美国、瑞典、芬兰核废物管理概况
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美国、瑞典、芬兰核废物管理概况
目录
前言
1.美国放射性废物管理概况 1.1高放废物(HLW) 1.2铀、钍矿尾料 1.3低放废物(LLW)
1.3.1低放废物的定义和分级
1.3.2能源部低放废物(DOE LLW)简况
1.3.3美国商业LLW管理简史和国家LLW政策法案出台背景 1.3.4美国各州有关LLW处置的联合协议
1.3.5美国已关闭、仍营运和拟建的LLW处置场 1.3.6美国对放射性材料的监管办法 1.3.7历年送交商业处置场的LLW数量 1.3.8美国商业LLW处置场计费办法 1.4美国核电厂退役基金监管 1.4.1核电厂退役的基本概念 1.4.2法规规定的退役费保证额度 1.4.2.1最低保证额度 1.4.2.2调整因子
1.4.2.3退役基金最低保证额的原始出处
1.4.2.4从1986年到2002年美国核电站退役费实际调整幅度 1.4.3退役基金财务保障机制
1.4.3.1退役基金的财务安排方法要为NRC所接受 1.4.3.2法规规定了较完善的监管过程
1.4.4对NRC监管退役基金有效性的独立评估
1. 5美国高放废物基金和退役基金在国家财税制度中的差别
2.瑞典放射性废物管理概况 2.1瑞典核电厂 2.2核废物基金 2.2.1参考资料 2.2.2法律框架
2.2.3瑞典核废物基金涵盖范围 2.2.4瑞典核废物基金的历史演变 2.2.5基金的财务流程
2.2.6核废物的基金总需求和筹集情况 2.2.7电力公司年报中反映的废物基金 2.2.8核废物基金分配分析 2.2.9乏燃料管理费用单价估计
2.2.10退役费与美国退役基金最低保证值对比 2.3瑞典与核废物管理相关的政府监督部门和机构 2.3.1瑞典核电检查局(SKI)
1
2.3.2瑞典辐射防护研究所(SSI) 2.3.3核废物基金委员会
2.3.4核废物管理咨询委员会KASAM 2.3.5国家核废物处置协调委员会
2.4瑞典乏燃料及废物管理公司SKB AB 2.5瑞典核废物管理工艺路线 2.5.1高放废物的处置 2.5.2中低放废物的处置
2.6瑞典中低放废物处置费估算 3.芬兰放射性废物管理概况 3.1参考资料 3.2芬兰核电厂
3.3核废物管理原则
3.3.1法律框架 3.3.2法律责任
3.3.3政府行政职能 3.3.4核废物管理基金
3.4芬兰核废物管理的工艺路线 3.4.1乏燃料
3.4.2运行中低放废物的处置 3.5芬兰核电厂退役计划
3.6芬兰核废物管理基金积累情况 4.三国放射性废物管理制度的若干特点 4.1除涉及军工项目外,所有放射性废物管理项目定位为商业行为,而非行政行
为
4.2对商办废物管理项目,国家政府监管责任的一个重要方面就是要设法从法律
制度上规避商业风险
4.3基金的管理形式与管理办法必须配套 4.4对中低放废物处置场的财务风险监管
4.5规避中低放废物处置场封闭后无人管的风险
附件1 美国联邦法规:放射性废物陆地处置发照要求(10CFR61) 附件2 国家低放废物处置政策:一个成功抑或一个失败?——NRC五人领导层
成员G.J.Dicus在NRC年会上的演讲(1998年4月14日)
附件3 NUREG-1307 Rev.10废物处置取费报告——在低放废物处置场处置退役
废物费用的变化
附件4 NRC管理导则R.G.1.184:《核动力堆退役》
附件5 美国联邦法规有关动力堆退役费用的规定——10CFR50.75退役计划的
呈报和记录保持
附件6 GAO/RCED-99-75,核法规:为确保核电厂退役基金的积累需要加强监
管——国会附属机构”政府问责局(GAO)”应国会质询所作报告
附件7 运行废物处置费、退役基金保证值和运行废物、退役废物相对比较 附件8 瑞典核废物基金——瑞典核电检查局(SKI) 附件9 瑞典Ringhals核电集团2002年年报摘引
2
附件10 瑞典OKG AB核电公司2001年和2003年年报综合摘引 附件11 芬兰的核废物管理——芬兰核废物处置公司(POSIVA)
附件12 芬兰Olkiluoto和Loviisa核电厂的核废物管理,2001年度述评——芬
兰核废物处置公司(POSIVA)
附件13 国外中低放废物处置费用零星数据汇集
附件14 TR-03-11 核电放射性废物的管理费用,2003年计划---瑞典乏燃料及废
物管理公司(SKB AB)
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前言
本文首先分别介绍美国、瑞典和芬兰三国核废物管理概况,随后文章将对这三个国家该领域的管理制度作一粗浅分析。按上述所给任务要求,文章着重涉及三国中低放废物的管理,但也略带提及高放废物管理。
据国外资料介绍和笔者分析,核电厂退役产生的中低放废物约为核电厂运行废物的四倍,因此在论述中低放废物管理时也不能不涉及核电厂退役课题。 1.美国放射性废物管理概况 1.1高放废物(HLW) 主要是商业核电厂的乏燃料及军事用途产生的高放废物。这些废物半衰期长,有高危险性。例如衰变10年的一组乏燃料,距其1m远处的剂量率为20000rems/hr,如无屏蔽,在此处停留1.5分钟就达到了致死剂量。此外还要防止发生临界事故。按美国法律规定,HLW要采取深地层地质处置,美国能源部负责HLW处置场选址、研发、建造、运行和关闭工作。2002年7月23日布什总统在国会两院第87号联合决议上签字,标志着尤卡山作为候选场址已获批准。2004年7月9日美国上诉法院又驳回了内华达州反对申诉,至此尤卡山处置场的开发已正式转入NRC的执照审批程序,预计2010年前后接受废物。
按2001年5月美国能源部高放废物处置项目发表的全寿期费用分析报告(DOE/RW-0533),全部高放废物处置项目(军、民两个方面)从1983年到2000年已花费82.3亿美元,从2001年到2119年退役还将花费492.9亿美元,合计575.2亿美元。其中军、民各分别占27.2﹪和72.8﹪。在这575.2亿美元当中,40.4亿美元留作2110年至2119年处置场封闭和退役活动,45.8亿美元作为向地方提供的行政(Institutional)费用。以上数字均以2000年美元币值计算。
该项目向地方提供的行政费用包括以下四种:
(1)与税等同的支付PETT(Payments-Equal-To-Taxes):美国1982年“核废物政策法”授权能源部每一财政年度支付一笔费用给受影响的州或地方政府,其数额按针对能源部商业活动的税率计算。这一规定付予地方政府有权力对处置场固定资产和从处置场选址、开发和运行两方面的各项工业活动收取PETT。但PETT并不是税。它仅仅是“核废物政策法”所规的一种支付。
(2)地方收益Benefits:美国1987年“核废物政策法修正案”允许能源部与内华达州或受影响的印第安保留地签定一份与接受高放废物或乏燃料相关的地方收益协议。该修正案规定处置场所处州或印第安保留地有权从协议签字日起,到处置场退役为止,逐年接受一笔费用。作为该收益的回报,州或印第安保留地放弃不批准选场的权利。
(3)180(C)款资助:“核废物政策法”180(C)款规定能源部应向州政府提供技术资助和基金以培训负责管理乏燃料和高放废物运输的公众安全官员。培训包括乏燃料和高放废物安全运输的程序和应急响应处理程序。
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(4)财务和技术资助:1983年至今已向内华达州、地方政府和学校提供了财务和技术资助计划。向政府有资格的部门提供财务和技术资助是因为1987年修正案要求由这些部门实施监管和监测。计划也包括向大学和学院提供基金用于执行与能源部民用核废料管理办公室签订的合作协议。
已经支付和将要支付的这四项行政费用分别为:(2000年币值)
PETT 29.25亿美元 地方收益 5.8亿美元 108(C) 4.6亿美元 财务和技术资助 6.1亿美元 合计 45.8亿美元
HLW处置项目有两方面的经费来源:民用核废物基金(Nuclear Waste Disposal Appropriation)和由联邦政府支付的国防核废物处置拨款(Defense Nuclear Waste Disposal Appiopriation)。按1982年核废物政策法,民用核废物基金由联邦政府按每千瓦小时核能发电量摊付0.1美分的乏燃料处置费向电力公司筹集。 1.2 铀、钍矿尾料
一般是在矿山就近建尾料堆场,堆场要长期稳定,上有防氡释放的复盖物,该复盖物的有效期至少为200年。堆场的排水要监测。由于镭和钍的半衰期分别达1600年和77000年,所以尾料处置场要由政府机构永久性看管。
下面将提到犹他州的ENVIROCARE低放废物处置场也接收铀、钍矿尾料。 1.3 低放废物(LLW) 1.3.1 低放废物的定义和分级 按1980年“低放废物政策法”的规定低放废物是那一类放射性废物,它们没有划为高放废物(HLW)、超铀废物(TRUW)、乏燃料(SNF)也未划为铀、钍矿尾料,该法案的定义很大程度上有方便行政管理的意味。
按联邦法规10CFR61的规定,低放废物按所含核素种类和比度的不同分为A、B、C三级。B、C级LLW的放射性核素比度较高,为防核素迁移,送交处置的这两级LLW,其物理形态要符合法规规定的稳定性要求。A级LLW的比度较低,如不与B、C级混在一起处置,可放宽其稳定性要求。C级LLW比度较高,在处置场封闭后数百年内其放射性水平仍有可能对意外闯入者构成威胁,因而其处置单元要有工程屏障(混凝土构筑),或予以深埋。分级规定译见附件1,10CFR61译文。 这里要附带说明,按10CFR61规定,含有发射α的超铀核素的废物,如果其总比度不大于100nCi/g,可归入A级LLW,并可送商业处置场处置。如总比度大于100nCi/g,则属超铀废物,这些废物与军工科研相关,属能源部管辖。1970年以后禁止超铀废物作近地表处置,而是贮存起来等待日后地质处置。
美国还从LLW当中划分出两类特殊废物作专门管理。
