芬兰乏燃料和放射性废物管理

2022-07-11李晨曦,伍浩松,王兴春等

国外核新闻 2022年4期

芬兰现有五台在运核电机组，包括奥尔基洛托核电厂3 台机组和洛维萨核电厂2 台机组，总装机容量439.4万千瓦。其中奥尔基洛托3号机组于2022年3月实现首次并网发电，将于7月投入商运，成为欧洲建成投运的第一座欧洲压水堆（EPR）。2020 年芬兰核发电量约占全国总发电量的35%。费诺公司计划在汉希基维建设一台大型核电机组。芬兰目前执行一次通过式燃料循环政策，准备在深层地质处置库中对乏燃料进行永久性处置。为推动本国核工业的可持续发展，芬兰于1983 年启动乏燃料和放射性废物国家管理计划，不断完善相关监管框架，并持续推进废物处置设施建设。

1 国家监管框架

拥有2台VVER-440机组的洛维萨核电厂曾将乏燃料运往俄罗斯进行后处理，直至1996年。芬兰1987年颁布的《核能法》将最终处置设定为一个方案，并要求在经济事务与就业部下设立核废物管理基金。修订后的1994 年版《核能法》规定，所有乏燃料和放射性废物均应在芬兰本土进行管理。乏燃料和放射性废物管理的最终责任由政府承担。主要管理责任由乏燃料和放射性废物的产生者承担。对于核电厂产生的废物，其处置工作由核电厂运营商独立或多个运营商合作开展。对于在核技术应用活动中产生的放射性废物，政府已与核电运营商芬兰工业动力公司达成协议，可以在位于奥尔基洛托核电厂的中低放废物处置库中进行处置。

图1 显示了芬兰参与乏燃料和放射性废物管理的主要机构。政府负责为核设施颁发许可证并发布通用安全规定。经济事务与就业部负责确保相关机构的废物管理和研发工作遵循国家政策，并管理核废物管理基金。辐射与核安全局是核安全监管机构，负责对核设施取证申请资料进行安全评审。核电运营商芬兰工业动力公司和富腾公司分别负责各自核电厂的乏燃料中间贮存、中低放废物管理、核电厂退役等工作，两者的合资公司波西瓦负责乏燃料深层处置库的建设和运营。费诺公司将负责拟建核电厂未来的乏燃料和放射性废物管理。芬兰国家技术研究中心负责研究堆FiR-1的退役。

图1 芬兰参与乏燃料和放射性废物管理的主要机构

2 核设施取证审批

图2和图3显示了芬兰核设施的取证审批程序。总体而言，运营商需为核设施运行和退役申请四份许可证：首先，需要对设施建设和运营的环境影响进行评价，并向政府提交环评报告，以供议会作出“原则性许可”的决定；其次，需要提交建设许可证申请，以便能够启动设施建设；第三，在设施建成后，需要提交运行许可证申请，以便设施能启动运行；第四，在运行寿期结束时，需要提交退役许可证申请，以便启动设施退役工作。辐射与核安全局将对所有许可证申请进行安全评审。

相关企业在做出准备建设核设施的决定后，首先应向公众介绍拟建设施的总体情况，包括环评报告和安全计划。公共组织和地方机构将在公开听证会上了解相关情况并提出意见。如果设施的建设能够满足相关标准，并获得场址所在地政府（拥有否决权）的同意，议会将做出是否给予“原则性许可”的决定（基于政治因素）。在建设许可证申请阶段，需要提交更为详细的环境安全分析报告和安全计划。作为政府代表，经济事务与就业部会要求相关机构提交关于建设许可证的声明，尤其是辐射与核安全局提交的安全性声明。之后，政府将会根据声明作出颁发建设许可证的决定。

3 贮存量和处置量

根据《核能法》，芬兰将放射性废物分为极低放、低放、中放和高废物：极低放废物的核素活度浓度低于100 kBq/kg，低放废物在100 kBq/kg至1 MBq/kg之间，中放废物在1 MBq/kg至10 GBq/kg之间，高放废物（乏燃料）则大于10 GBq/kg。

芬兰政府2022年3月发布《乏燃料和放射性废物管理计划》，介绍了截至2019年底本国放射性废物贮存和处置情况（如表1 所示）。大多数放射性废物源自核电厂。

芬兰五台核电机组截至2019年底的乏燃料累积量已达到2261 tHM。按照目前的增长速度，乏燃料累积量到2030 年和2050 年将分别上升至3200和4200 tHM。研究堆FiR-1已于2015年永久关闭，乏燃料已于2020 年全部运回其原产国美国。

