)完善的適合自身國情的退役標準體系和管理體系，掌握并驗證了較全面的退役關鍵技術。在反應堆退役技術方面，堆本體拆除、切割、吊裝、遠距離控制技術趨于成熟，一些大型多關節(jié)機械切割平臺、水下切割裝備、機器人切割平臺等裝備成功研發(fā)，廣泛應用于工程。在退役數(shù)字化方面，退役工程管理系統(tǒng)、退役三維仿真系統(tǒng)、放射性廢物管理系統(tǒng)比較成熟，仿真范圍更深、仿真精度更高，并已經應用于退役工程，引領著退役仿真技術的發(fā)展方向。對比國外核電廠退役現(xiàn)狀，我國的核電廠退役水平還有較大進步空間?；诖?，提出以下思考和建議：

4.1 建立健全法規(guī)標準，打好涉核安全基礎

積極響應《核安全規(guī)劃》的要求，積極推動《原子能法》和《核安全法》的研究制訂?！对幽芊ā泛汀逗税踩ā返某雠_，勢必將引起現(xiàn)行行政法規(guī)、部門規(guī)章和標準的制修訂，相關單位將提前做好策劃和準備，以應對大量的標準制修訂工作，盡可能在最短時間內形成較完整的核與輻射安全法規(guī)標準體系，尤其是對核設施退役領域的要求將補充完善，為核電廠退役標準體系的建設提供指導和依據(jù)，為核電廠退役安全打好基礎。另外，需要對現(xiàn)行法規(guī)標準進行梳理，爭取建立一套屬于核電廠退役的標準體系，對核電廠退役的整個管理流程和技術要求進行規(guī)范。就目前開展核電廠退役準備工作來看，急需一部有關核電廠退役管理規(guī)定的法規(guī)，以指導退役工作的開展。

4.2 科學管理退役資金，透明資金信息披露

我國尚未建立成熟的退役資金的估算方法，現(xiàn)行的資金提取比例只是參考國際同行經驗后的行業(yè)通行做法，沒有考慮退役方案的選擇、勞動力費用差異、以及因通貨膨脹而造成的貨幣價值的不同；現(xiàn)行資金管理方式不夠科學，沒有對資金風險管理和資金使用等問題做出詳細規(guī)定，不因金融市場波動而調整；沒有對退役資金的充分性等問題做出詳細規(guī)定，現(xiàn)行政策只能滿足一般投資者的基本要求，由于缺少公開性和透明度，不利于獲得公眾信任。因此，從長遠考慮，需要研究并規(guī)范核電廠退役費用估算方法、退役資金提?。ㄕ魇眨┖凸芾矸椒ê屯艘圪Y金的信息披露制度，為退役費用的提?。ㄕ魇眨┍壤峁┛茖W依據(jù)，既確保核電廠退役資金和在需要時可用，又不至給核電業(yè)主帶來過重負擔而影響核電的發(fā)展，同時增強社會公眾對核電的信心[6]。

4.3 推動核電退役規(guī)劃，助力退役工作開展

目前我國核電廠退役是由運營單位自下而上向監(jiān)管部門提出申請，監(jiān)管部門對國家的核電廠退役尚沒有明確的規(guī)劃要求，因此運營單位對退役活動的作為稍顯被動，從管理上不利于退役工作的開展。所以需要對我國核電廠退役作出規(guī)劃，由上至下要求相關部門提前對退役作出行動和準備。“退役中心”成立之初，將“商用堆退役規(guī)劃”工作作為首要任務，根據(jù)我國核電發(fā)展現(xiàn)狀和商用堆退役需求，結合我國核設施退役能力，按近期、中期、遠期梳理了我國商用堆退役30年規(guī)劃。