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一类是所谓“混合低放废物(MLLW)。这类废物既符合LLW的定义,又含有美国“资源保护和恢复法(RCRA)”和“毒性物质控制法(TSCA)”所规定的化学有害物质。MLLW除受能源部(军工)或核管会(商业)监管外,还受环保局监管。MLLW在送处置前一般要预作处理,但处理费可能高得超出合理范畴,因而是一个难题。 另一类是比度大于C级的LLW(GTCC LLW),这类废物一般不宜作浅地表处置,但如要在商业LLW处置场处置,需要NRC个案审批。
美国按行政管辖范畴又把LLW划分为能源部低放废物(DOE LLW)和商业低放废物(Commercial LLW)。前者来源于军工,属能源部管辖,后者主要来源于核电厂,属NRC管辖。
1.3.2能源部低放废物(DOE LLW)简况
第二次世界大战后,LLW由原子能委员会(AEC)管理,当时商业核电厂尚处于起步阶段,AEC营运的某些处置场,主要是橡树岭国家实验室和国家反应堆试验站(现为爱达荷国家工程实验室),也接纳商业LLW。但1962年AEC决定AEC营运的处置场不再接受商业的LLW,并宣布办理商业LLW处置场的执照申请。自此美国军工和商业LLW的处置就基本相分离了。
图1是1995年美国能源部管辖下的主要军工处置场分佈图。表1是到1995止这些处置场各年度和累计处置的LLW量。
从图和表可见,已处置军工LLW的大头首先来自核武生产工厂:Hanford处置
场和SRS(萨凡娜河处置场)都在生产堆附近;图中OR代表橡树实验室、K-25工厂、Y-12工厂三者废物之和;PORTS和PAD分别代表卜茨茅斯气体扩散厂和柏杜卡扩散厂;FEMP为俄亥俄州Fernald环境管理项目,这里原来是铀化工转化工厂,在此厂址上现正进行能源部的环境重整计划。
其次军工LLW还主要来自内华达核试验场(NTS)和洛斯阿拉莫斯实验室(LANL)、劳仑斯利弗莫尔实验室(LLNL)、桑地亚实验室(SNLA或SNL/NM)和布鲁克海汶实验室(BNL)等武器实验室。
军工LLW还与海军项目(爱达荷国家工程实验室INEL)及海军基地相关。图中可见大西洋近海处置场有:MASS-马萨诸塞湾处置场,ATL1-大西洋处置场1号,ATL2-大西洋处置场2号,和HEN-Cape Henry处置场(大西洋弗吉尼亚外海)。太平洋近海处置场有:FIS-太平洋加州中部外海的Farallon岛处置场,SCB-太平洋Santa Cruz海盆处置场,及SDG-太平洋圣迭戈外海处置场。
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表1 美国能源部所属处置场逐年处置的LLW容积(103m3)
年份 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 总计 FEMP 309.3 14.4 2.8 1.9 1.6 1.3 1.5 2.8 3.4 3.5 0.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 343.2 Hanford 352.0 4.1 10.7 9.8 17.5 10.4 12.8 11.7 17.9 18.8 17.0 21.1 20.3 16.8 13.7 13.4 10.6 10.9 12.1 13.7 14.9 630.2 INEL 84.6 6.2 6.6 5.9 5.3 5.1 3.1 3.2 5.5 3.9 3.1 3.4 3.0 2.0 1.3 1.8 1.3 0.8 0.9 1.9 0.9 149.8 LANL 131.6 8.8 3.6 7.5 4.9 4.8 5.5 4.5 3.2 5.4 6.7 4.5 3.7 4.3 6.4 4.5 5.8 2.3 2.7 1.9 1.6 224.2 NTS 8.3 0.0 0.5 10.0 15.8 13.3 21.1 57.0 12.1 36.0 41.7 27.9 81.1 39.1 35.0 9.1 11.6 20.1 18.6 22.9 20.0 501.3 ORNL 181.5 3.8 2.4 2.0 2.1 2.0 1.4 1.3 1.8 2.2 2.2 1.8 0.5 0.6 1.3 0.3 0.2 1.1 0.8 0.3 0.4 210.0 SRS 269.1 8.1 14.7 15.5 18.2 19.6 20.1 22.4 26.7 26.1 30.5 30.1 28.2 30.2 26.8 26.6 23.8 13.0 15.3 11.4 10.6 687.0 Y-12 58.4 2.7 1.5 1.4 1.1 1.4 1.2 2.2 3.4 7.2 18.7 15.0 16.2 10.6 5.7 4.4 0.3 0.0 0.1 0.0 0.0 151.3 所有其它 83.9 0.9 1.1 3.2 1.1 0.7 1.6 2.0 1.7 10.6 2.1 1.0 1.0 1.0 2.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 114.2 年度总处置容积 1478.9 49.0 43.9 57.2 67.6 58.6 68.3 107.1 75.7 113.7 122.7 104.8 154.0 104.6 92.5 60.1 53.6 48.2 50.5 52.1 48.5 3011 历史累计总容积 1479 1528 1572 1629 1697 1755 1824 1931 2006 2120 2243 2348 2501 2606 2699 2759 2812 2860 2911 2963 3011 注1 表中处置场代号见本文正文说明。表中“所有其它”包括Ames、BNL、K-25、LLNL、PAD、PANT、PORTS和SNL/NM等处置场。 注2 表中数据不包括超铀废物。
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表2是1995年当年及累计已处置军工LLW及商业LLW的统计数据。由于Envirocare(在犹他州Clive)既处置商业LLW,又处置能源部环境重整计划的LLW,所以数据单列。由表可见,到1995年底已处置的军工LLW累计301万M3,总活性1255万居里;已处置的商业LLW累计153.8万M3,总活性537.6万居里。从容积和活性两方面比较,军工大致是商业的两倍。此外,不仅到1995年已处置的军工LLW是大头,而且按预测,未来每年处置的军工LLW,仍维持6.89万M3的水平,预计到2030年累计处置的军工LLW将达550万M3。而未来每年处置商业LLW预计维持在1.95万M3水平,到2005年累计处置量只达到173万M3(2005年以后商业LLW的处置量不确定性大,未预测)。 能源部低放废物处置一个可能的主要国家拨款项目称作“非国防环境管理拨款(Non-Defense Environmental Management Appropriation)”。按能源部报告“联邦财政对能源市场的干预和补贴1999:一次能源”(该报告的某些内容将在本文1.5节作更详细引述),美国在80年代末终止核武器生产运行后,能源部经管着几千个沾污的现场和建筑,和核武器生产遗留下的大量废物和核材料。能源部计划到2006年基本把这些现场清理完毕,但政府的拨款却冠以“非国防环境管理拨款”。该项拨款从1990年开始,到报告统计截止的1999年财政年度,累计拨款额达到60.255亿美元。关于铀浓缩扩散厂的去污退役基金另见本文1.5节。能源部LLW处置经费是否有其它国家拨款项目不详。
表2 1995年当年及累计处置的能源部LLW及商业LLW
处置场类别 能源部处置场 商业处置场 Envirocare Total 容积(103m3) 当年 累计 48.5 3011 19.5 1538 25.0 156 93.0 4705 放射性(103 Ci) 当年 累计 422 12550 172 5376 无资料 无资料 594 17926 热功率(W) 当年 累计 2378 22195 869 20815 无资料 无资料 3247 43010 1.3.3 美国商业LLW管理简史和国家LLW政策法案出台背景 本文1.3.2节已述及1962年AEC决定军工LLW处置场不再接受商业LLW。当
年即有第一个商业LLW处置场在内华达州的Beatty开放。随后几年开发步伐颇为迅速,到1971年在运的商业LLW处置场已有六个,除Beatty外,还包括:肯特基州的Maxey Flats、南卡州的Barnwell、纽约州的West Valley、华盛顿州的Hanford和伊利诺州的Sheffield。但是到了1979年,West Valley、Sheffield和Maxey Flats三个处置场由于放射性泄漏等各种原因而关闭。1979年7月运送废物的卡车发生两次事故,内华达州州长下令关闭Beatty处置场。稍后Hanford处置场也因废物运输问题而关闭。尽管Beatty和Hanford随后又重新开放,南卡州州长还是对接受全国商业LLW感到压力,其时刚好发生三哩岛事故,遂宣布Barnwell不接受三哩岛的废物。
美国国会关注到所出现的问题,起初打算发起联邦主持的计划。然而南卡、华盛顿和内华达三个州的州长,不愿放弃对处置场土地所有权的控制,而不赞成处置场计划由联邦主持。基于这三个州的建议,全国州长联席会议决定成立小组起草LLW国家政策建议案。这直接导致1980年国会通过了“低放废物政策法(Low-Level
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Radioactive Waste Policy Act of 1980)”。
法案规定每个州本身或与其它州联合,必须负责为法案专指LLW的处置提供条件。此处法案专指的LLW不包括超铀废物(TRUW)和比度大于C级的LLW(GTCC LLW)。联邦政府负责为TRUW和GTCC LLW的处置提供条件。按此法案某些州可通过协议(Compact)联合起来开发共有的处置场。法案还允许从1986年1月1日开始处置场有权拒绝接受协议(Compaet)区域外的废物。
到了1983年发现至少五年之内不会有新处置场开放。为此国会又通过了1985年修正案(Low-level Radioactive Waste Policy Amendments Act of 1985),规定了一个七年的宽限期,以允许没有处置场的州把废物运往现存处置场。