图2 芬兰核设施需要获得四份许可

图3 芬兰核设施取证程序

表1 芬兰贮存和处置的放射性废物数量（截至2019年）

芬兰核设施运营商每六年对未来核设施退役将产生的废物数量进行一次估算。最新的估算结果为，两座核电厂退役将产生约5.7 万立方米放射性废物，研究堆退役将产生约40 立方米放射性废物。

截至2019年底，奥尔基洛托中低放废物处置库贮存着1.21 万个废密封源，总活度11.7 TBq。预计奥尔基洛托贮存的废密封源数量到2030年将增至1.3万个，到2050年将增至1.55万个。根据2018 年生效的《辐射法》，大部分废密封源将返还原产国。因此，表1中所列废物数量不含废密封源。

4 废物处置设施

目前芬兰拥有两座中低放废物处置库，分别位于奥尔基洛托和洛维萨核电厂。芬兰工业动力公司计划在奥尔基洛托建设极低放废物处置库，具体方案尚不明确。波西瓦公司正在建设全球首座乏燃料深层地质处置库。对于尚处于计划建设阶段的汉希基维厂，费诺公司计划在电厂附近建设一座中低放废物处置库和一座极低放废物近地表处置设施。

奥尔基洛托中低放废处置库1992 年投运，由一条运输通道、一个竖井和两个位于地下60至95 米深基岩的筒仓（分别用于处置低放废物和中放废物）组成。截至2019年底，两个筒仓的贮存量已分别达到设计容量65%（低放废物）和57%（中放废物）。芬兰工业动力公司2020 年向经济事务与就业部提交关于奥尔基洛托核电厂处置极低放废物的环境影响评价计划。候选方案包括建设一座近地表处置设施或者扩建现有处置库。

洛维萨中低放废处置库1998 年投运，由一条运输通道、一个竖井和四条位于地下110米处的最终处置通道组成。两条通道用于处置电厂维护工作产生的废物（简称“维护废物”），一条通道用于处置低放废物；另一条用于处置中放废物。截至2019年底，两条维护废物通道装填量已分别达到设计容量的61%和16%，低放废物通道已全部装满，中放废物通道装填量相当于设计容量0.1%。

波西瓦公司正在奥尔基洛托核电厂附近的埃乌拉约基建设一座乏燃料深层地质处置库。芬兰议会2001 年“原则性许可”处置库建设项目。波西瓦2013年12月提交处置库建设许可证申请。政府2015 年11 月批准该申请。处置库2016 年12 月正式启动建设，成为全球首个启动建设的乏燃料最终处置库。预计处置库将于2024年投运。

汉希基维核电建设项目分别于2010 年（建设一台160 万千瓦机组）和2014 年（改为建设一台120 万千瓦VVER 机组）获得芬兰议会的“原则性许可”。费诺公司2013 年与俄罗斯原子能海外公司签署建设一台VVER-1200 机组的协议，2015 年向经济事务与就业部提交建设许可证申请，2021 年提交了修订版建设许可证申请。受近期俄乌冲突影响，经济事务与就业部部长米卡·林蒂莱3 月22 日在议会发言时表示，目前无法为汉希基维项目颁发许可证。

5 废物管理费用及来源

目前预计芬兰5 台核电机组的总退役和废物管理费用为约70亿欧元，包括：乏燃料处置费用约50亿欧元，涵盖深层处置库的研发设计、建设和运营费用及其他相关费用；电厂退役费用约11 亿欧元；运行废物管理费用约1.5 亿欧元；其他费用约7.5亿欧元，主要涵盖研发费用、中间贮存费用、税费等。

《核能法》规定，乏燃料和放射性废物管理费用全部由废物产生者（核设施运营商）承担。核设施运营商每年均向由经济事务与就业部管理的核废物管理基金缴纳费用。核废物管理基金不仅涵盖核设施退役费用，还包括放射性废物处理、贮存和最终处置费用。运营商每年的缴费额度基于经济事务与就业部每年对未来相关支出的估计结果。对于核电运营商，这笔费用占核发电成本的约10%。截至2020 年底，核废物管理基金总额已达26亿欧元。