4.4 集聚國內退役力量，優(yōu)化配置退役資源

國內多家單位通過早期建設的核設施的退役，具備了一定的退役資源和退役能力，如中國核動力研究設計院、中國原子能研究院、中國核電工程有限公司、中核四〇四有限公司等，在退役專業(yè)技術方面各有所長?？傮w而言，我國的退役力量是相對比較分散的，存在共性問題多家獨立研究的現(xiàn)象，在一定程度上造成資源浪費、減緩退役效率，不利于退役技術的快速發(fā)展。而核電廠退役工程則龐大得多，僅靠運營單位開展退役工作是不現(xiàn)實的，需要共同合作、齊力解決共性問題。我國《核安全規(guī)劃》中提出：“全面加強核安全技術研發(fā)條件建設，改造或建設一批核安全技術研發(fā)中心，提高研發(fā)能力，組織開展核安全基礎科學研究和關鍵技術攻關，完成一批重大項目?！辈ⅰ昂嗽O施退役及放射性廢物治理工程研發(fā)中心”作為主要建設項目明確提出。在國家政策的指導下、在退役趨勢的推動下，“核電廠退役工程技術研發(fā)中心”作為我國首家專門致力于核電廠退役的研究機構應運而生，可以聯(lián)合國內退役力量、基礎科研力量和高校的研究基礎，優(yōu)化配置退役資源，通過多方合作，帶動國內核電廠退役事業(yè)的發(fā)展，助力推進我國的核電廠退役規(guī)劃。

4.5 建立退役技術體系，預研退役先進技術

針對核電廠的退役設計和實踐均處于空白狀態(tài)，有必要從總體上首先建立退役總體技術路線和流程，再細化每項工作的主要內容和具體的技術方法，從而形成核電廠退役技術體系。在建立技術體系的過程中，勢必會出現(xiàn)需要解決的難題，從而對技術難題提出研究需求。另外，在研究關鍵技術、解決實際問題的同時，還需要在退役技術優(yōu)化改進方面做工作，特別是一些先進退役技術的預研，例如先進的準分子激光去污技術，柔性水下機器人遠程切割、拆解、測量技術，非破壞性源項調查取樣技術等。

4.6 普及退役科學理念，注重退役人才培養(yǎng)

退役不僅僅是停產關閉后的去污、切割解體、拆除、廢物處理與處置及場址清潔和環(huán)境整治活動，而且在選址、設計、建造、運行壽命周期全過程中，均要求考慮方便將來退役活動。將退役活動從單純的末端行為擴展到設施全過程考慮，可以使以后的退役省時、省力、省錢，且更容易和安全。這就要求核電廠的設計人員、運行人員、建造人員和運行人員都需要掌握退役基本理念和一定的退役知識，顯然這點在我國的核電廠現(xiàn)行制度中未得到很好落實。核電廠作為大型核設施，其退役工程需要投入大量人力，退役作為一門涉及多學科的復雜工程，尤其在采用立即拆除退役策略的情況下，對人才要求較高。所以需要提前開展退役人才培養(yǎng)，尤其是對在役運行人員的培養(yǎng)，因為核電機組的運行人員對系統(tǒng)設備很熟悉，是作為將來退役設計和實施的主干力量之一。

4.7 積極開展國際合作，通力實現(xiàn)互補共贏

我國已成功退役多座動力堆，積累了豐富的退役工程實施經驗，培養(yǎng)了一支經驗豐富的專業(yè)退役隊伍，具有優(yōu)秀的技術攻關能力及研發(fā)能力，但是距離開展大型核電廠退役工程還有一定差距，與美、德等核電強國相比還有一定距離。為取得退役技術快速發(fā)展，積極開展對英、對法合作項目，建立良好的合作關系和學習交流機制，汲取先進退役管理經驗和技術，積極爭取并參與國外核電退役的相關工作或提供退役技術支持，實現(xiàn)互補共贏，以此為突破口，逐步加入國際核電退役市場競爭，為未來能夠獨立承包國內外核電廠退役工程奠定基礎。

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[4]曹俊杰，趙菀，等.核電廠退役策略研究及建議[J].中國核科學技術進展報告（第四卷），2015.No689.

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[責任編輯：楊玉潔]