1992年12月31日内华达州永久性关闭了Beatty处置场,使商业LLW处置场只剩下Barnwell和Hanford。
1995年7月南卡州为解除协议的约束,宣布退出东南协议,并决定Barnwell对除北卡州以外的全美商业LLW开放。重新开放行动的驱动力是打算利用废物处置附加费来建立州教育基金。
犹他州Clive地方的Envirocare本来只处置铀矿尾料,后改为也接受A级LLW,其大头是核电厂退役所产生的大量建筑垃圾。
有关美国商业LLW处置的历史回顾及展望可参见附件2“国家低放废物处置政策:一个成功抑或一个失败?——NRC五人领导层成员G.J.Dicus在NRC年会上的演讲(摘译)”。 1.3.4 美国各州有关LLW处置的联合协议
按前述1980联邦法案,美国各州签署了十个协议,以联合起来建立共同的LLW处置场,详见表3和图2。
对表3补充说明两点:
⑴ 西北协议区同意接受岩石山脉协议区的LLW。 ⑵ 连同哥伦比亚特区在内共有八个州尚未签联合协议。 1.3.5 美国已关闭、仍营运和拟建的LLW处置场
? 美国已关闭的处置场共有四个,它们是:伊利诺州的Sheffield;肯德基州的Morehead,内华达州的Beatty和纽约州的West Valley。
? 正在营运的处置场共三个,它们是南卡罗来纳州的Barnwell,华盛顿州Richland地方所属的Hanford及犹他州Clive地方所属的Envirocare,见图3。
? 按照本文1.3.4节所述州间联合协定,还要在宾夕伐尼亚州、康涅狄格州、得克萨斯州、内布拉斯加州、伊利诺州和加利福利亚州选建新的LLW处置场。加州新处置场选在Ward Valley,但由于土地转让未获美国内政部批准,该处置场的建造和运行就搁置了下来。得州的Sierra Blanca处置场的申请和内布拉斯加州的Boyd county处置场的申请也分别于1998年10月和1998年12月被各自的州当局否定。其它州的新建计划不是放慢了步伐就是被搁置。至今仍没有建成任何新装置。
? 目前除南卡州的Barnwell接受全国各州的LLW外,只有华盛顿州的Richland接受西北协议(Northwest Compact)八州和岩石山脉协议(Rocky Mountain Compact)
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三州的LLW。而犹他州的Envirocare除主要处置铀、钍矿的尾料外只接收A级低放射废物,也即处置核电厂退役时拆除建筑物所产生的大宗沾污的水泥、泥土、建筑碎块等。
表3 美国各州有关LLW处置的协议
Low-Level Radioactive Waste Disposal Compact Membership Appalachian Compact Delaware Maryland Pennsylvania* West Virginia Northwest Compact Alaska Hawaii Idaho Montana Oregon Utah Washington* ** Wyoming Atlantic Compact Connecticut* New Jersey South Carolina** Texas Compact Maine Texas* Vermont Central Compact Arkansas Kansas Louisiana Nebraska* Oklahoma Rocky Mountain Compact Colorado Nevada New Mexico Southeast Compact Alabama Florida Georgia Mississippi Tennessee Virginia Central Midwest Compact Illinois* Kentucky Southwestern Compact Arizona California* North Dakota South Dakota Midwest Compact Indiana Iowa Minnesota Missouri Ohio Wisconsin Unaffiliated States:District of Columbia、Massachusetts、Michigan、New Hampshire、New York、Puerto Rico、Rhode Island、North Carolina * Designated future host state of a compact. **State with a currently operating facility. 1.3.6 美国对放射性材料的监管办法 美国NRC及29个与NRC有协议的州负责对使用、贮存和处置放射性材料颁发许可证。直接由NRC颁发拥有和使用放射性材料的许可证约6700份。所谓与NRC有协议的州是指它们接受了为本州放射性材料颁发许可证的责任。由29个接受此责任的州颁发的许可证约15000份。
NRC和协议州的监管当局对LLW处置场的选址、设计和运行,包括处置设施周围土地的监督和可能采取纠正行动建立法规要求,有关规定见诸于联邦法规10CFR61之中。
10CFR61的译稿可参见附件1。现将该法规所反映的几个管理思想作一个不成熟
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的分析:
(1) 法规适用范围:陆上近地表处置。即处置设施位于陆地的地球
最表层,一般不超过30M深。当然不适用于海洋和太空处置。处置设施可部分或全部位于地表之上,但最后必须用保护土层复盖,否则不属近地表处置,而称为“地上处置”。 (2)近地表处置安全考虑的出发点是预防两大类潜在危险:防核素迁移;防对意外闯入者的伤害。避免处置废物与地下水接触是防核素迁移的关键,因此B级C级废物的物理形态都要符合稳定性要求。A级如与B、C级混在一起处置,其稳定性要求也不能降低。A、B级废物在处置库封闭后100年行政看管期结束时,其放射性已不构成对闯入者的危害。而对C级废物而言,要防止封闭后100年至500年期间对闯入者的危害,必须采取深埋或用混凝土构筑物作屏障。而比度大于C级的LLW,即使500年后其放射性水平仍可能对闯入者构成潜在危险,一般不宜作浅地表处置。 (3)颁发执照的标准:§61.23列出规定必须满足12条标准,才能颁发执照。其中六条涉及阻止核素迁移、意外闯入屏障、辐射剂量限值、环保要求、处置场结构稳定及其它技术标准。三条涉及特殊核材料(裂变物质)的实体保卫、临界安全和呈交资料等专门要求。剩下三条标准是:
第一,申请人的技术资质:申请人的经验和培训对承担处置业务是合格的; 第二,申请人的财务资质:申请人必须满足§61.61、§61.62、§61.63三节的规定。§61.61节要求申请人必须有足够基金或财务保证以满足处置场建设和运行的需要。§61.62节要求申请人必须为满足处置场封闭和稳定化基金作出保证。§61.63要求申请人必须为处置场封闭后100年行政看管期的财务达成约束性协议;
第三,申请人已为处置场封闭后100年地方行政看管作出安排。(4)法规对地方行政的要求:
为便于理解法规有关要求,首先概要介绍一下,美国LLW处置场封闭以后管理的三阶段(见图4): 第一阶段:仍由处置场运营公司负责封闭后的维护和监督。只有证实封闭了的处置场达到了稳定状态,随后的主动维护工作已尽实际可能减至最小,才能向NRC申请转入第二阶段,即向NRC申请执照转移。
封闭 执照转移 ①封闭后维护监督期 ②行政看管期
执照终止 ③土地所有者被动式看管
运行
5年 100年
图4 美国LLW处置场封闭以后的管理模式
第二阶段:经NRC批准,处置场执照转移给地方行政,由地方政府指定的机构接手长期看管,称为行政看管期或行政控制期。在此期间除对场区的通行实行控制外,仍有环境监测和少量的维护工作。行政看管期结束,要向NRC申请终止执照。
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前两阶段合计为100年。
第三阶段被动式看管,并保有档案和现场标记,以免设施受其它社会行为的影响。 可见法规对处置场的执照监管期要比核电厂的执照监管期来得长。对核电厂而言,完成退役,现场已不存在必须纳入监管的项目,因而执照终止。而处置场完成封闭(好比核电厂的退役)后,放射性废物仍在地下,所以执照监管仍要持续100年。 法规规定处置场封闭后,在运营公司完成五年的维护监督之后,把执照转移给地方行政,由地方行政指定机构负责行政看管。依笔者推断其必要性和可能性如下: 执照转移的必要性:运营公司完成处置场封闭后五年的维护监督任务,并为日后100年行政控制作出安排,其商业活动和相应责任已结束。
执照转移可能性:美国1980年及1985年LLW政策两法案出台背景,如1998年NRC五人领导层成员Dicus演讲所述(见附件2),是州政府不愿放弃对处置场土地所有权的控制。两法案不仅规定了州政府有责任为LLW处置提供条件,而且为州政府从中获益开了门。有了权益,自然会有相应义务。
为了把责任体现在法规当中,10CFR61有若干段落明确规定了对地方行政的要求(当然在执照转移之前是通过对营运公司的要求体现出来): ?§61.14节规定作为执照申请的前提条件,在提交的执照申请文件中必须有拥有土地所有权的州政府承诺,在处置场关闭并完成五年维护后接受执照的转移,以承担随后的行政看管责任。如果处置场土地不为州政府拥有,则必须为州政府拥有土地所有权作出付费安排。
?如前述颁发执照的标准中有一条是已为100年行政看管作了财务安排。 ?§61.59节行政性要求中除对“行政控制期”的责任和任务作出明确规定外,还再次提及只有在州拥有所有权而付费的土地上才能允许接受其它法人的废物作处置。笔者领会,与执照申请时规定的土地所有权前提相比,此处侧重点似乎是强调送交处置的废物要为土地所有权交“准入费”(即被许可)。 ?§61.63节规定在颁发执照前营运执照申请人与土地所有人之间必须达成一项约束协议,比方租约,其中有条款确保有足够基金作行政控制之用。联邦法规的上述规定不仅使处置场封闭后的100年看管有了责任人,而且有了资金保证。
NUREG-1307(译文见附件3)引用的Richland处置场计价表(详见ExhibitA.1)中有两项特殊付费,它们是:
持续照看和维护费(Perpetual Care and Maintenance Fees) $1.75/ft3(即
$61.7/m3) 场址监视费(Site Surveillance Fee) $6/ft3(即$211/m3)
推断前者相当于封闭后头5年的维护监督期费率,后者相当于95年行政看管期费率。
(5) 处置场封闭和稳定化基金
与NRC重视核电厂退役基金和尤卡山HLW处置场退役基金相似,NRC也十分重视LLW处置场的关闭基金,并充分反映在联邦法规之中。
§61.62节明确规定该基金有两个目的:第一,用于处置场地面设施的去污、拆除及处置场的封闭作业,这些作业相当于核电厂的退役作业;第二,用于处置场封闭后五年的维护和监管。
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从基金性质来说,和核电厂退役基金相类似,处置场封闭和稳定化基金是一项企业基金,而不是政府统一管理的基金。正因为它是一项企业基金,为防止落空,政府必须加强监管。§61.62节所规定的基金审查、监督办法与对核电厂退役基金的做法十分类似。即在执照申请阶段申请人就要提交保证额度,而且要以NRC批准的费用估计作基础;在营运阶段,持照人每年还要向NRC提交基金额度和担保机制的变动情况供审查。
还要尽可能减少基金保证品种的商业风险。能为NRC接受的基金保证的金融品种与核电厂退役基金十分相似,如存款证明,政府债券,第三方寄存账户,信托基金,担保契约和不可撤消的信用证等。
§61.24执照条件一节还专门提及处置场持照人一旦宣布破产的处理方式(见附件1)。这些都是相互配套的规避商业风险的机制。 自然由于LLW处置场和核电厂的收费来源不同,NRC对两者基金筹集的关注点也不尽相同。对核电厂而言,NRC关注的是退役基金筹集能否得到电价相关经济法规的保护,以及电力市场解除管制对退役基金筹集的可能影响。而处置场几乎处于专营和垄断地位,取费标准几乎不存在竞争的压力,因此法规对它的稳定化和封闭基金的来源以及是否要业主预付没有任何论述。
NUREG-1307(译文见附件3)引用的Barnwell处置场计价表(详表ExhibitA.2)中明确载明“处置场稳定化及封闭基金已包括在费率中”,据此推断该项基金是依靠从逐年废物处置收入中提取一笔经费存入专项信托账户而积累的。该项基金额度的大体数值尚有待查考。
1.3.7 历年送交商业处置场的LLW数量
图5是1985至1998历年送交商业处置场的LLW数量和1998年三个商业处置场所占份额。
对图5作以下几点说明:
?图中纵坐标是废物容积,单位为1000ft3,相当于28.37m3。
?送交处置的LLW来源:以1994的为例,全美处置的LLW为859×103ft3(约相当2.4万m3),其中44%来自核电厂,39.9%来自工业用户,13.4%来自政府机构,2.1%来自科研机构,0.6%来自医学部门。
?从图5可见,从80年代初到90年代末送交处置的LLW数量下降了几倍,这主要是处置费用的上升,使废物产生者注意从源头上控制废物产生量;另一方面在把废物送交处置场之前交由废物中间商负责减容。在美国大约有十家废物中间商帮助废物产生者(核电厂)做这种减容之类的废物管理服务。全美有NRC执照的大大小小LLW焚烧炉数量合计有70个。1998年处置量的大幅上升主要是送交Envirocare处置场的退役建筑废物大量增加的缘故。
1.3.8 美国商业LLW处置场计费办法
NRC为了给核电厂持照人定期调整其退役基金提供依据,专门收集商业LLW处置场的计费信息,汇总于NRC正式出版物NUREG-1307之中。该文件每两年更新一次,最新版本为2002年10月出版的第10版。该文件的摘译稿参见附件3。 本文前已述及,美国仍在开放的处置场只有三个,即南卡州的Barnwell,华盛顿州的Richland和犹他州的Envirocare。由于Envirocare只接受A级LLW,其处置范围不能复盖核电厂退役的更高比度的废物,所以NUREG-1307一般不直接把
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Envirocare的资料搜集在内。
在NUREG-1307的附录A中分别列出华盛顿州LLW处置场和南卡州Barnwell LLW处置场的价目表。华盛顿州LLW处置场的计费项目包括:场址准入费、废物容积费率、交货次数费率、容器数量费率、辐照剂量费率、混凝土工程屏障附加费、超重附加费、持续照看和维护费、业务和职业税、场址监视费、RCW43.2002.33规定的额外费和法规监管费。南卡州处置场对协议成员州和非成员州有两套计价表,计费项目包括:废物单重费率、放射性总量费率、剂量率附加费、大西洋协议委员会行政附加费等,并特别注明长期看管基金和处置场稳定化及封闭基金已包括在费率之中。 华盛顿州处置场的营运者是美国生态公司(US Ecology),按该报告详表A.1注解,其费率按委员会指令(Commission’s Order)调整。推测该委员会是西北协议各州组成的委员会(在该报告序中则说华盛顿州处置场的处理费逐年由该州公用和运输委员会在送废物者计划容积的基础上确定,并规定一个运行回报的上限)。南卡州处置场的营运者是核化学系统公司(Chem-Nuclear Systems),按该报告译表A.2注解,其费率由南卡州预算和控制局(S.C.Budget and Control Board)批准(在该报告序中则说Barnwell的处置费将逐年由南卡州公用事业委员会确定,并为运营留许可利润)。 依据美国联邦法规10CFR50.75规定,核电厂退役基金最低保证额度按以下公式逐年调整(参见本文1.4.2.2节): F(第X年币值)=F(1986币值)×(0.65Lx+0.13Ex+0.22Bx)该公式中,Bx是放射性废物处置费调整因子。NUREG-1307 Rev.10给出Bx历史变动情况如表4(注:不论Richland还是Barnwell,其Bx都以Richland 1986年PWR/BWR收费标准来归一)。为了扣除通货膨胀的影响,笔者根据美国劳工部全美城市消费者消费价格指数重新定义了一个Bx′如下:
Bx′=Bx×(CPI1986÷CPIx)
式中CPI1986和CPIx分别为1986年第x年的消费价格指数。计算结果如表5
表4 Bx历史变化趋势
年份 Richland处置场 PWR 1986 1.000 1995 2.015 1996 2.845 1997 3.112 1998 3.165 2000 2.223 2002 3.634 BWR 1.000 1.878 3.294 6.264 14.403 3.375 14.549 Barnwell处置场 大西洋协议成员 非大西洋协议成员 PWR BWR PWR 18.129 18.732 BWR 16.244 16.705 12.824 10.420 12.771 10.379 15.852 13.837 15.886 13.948 17.922 15.987 17.922 15.988 11
表5. Bx′历史变化趋势
年份 1986 1995 1996 1997 1998 2000 2002 Richland处置场 PWR 1.000 1.469 2.020 2.144 2.147 1.443 2.249 BWR 1.000 1.369 2.338 4.315 9.768 2.191 9.004 Barnwell处置场 大西洋协议成员 非大西洋协议成员 PWR 9.351 9.065 10.920 10.774 11.091 BWR 7.598 7.367 9.532 9.460 9.894 PWR 11.771 11.592 BWR 10.547 10.338 11.637 10.380 由表5可见,扣除消费价格上涨因素后,从1986年到2002年期间处置场收费涨幅达1.2至10.1倍不等(Barnwell 1986年初始价待查)。附带说明一点,由于PWR和BWR的退役废物品种不同,即使送同一个处置场处置,其处置费的涨幅也不一样。笔者对处置费计算办法不敢妄加讨论,但联系到NRC五人领导层成员Dicus 1998年演讲(附件2),不难推测如此大的涨幅和价格忽上忽下的背后,在很大程度上,有地方利益驱动因素。
1.4 美国核电厂退役基金监管 1.4.1 核电厂退役的基本概念 退役是将一个核装置永久地退出服役并将执照场址内放射性水平减少到终止NRC执照所许可的水平。
一般而言,退役的方法有三种:
去污法(DECON)——在终止运行后将装置和现场包含有放射性污染物的设备、结构通过移走或去污以达执照终止允许水平。
安贮法(SAFSTOR)——装置被置于和保持在安全稳定的状态,直到通过随后去污或拆除达到执照终止允许水平。
埋葬法(ENTOMB)——把放射性的结构,系统和部件埋入长寿的物质如混凝土之中。埋葬构筑物要适当维护,连续监督,直到放射性衰减到执照终止许可水平。 NRC承认头两种方法的某种结合是可以接受的。例如持照人可对电厂先作部分去污再转入贮存期,随后再完成去污和拆除。
由于核电厂绝大多数浓缩物中所含核素即使100年后仍超过非限制使用限值,因而埋葬法通常不可行。
退役阶段划分如图6,NRC对退役过程的监管大致如下:
(1)向NRC呈交“永久终止运行证书”和“永久移走燃料证书”标志着装置永久终止运行,并开始转入退役阶段。只有呈报了这两个证书之后才能免除那些由于装置不在运行状态而对保护公众健康和安全不再必要的法规要求,如应急堆芯冷却系统可接受准则、安全壳泄漏试验、堆压力容器防脆断措施……等。
(2)在永久终止运行前或两年内,向NRC呈交“停闭后退役活动报告
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(PSDAR)”。虽然并不要求PSDAR得到NRC的批准,但NRC要检查PSDAR内容是否符合法规要求。如NRC发现PSDAR有偏差,则在NRC主持公众会议前书面通知持照人补充内容。如果呈送PSDAR 90天内没有收到NRC有关修正偏差的书面通知,且已呈送了“永久终止运行证书”和“永久移走燃料证书”,主要退役活动即可开始。
(3)在永久终止运行2年内必须向NRC呈交“特定场址退役费估计”(可包含于PSDAR内)。之前,只能动用退役基金的23%,用于退役计划和退役前期活动。在呈交“特定场址退役费估计”之后,才可动用其余77%的退役基金。
(4)NRC根据PSDAR(及持照人的PSDAR变更通知),编制退役活动检查计划。
(5)要求在终止运行60年内完成退役活动,即从永久终止运行到批准执照终止的时间跨度是60年。至少在计划执照终止前2年必须向NRC呈交“执照终止计划”。 有关退役过程及其法规规定可参见译文“NRC管理导则R.G.1.184:《核动力堆退役》(2000年7月)”(附件4)。 1.4.2法规规定的退役费保证额度
1.4.2.1最低保证额度 10CFR50.75规定了退役基金合理保证的最低额度F(1986币值)如表6。应该说明,10CFR50.75所规定的退役费范围是指放射学退役活动的花费。它不包括退役期间现场乏燃料(乏燃料池内或干法)贮存和管理的费用(在运送能源部之前),不包括乏燃料运输和处置费,也不包括非放射性结构和材料的拆除和处置费。10CFR50.75的译文见附件5《美国联邦法规有关动力堆退役费的规定——10CFR50.75退役计划的呈报和记录保持》
1.4.2.2 调整因子
10CFR50.75规定持照人必须按价格水平逐年调整退役基金,其调整因子至少等于0.65L+0.13E+0.22B,也即第X年的退役基金F(第x年币值)应为:
F(第x年币值)=F(1986币值)·(0.65Lx+0.13Ex+0.22Bx)(1)
其中Lx、Ex、Bx分别为从1986年1月到第x年1月劳工费调整因子、能源费调整因子和放射性废物处置费调整因子。Lx,Ex按美国劳工部劳动统计局公布的数据计算。为指导Bx的计算,NRC定期出版NUREG-1307“废物处置取费报告——在低水平废物处置场处置退役废物费用的变化”的更新版,至今已有第10版。RUREG-1307的摘译稿见附件3。
表6 10CFR50.75规定的退役基金最低保证额度F(1986币值) 反应堆类型 PWR 功率水平 ≥3400MWt 1200MWt≤P<3400MWt (小于1200 MWt时取P=1200 MWt) ≥3400MWt 1200MWt≤P<3400MWt (小于1200 MWt时取P=1200 MWt) F(1986年币值) 百万美元 $105 $ (75+0.0088P) $135 $(104+0.009P) BWR
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1.4.2.3 退役基金最低保证额的原始出处
上世纪70年代末NRC委托美国西北太平洋实验室从事退役工艺和费用的研究,并于1978年6月和1980年6月先后发表了两份研究报告:NUREG/CR-0130“参考压水堆核电站退役工艺、安全和费用”和NUREG/CR-0672“参考沸水堆核电站退役工艺、安全和费用”。随后数年,两份报告增加了几份补遗,对数据作了修正。 所分析机组热功率规模均取3400MWt(相当电功率1150MWe),费用按立即拆除加以估计,所有费用修正到1986年1月美元币值。其中放射性废物处置费以华盛顿州Richland处置场的1986年收费标准加以计算。表中所列费用均包括了25%不可预见费。
表7把各种退役费用归成三类,它们各自具有类似浮动趋势:(1)劳工、材料和服务;(2)能源和废物运输;(3)放射性废物处置。从表7可见PWR和BWR三类费用占总费用的百分比略有不同,但考虑到数字包含的不确定性和已打入不可预见系数,如本文1.4.2.2节引用的10CFR50.75调整公式,即本文公式(1)之中,三类费用的百分比取两者的平均值。
表7是引自这两份报告的参考核电站(单机组)退役费构成。
表7 核电站退役费构成(1986年1月美元) 参考PWR机组 参考BWR机组 M(1986$) 系数 M(1986$) 系数 17.98 35.12 劳工 1.64 4.03 设备 3.12 3.71 供应 12.9 21.1 合同商 1.9 1.9 保险 10.9 8.14 容器 7.5 4.4 附加职员 1.2 0.2 附加供应 0.78 0.71 特殊容器 7.4 7.4 前期工程设计 0.9 0.1 三里岛后更改 0.31 监督 - 0.14 0.14 附加费 66.67 A=0.64 86.95 A=0.66 分项合计 能源 运输 8.31 6.08 14.39 22.48 103.54 B=0.14 C=0.22 8.84 7.54 16.38 29.98 133.31 B=0.12 C=0.22 费用分项 分项合计 废物处置 总计
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1.4.2.4 从1986年到2002年美国核电站退役费费实际调整幅度
NUREG1307 Rev.10计算了2002年几个典型例子,综合列于表8。表列退役费均指单台3400MWt机组。
表8美国不同地区参考压水堆/参考沸水堆退役基金保证额度的调整
(从1986至2002)
堆型 区域 PWR 西部 PWR PWR BWR 东北部 东北部 中西部 LLW处置选择 华盛顿州Richland 南卡州Barnwell 和废物商(Weste Venders)签合同 和废物商(Weste Venders)签合同 退役费 M$(86) 105 105 105 135 L E B 退役费M $(2002) 1.775 0.985 3.634 1.862 0.985 17.922 1.862 0.985 9.273 1.788 0.965 8.860 219 555 355 437 从表8可见,美国各地区劳工费从1986年至2002年上涨了75.5﹪至86.2﹪;能源费略有下降,而由于废物处置场的不同,从1986年至2002年废物处置费上涨幅度差别很大。主要由于废物处置费的差异,美国不同地区的一台PWR(3400MWt)的退役费(2002年币值)可能在2.19亿美元到5.55亿美元之间变化。
这里附带说一句,能源费用略有下降主要得益于石油价格的下跌。以PWR为例,能源费调整因子的计算公式是:
0.58px0.42fxEx?? (2)
p1986f1986其中P和f分别为工业用电电价指数和轻质燃油价格指数。在1986至2002年
期间前者从114.2略为上涨到136.9,而后者却从82.0降为56.6。所以这期间能源费调整因子按公式(2)计算略有下降。
1.4.3退役基金财务保障机制 美国核电厂退役基金虽然由业主掌管,但NRC有一定的监管权力,以保障核电厂的退役有足够的资金。
NRC对持照人财务资格的审查可见标准评审计划(NUREG-1577,Rev.1)。评审包括建造许可(CP)、运行执照(OL)和退役基金三个方面。该版评审计划已考虑到电力市场解除管制、核电资产重组等一些新局面。
1.4.3.1 退役基金的财务安排方法要为NRC所接受
10CFR50.75列举了为NRC所接受的五种退役基金的财务安排: (1) 预付;
(2) 外部偿债基金; (3) 担保或保险;
(4) 如持照人为联邦、州或地方政府,出具意向书;
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(5) 客户(如购电方)的合同义务。
如果持照人是电力公司,而非政府,则第(4)种安排不适用。就第(5)种安排而言,法规规定售电合同所得退役费必须存入外部偿债基金,也即汇入到第(2)种安排之中。至于担保或保险,都是在被保人不能履行义务时才起作用。因此一般情况下核电厂最终关闭时刻头两项财务安排的总额加上应得回报之和应满足退役基金所要求的额度。
头两项财务安排只是拨入退役基金的时间上的差异。如在核电厂运行前有一笔资金拨入退役基金,则称为预付;如在核电厂运行后逐年拨入退役基金则称为外部偿债基金。两者财务安排形式都可以是信托、第三方寄存帐户、政府基金、存款证明等。上述任一种安排都必须与持照人的资产相分离,不受持照人的行政控制,以规避持照人的财务风险(破产)。虽然信托与第三方寄存、存款证明相比,对破产的风险有更大的保护作用,但它既然是一种投资形式(有回报率),本身也存在风险,在标准评审计划(NUREG-1577,Rev.1)中,要求信托公司的穆迪评级至少是“BBB”。此外NRC认为外部信托应包括多种投资组合,一项投资的损失不应对信托基金的总值有显著影响,而且一旦某项投资如确已发生损失,则应调整随后的基金筹集计划。 标准评审计划(NUREG-1577,Rev.1)特别提到用持照人自己发行的债券或其它核电厂持照人的债券作为外部偿债基金是不合适的。
导则R.G.1.159Rev.1推荐了能为NRC接受的各种财务保证文件的样本,其中包含有NRC认为必须列入的一些重要条款。
1.4.3.2法规规定了较完善的监管过程 NRC对退役基金的监管大体可归为如下四个步骤:
第一步:呈报退役基金初始估计(initial estimate)及财务安排。
初始估计就是按10CFR50.75规定的参考PWR/参考BWR退役基金最低保证额度,作功率水平和价格浮动修正,即可获得(见本文第1.4.2节),并不要求针对各核电厂装置特点作专门估算。呈报的财务安排必须附有有效的财务文件证明。法规要求持照人要每年调整该最低保证额度,并每两年向NRC报告一次。NRC要审查最低保证额度的计算是否正确,财务安排是否符合要求(本文第1.4.3.1节),以及退役基金到位计划是否确当。
第二步:在预计永久终止运行前五年呈报退役费初步估计(preliminary decommissioning cost estimate),要包括对可能影响退役费的主要因素作出评估和基金额调整计划。如果基金有什么重大短缺,在最后五年运行期内尚来得及纠正。 第三步:在永久终止运行后两年内呈报特定场址退役费估计(site-specific decommissioning cost estimate)。可把它理解为正式的退役预算。在呈报此估算前只能动用退役基金的23%。
在退役过程中如果要改变退役活动方式、修订里程计划或总费用上升20%、里程碑费用上升25%时,持照人都要向NRC呈报PSDAR的变更。法规规定持照人实施任何退役活动不能导致以下情况:可能阻碍现场未来非限制使用;出现未评价过的环境影响;退役基金不再能有合理的保证。
第四步:在预计终止执照前两年,也即退役最后阶段,呈报执照终止计划(LTP)时一并呈报特定场址未完退役活动费用更新估计(updated site-specific estimate of remaining decommissioning costs),也即审查有否足够剩余资金完成全部退役活动。
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为给各阶段退役费用估计提供指导,NRC已起草导则草案DG-1085“Standard Format and Content of Decommissioning Cost Estimates for Nuclear Power Reactors”。 1.4.4对NRC监管退役基金有效性的独立评估
在美国电力市场解除管制的前景下电力公司是否有足够基金来满足核电厂退役需要是国会关注的重要课题。美国国会责成其附属机构政府问责局(原名General Accounting Office,现改为Government Accountability Office)提交了一份独立评估报告(GAO/RCED-99-75)全面评价了截止1997年12月全美核电厂退役基金积累状况。 该报告的译文参见附件6“GAO/RCED-99-75,核法规:为确保核电厂退役基金的积累需要加强监管——GAO应国会质询所作报告”。 从该报告可以较好地了解到美国核电厂退役监管法规历史演变的背景、核电厂退役基金积累状况和遇到的问题、NRC对电力公司财务监督的局限性及GAO对改进核法规的建议。
该评估报告最主要的结论是:
基于对退役费上涨速率、基金投资净回报率和电厂预期运行寿命等因素的最可能假定(又称基线假定)条件所作分析表明到1997年底全美76户拥有在运或关闭核电厂的持照人中有36户基金积累总额未达预期水平。
在同样的基线假定下,报告还把76户持照人1997年度的基金筹集量与为达足额基金而在机组剩余寿期内应保持的年度筹集量作了对比,发现大多数持照人近来已提高了年度基金积累速率以弥补基金早期的短缺,但仍有17户持照人的年度筹集速率没有达到为满足其退役义务的要求速率。这17户持照人当中有15户是属于1997年底基积累总额未达预期值者。
该局专家D.G.Williams 于2002年废物管理年会上报告“核电厂退役基金的充分度” (“Adequacy of Funds for Nuclear Plant Decommissioning ”in 《Nuclear Plant Journal July/ August 2002》)反映了三年后(即截止到2000年底)的新情况: 基金积累总额未达预期值的持照人户数已从1997年末的36户降为2000年末的24户。基金积累总额的迅速改善主要是因为在1998年至1999年期间基金财务资产的市值普遍有显著上升。
2000年年度基金筹集量低于年度筹集速率要求的持照人户数却从1997年的17户上升到2000年的20户。也即2000年度基金筹集速率稍有下降。该文特别强调这20户当中,有14户的基金积累总额与预期值相比要少25﹪或更多。
文章强调,对于那些基金积累额未达预期值的持照人,在未来年份要提高其年度贡献额,以保证满足未来退役对资金的需求。
文章还给出了2000年全美国退役基金积累的总体数据:按NRC标准所有美国核电厂退役费用总额度为350亿美元(2000币值),2000年美国核电厂业主累计退役基金资产总额290亿美元。由于核电厂业主退役基金只有86﹪能用于NRC定义的放射性退役活动(其余14﹪用于非放射性相关退役活动),所以2000年只有250亿美元能用于NRC定义的放射性退役活动基金。
从以上概要引述可以看出,美国核电厂退役基金的筹集情况相当复杂,远非万事大吉。至于GAO对改进核法规的建议和NRC的反馈意见本文从略。
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1.5 美国高放废物基金和退役基金在国家财税制度中的差别
美国能源部报告“联邦财政对能源市场的干预和补贴1999:一次能源(Federal Financial Interventions and Subsidies in Energy Markets 1999:Primary Energy)”把对一次能源的联邦财政补贴分为四种类别:
第一类,直接补贴:如对再生能源生产的鼓励补贴;
第二类,各种税费优惠或减免:如为了减少石油进口对天然气生产和提高油井回采率的税费优惠;
第三类,研发工作财政支助; 第四类,能源消费税和专项基金。
由于第四类与本文主题相关,在此稍加引述。
为了给高速公路、水道、空港和其它基础设施项目提供基金而征收消费税已有很长历史,能源相关的消费税和相应专项基金在过去20年已变得相当普遍。它是一种把能源生产和消费的某些社会成本内置化的一种机制。专项基金有两大构成:第一部分为联邦政府向一特定工业项目征收消费税,第二部分为联邦政府承担某种支付或赔付的责任,这种支付或赔付常常关系到环保、安全或健康的课题。某些情况下,赔付责任形式上是归于工业部门的,但由于现存法律的不当定义,使其转嫁到联邦政府身上。这一类别是否最终需要政府的财政拨款具有不确定性。至今绝大多数专项基金有盈余,唯一有赤字而需联邦拨款的专项基金是煤矿工人黑肺病基金。以1999财政年度为例,该项基金的平衡账为:年初总赤字58.37亿美元,当年征收煤矿消费税6.38亿美元,其它收益2百万美元,当年赔付10.21亿美元,年末总赤字上升为62.18亿美元。
该报告把乏燃料处置专项基金和其它一些专项费率(fees)也归为此类,从国家财税制度上讲,它们属“国家预算内(on-budget)”基金。由于高放废物处置影响到安全、环境和健康,所以1982年核废物政策法规定由联邦政府负责为核电厂乏燃料及军工高放废物提供永久处置条件。1999年财政年度该专项基金的平衡账为:年初资产总额72.37亿美元,当年上交处置费率6.42亿美元,当年投资收益5.07亿美元,当年支出1.85亿美元,年末资产总额82.01亿美元。
同归此类的还有三个铀浓缩扩散厂的去污和退役基金。这是按1992年能源政策法建立的专项基金,也是美国铀浓缩项目私营化法律框架的组成部分。它按过去15年军工和民用所占分离功份额摊算年度财政拨款和当前业主应交纳份额。1999财政年度该项基金的平衡账为:年初结存12.72亿美元,当年汇集1.71亿美元,利息和财政拨付4.74亿美元,当年支出2.23亿美元,年末结存16.94亿美元。
该报告把核电厂退役基金列作“国家预算外(off-budget)”专项基金。它与“国家预算内(on-budget)”基金不同在于核电厂退役费用的法律责任完全属核电厂业主,联邦政府不会有任何补贴。
美国铀矿尾料的责任,按1978年划分。1978年前废弃的铀矿及其尾料由联邦政府承担整治责任,之后由矿山业主负责。
该报告还专门提及,处理核事故赔偿的Price-Anderson法也属一种联邦政府的补贴。迄今联邦政府尚未为此有任何财政支付,但凭借此法案,每一运行机组的保险费得以下降,因而也降低了核电厂运行费用,也算是一种隐性的补贴。
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2.瑞典放射性废物管理概况 2.1 瑞典核电厂
瑞典共有四座核电厂、12台机组,它们分别是:
Ringhals核电厂共四台机组:1号机为沸水堆,865MWe,1976年商运,其余三台为压水堆,电功率分别为915、960和960MWe,商运日期分别为1975、1981和1983年。
Forsmark核电厂共三台机组:均为沸水堆,电功率分别为1004、1004和1200MWe,商运日期分别为1980、1981和1985年。
Oskarshamn核电厂共三台机组:均为沸水堆,电功率分别为465、630和1200MWe,商运日期分别为1972、1974和1985年。
Barseback核电厂共二台机组:均为沸水堆,电功率均为615MWe,商运日期分别为1975和1977年。1号机已于1999年12月永久关闭。
四座核电厂的地理位置示于图7。
后面将要述及,瑞典核废料基金是按核电机组发电寿期25年予以摊算的。到2002年满25年发电寿期的机组已达6台,它们是:Ringhals1/2,Oskarshamn1/2和Barseback1/2。
在近年来瑞典核电行业出现某些资产重组行动之后,四座核电厂的运营公司和业主情况如下:
Ringhals和Barseback原运行公司是彼此独立的业主Ringhals AB和Sydkraft Karnkraft AB。1999年11月30日,它们各自的业主Vattenfall AB(Vattenfalls是国有资产公司)和Sydkraft AB决定成立联合的运行公司“Ringhals Group”,该联合运行公司负责Ringhals四台机和Barseback二号机的运行,并为永久停运的一号机提供服务。同时Sydkraft AB仍拥有Barseback二台机的产权,并承担这两台机退役的责任。
Forsmark核电厂的运行公司为Forsmark Kraftgrupp AB,其主要控股公司为Vattenfall AB。
Oskarshamn核电厂的运行公司为OKG AB,其54.5﹪股权属Sydkraft AB,而另45.5﹪的股权则已属芬兰的能源集团Forturn。
2.2核废物基金 2.2.1 参考资料
瑞典核监管机构——瑞典核电核查局(The Swedish Nuclear Power Inspectorate-SKI)有一篇介绍瑞典核废物基金的综合材料“Financing-Covering the expenses for nuclear waste”,参见附件8“瑞典核废物基金”。 本文完稿后,笔者又发现了”Plan 2003-Costs for management of the radioactive waste products from nuclear power production”,它较详细地描述了计算方法和最新数据,译稿作为附件14.
2.2.2 法律框架
第一项法案:核活动法(Act on Nuclear Activities)
该法案有条款规定反应堆的持照人对核废物的安全管理和最终处置负有技术和财
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务责任。
第二项法案:乏燃料等废物未来费用的资金安排法(The Act on the Financing of Future Expenses of Spent Nuclear Fuel etc.)
该法案对废物基金的筹集和管理办法作了进一步规定。推断该法案有两个版本。第一版本在1981年由议会通过,并于1982年开始实施。其标志是从1982年开始废物基金从公司内部基金转为国家基金。第二版本1992年由议会通过,在该版本中增加了基金的财务担保新要求。
第三项法案:Studsvik法
该法案规定各核电厂为瑞典的一座原型发电堆(Agesta)和位于Studsvik的两座研究堆及一座铀矿提供退役基金。
2.2.3 瑞典核废物基金的涵盖范围
法律规定所筹集的核废物基金只涵盖乏燃料的管理和处置、核电厂退役及退役废物的处置,以及相关的研发费用。核电厂运行废物的处置费用不属核废物基金的范畴,由核电厂另作财务安排。
2.2.4瑞典核废物基金历史演变 ?在二十世纪七十年代,各电力公司为其未来废物管理费用建立内部基金。 ?1982年是“资金安排法”生效的第一年,各公司内部基金转移到按该法建立的政府运作的资金体系。
?1996年新资金体系:建立了“核废物基金委员会”,并要求核电厂业主提供两类额外担保:
担保Ⅰ:核电厂逐年上缴的退役基金是按25年发电寿期摊算的,如果某反应堆必须在25年赢利期结束前关闭,则“担保Ⅰ”将向核废物基金转移一笔资金以补足该反应堆应缴纳基金缺额。“担保Ⅰ”的额度与运行年限有关,运行年限越长,担保额越低。堆龄等于或大于25年,担保额降为零。
担保Ⅱ:在核电厂关闭后出现基金短缺时,各核电厂的“担保Ⅱ”将共同补足缺额。
2.2.5 基金的财务流程
对基金的财务流程(参见图8)简述如下:
每年瑞典乏燃料及废物管理公司SKB AB(该公司的情况后面还将介绍)对乏燃料中间贮存、乏燃料最终处置设施的选址和建设,乏燃料封套制造工厂及乏燃料封装工厂及核电厂退役的总费用作一次计算。
SKI负责评审SKB AB的上述计算,并据此向政府提出年度核废物基金的费率和担保额的建议,最终由政府决定费率。
核废物费率包含在电价之中,通过电力公司上缴给核废物基金。
SKI和核废物基金委员会都属环境部领导,从文件描述笔者推测两者涉及基金管理的分工为基金委员会的责任是对基金投资作决定,管资金保值增值的大事;而SKI负责对SKB AB的账目作审计,因而对基金的“返还”(即支出)作决定。 据SKI介绍文章(附件8),基金委员会每年有可供订购的年报,其中将披露基金管理详情。猜想从中可进一步搞清委员会管辖权限。
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2.2.6 核废物基金总需求和筹集情况
资料“Activities 1997-SKB AB”提供的资金总需求相关估计是(1997年1月价格水平): 从1997年起未来总费用 449亿克朗 到1997年已花费约(其中包括没有由基金开支
的SFR花费10亿克朗) 110亿克朗
因此,废物管理总费用应为 560亿克朗
以上估计基于的废物量按所有机组运行25年计算。而在此寿期内销售电量为1600TWh,售电总收入为1万亿克朗(其中税费6000亿克朗),单位电价为0.625克朗/kWh。
据此估计,政府决定1997年的基金费率如表10
表10 1997年核废物基金费率
电厂 Barseback Ringhals Forsmark Oskarshamn
各电力公司除按以上费率上缴基金外,还必须作出保险安排,为1998年所作保险总额为70亿克朗。
该份资料给出到1997年基金积累额的统计如表11。
表11 到1997年核废物基金的积累额(亿克朗)
缴纳 利息等盈利 支取 1997年12月31日平衡账 1997年 1982年-1997年累计额 7.03 19.24 5.71 200.44 128.10 99.67 228.87 费率(克朗/kWh) 0.004 0.010 0.016 0.008 表11中所列累计支取额为99.67亿克朗,与前述到1997年已花费110亿克朗是相符的,因为SFR(中低放废物处置设施)的10亿克朗花费没有从基金中支取。 把上述资金总需求和到1997年资金积累额与附件8有关数据相对照,彼此数额差别不大,两者似乎都基于1997年的估计。
按SKB AB 2001年年报公佈的基金积累图(见图9)估计,到2001年年底,基金缴纳和盈余总额为387亿克朗,扣除109.7亿克朗支取,年底基金总余额上升至277.3亿克朗。
该年报公佈的2001年-2002年基金费率和保险额度如表12。
表12 2001/2002年核废物基金费率及2001年保险额
电厂
2001年费率(克朗2002年费率(克朗2001年保险额(亿克21
/kWh) Barseback Ringhals Forsmark Oskashamn 总计 0.000 0.010 0.012 0.006 /kWh) 0.000 0.008 0.012 0.005 朗) 8.90 19.80 4.90 33.60 将表12与表10相比可见,随着各电厂发电寿期到达25年的机组数增加该电厂费率显著下降。此外由于机组提前关闭的风险降低从1997年到2001年4年间,保险总额也从70亿克朗降到33.60亿克朗。 2.2.7 电力公司年报中反映的废物基金 瑞典核电公司的年报中一般均包含有当年提取核废物基金的情况。附件9、10分别为Ringhals Group 2002年年报和OKG AB 2001/2003年年报有关段落的摘译。 从Ringhals Group年年报中,可以看出涉及放射性废物管理三项费用在财务上是清楚地分别列出的,以2001年为例,它们是:
(1)按“资金安排法”上缴核废物基金:2.50663亿克朗,该值对应于Ringhals四台机25.066TWh发电量和0.01克朗/kWh费率。由于Barseback机组费率已降到0,所以该值对集团和母公司均是同一数值;
(2)按“Studsvik法”上缴的核废物基金:Vattenfall上缴0.3798亿克朗,该值对应于Ringhals四台机25.066TWh的发电量,而集团(包括Ringhals、Barseback两个电厂)上缴的0.44242亿克朗,则对应于Ringhals四台机和Barseback 2号机的总发电量29.494TWh。费率比附件8所列小了一个量级,为0.0015克朗/kWh(笔者怀疑“Finacing”原文此值有误)。此外,Barseback电厂虽然从2001年已不再为自己电厂上缴核废物基金,但仍继续按发电量核算上缴“Studsvik”费。
(3)为运行低中放废物提取准备金:如本文2.2.3节所述,瑞典国家核废物基金不涵盖核电厂运行阶段产生的中低放废物。从附件9可见,2001年Vattenfall为Ringhals提取中低放废物准备金为32.586百万克朗,而Barseback当年提取的中低放废物准备金为13.973百万克朗(表中集团值扣减Vattenfall值)。作为一个粗略概念,笔者把这些值除以各自装机容量,得到单位MWe的中低放废物准备金水平为:
Ringhals: 8807克朗/MWe年 Barseback: 11360克朗/MWe年
笔者对OKG AB的年报也作了核算,认定表中当年支付核废物基金额、当年费率和当年发电量(2001年至2003年Oskarshamn发电量分别为16.881、13.500和13.800TWh)三者是相一致的。但该年报未列出“Studsvik”费,原因不详。 此外如将OKG AB 2001年提取的中低放废物准备金除以装机容量,得到单位MWe中低放废物准备金水平为:
Oskarshamn: 11068克朗/MWe年 2.2.8 核废物基金分配分析 附件8 3.2节给出了核废物基金已花费和将要花费的总资金约600亿克朗(1997年价格水平)。本文借用该节1997年以后核废物费用构成百分比来分割这600亿总资
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金,得出废物管理各环节总费用的粗略概念为: (1)燃料中间贮存(CLAB) 108亿克朗 (2)燃料包装 60亿克朗 (3)燃料后处理(已中止) 60亿克朗 (4)燃料及高放最终处置 126亿克朗 (5)运输 30亿克朗 (6)退役拆卸 126亿克朗 (7)中低放(SFR) 36亿克朗 (8)废物公司运作费(SKB) 54亿克朗
笔者试图将上列8项费用重新归併成两类,其中(1)至(4)项显然属于乏燃料处置。由于第(7)项的中低放废物处置(SFR)费用不包含核电厂运行废物费用(核电厂运行产生的中放废物运到SFR时要向核电厂另收费),因此基本可把第(7)项与第(6)项合併归为核电厂退役费用(忽略SFR也接收乏燃料中间贮存场CLAB产生的中低放废物)。剩下第(5)项运输和第(8)项SKB运作费,粗略假定乏燃料处置和核电厂退役各占一半。按上述粗略归类可得:
乏燃料贮存、运输、包装和处置总费用为 396亿克朗 核电厂退役及其废物处置费用为 204亿克朗 2.2.9 乏燃料管理费用单价估计 根据上节费用粗略划分,笔者试图对瑞典乏燃料管理全流程单价作如下框算: 瑞典12座核电厂25年售电1600TWh,设厂用电4﹪,则毛发电量为1666.7TWh。设乏燃料平均燃耗为33000MWD/TU,此值是按燃料发出的热功率统计的,如果热效
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率为33.3﹪,则每吨铀的发电量平均为2.64×10 kWh。则上述25年发电量相当于卸出6313吨乏燃料。
1997年1美元等于7.5克朗,由此可框算出瑞典乏燃料管理全流程单价为$836(1997年币值)/kgU.
经合组织出版物“核燃料循环经济(The Economics of the Nuclear Fuel Cycle,1994)”中乏燃料直接处置选项价格分析即以瑞典SKB资料为基础。该书所列瑞典乏燃料直接处置设施规模为 8000吨乏燃料,其分项流程单价为:
运输/贮存:210ECU/kgU(未贴现)
230ECU/kgU(5﹪贴现,平准化到CLAB建成日)
包装/处置:360ECU/kgU(未贴现)
610ECU/kgU(5﹪贴现,平准化到最终处置场建成
日,比CLAB建成日晚35年)
该出版物以1991年美元币值为准,假定1ECU=1$.由于我们尚不清楚本文2.2.8节引用的449亿克朗未来总费用是否都已作贴现处理,所以还不能把上列$836/kgU粗估单价与经合组织数据作直接比较。
2.2.10 退役费与美国退役基金最低保证值对比 23
如本文2.2.8节框算,瑞典12台核电机组总退役费为240亿克朗,相当于27.2亿美元(1997年币值)。 如果按10CFR50.75所规定的退役费最低保证值来计算,瑞典12台机总退役费最低保证值应为:
$14.382亿(1986年币值)
按NUREG1307和美国劳工部统计数字把上述最低保证值调整到1997年,各调整因子为:
劳工费调整因子 L(1997美西部)=1.451 能源费调整因子 E(1997 ,PWR)=1.029 E(1997, BWR)=1.020
退役LLW处置费调整因子 (按华盛顿州Richland处置场费率) B(1997, PWR)=3.112 B(1997,BWR)=6.264
则按美国标准1997年瑞典12台机退役费最低保证值应上升到 $33.216亿(1997
年币值) 计算参数及结果列于表13
2.3 瑞典与核废物管理相关的政府监督部门和机构
与核废物管理相关的政府监督部门和机构共五个,都受瑞典环境部领导,它们是: 2.3.1 瑞典核电检查局(SKI) SKI负责监督核电厂和核废物设施的安全。SKI也负责评估核废物管理计划和评估SKB核废物管费用年度估算报告,并向政府提交年度核废物基金费率和担保额的建议。
SKI约110名职员。
2.3.2 瑞典辐射防护研究所(SSI) SSI负责建立核电厂和核废物设施工作人员及周围居民许可辐射剂量限值,并监管核电厂及核废物设施的环境。 SSI约130名职员。 2.3.3 核废物基金委员会 1996年成立,其任务是管理核废物基金的资产,对基金投资作决定。委员会由7名委员组成,由政府指定人选。委员会无自身职员,“瑞典法律、财务和行政服务局”为该委员会提供行政服务,所以有文件说核废物基金由该局管理(administered)。 2.3.4 核废物管理咨询委员会KASAM KASAM是环境部领导的一个独立委员会,1992年成立,是核废物领域的政府咨询机构,在核废物最终处置的重要领域,如工艺、自然科学、伦理学、法律和社会科学等方面提供独立的专家意见。 2.3.5 国家核废物处置协调委员会 在乏燃料处置库选址可行性研究方面,负责与地方市政当局协调
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2.4 瑞典乏燃料及废物管理公司SKB AB 瑞典各核电公司为了履行核废物管理的义务,联合组建了瑞典乏燃料及废物管理公司SKB AB。该公司不仅负责现有废物设施的管理,也负责废物管理的研发工作。该公司拥有已投入使用的废物设施,主要包括:
乏燃料中间贮存场CLAB,它位于Oskarshamn核电厂厂址附近(见图7); 中低放废物处置场SFR,它位于Forsmark核电厂厂址附近(见图7); 放射性废物运输专用船Sigyn。
按1997年年报,全时或部分时间参与SKB研发工作和核废物操作和贮存工作的有300人,其中110人为SKB雇员(2001年已上升至157人)。乏燃料贮存场CLAB的运行通过合同由OKG电力公司承包,其工作人员约100人。中低放废物处置场SFR通
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表13 按美国规定估算瑞典12台机组退役基金最低保证值 6 F(1986)$10 机组 堆型 Pt(MWt) 0.0088Pt F(1986) L(1997)或0.009Pt R1 R2 R3 R4 F1 F2 F3 O1 O2 O3 B1 B2 SUM BWR PWR PWR PWR BWR BWR BWR BWR BWR BWR BWR BWR 2595 2745 2880 2880 3012 3012 3600 1395 1890 3600 1845 1845 23.355 24.156 25.344 25.344 27.108 27.108 12.555 17.010 16.605 16.605 127.355 99.156 100.344 100.344 131.108 131.108 135.000 116.555 121.010 135.000 120.605 120.605 1438.19 1.451 1.451 1.451 1.451 1.451 1.451 1.451 1.451 1.451 1.451 1.451 1.451 0.9432 0.9432 0.9432 0.9432 0.9432 0.9432 0.9432 0.9432 0.9432 0.9432 0.9432 0.9432 1.020 1.029 1.029 1.029 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 0.1326 0.1338 0.1338 0.1338 0.1326 0.1326 0.1326 0.1326 0.1326 0.1326 0.1326 0.1326 6.264 3.112 3.112 3.112 6.264 6.264 6.264 6.264 6.264 6.264 6.264 6.264 1.3781 0.6846 0.6846 0.6846 1.3781 1.3781 1.3781 1.3781 1.3781 1.3781 1.3781 1.3781 ALBECBE(1997) B(1997) (1997) (1997) (1997) AL+ BE+ CB+ 2.4539 1.7616 1.7616 1.7616 2.4539 2.4539 2.4539 2.4539 2.4539 2.4539 2.4539 2.4539 F(1997) 6 $10 312.516 174.673 176.766 176.766 321.726 321.726 331.277 286.014 296.946 331.277 295.953 295.953 3321.293 26
过合同由Forsmark电厂承包,其工作人员约15人。承担运输服务的约30人. 2001年年报中,SKB自称是非营利公司,其资金绝大多数来自其业主——瑞典各核电公司,这些公司按年费率向“核废物基金”缴费,SKB再从“核废物基金”获取拨款,用于瑞典乏燃料和核废物管理系统的发展和运作支出。其中一小部分活动(SFR等),SKB也收取核电公司的直接支付和海外咨询费。 以2001年为例,SKB的净收入为8.95815亿克朗(包括2.20305亿克朗资产投资),扣除当年支出(合同、行政、研发等)8.91056亿克朗和0.04759亿克朗财务和税费后,年度净收益为0。
2.5 瑞典核废物管理工艺路线 2.5.1 高放废物的处置 瑞典曾从事过乏燃料后处理研究,后决定终止,如今研发工作全部立足于乏燃料深地层直接处置。
瑞典四座核电厂共同建造了一座乏燃料中间贮存场(CLAB),1985年投运。它位于Oskarshamn核电厂附近(见图7),CLAB采取水池贮存方案,贮存水池位于地下25m的岩层内,如图10所示。乏燃料至少先在核电厂暂存一年,然后通过海运,送往CLAB,乏燃料在CLAB贮存约30~40年。CLAB原设计容量为5000吨乏燃料,将容量扩大至8000吨的扩建工程将于2004年完成调试。
高放废物处置场场址尚处于研究勘探阶段,有三个供选择的区域,一个靠近Forsmark核电厂,一个靠近Oskarshamn核电厂,第三个处于两核电厂之间的Nykoping地区(见图11) 。
处置方案示于图12。处置井位于地下500米岩层内。燃料由铜包套(图中的②)作为工程屏障,铜包套外面由膨润土包围(图中的③),以隔离地下渗水。在处置井顶部的巷道空间填充膨润土和砂子的掺合物(图中的④)。这也是一种可回取的方案。 在Oskarshamn核电厂附件的Aspo地下450米深处已挖掘了3.6公里长的巷道作为硬岩床实验室,有7个国家参与开发研究。 2.5.2 中低放废物的处置 四座核电厂已共同建造了一座中低放废物处置场(SFR),1988年投运,该处置场靠近Forsmark核电厂(图7),建于地面以下50米的岩层内。 有两条平行一公里长的斜隧道从地表下降到处置库,一条运送废物,另一条运送人员。处置库有一个深50m的圆柱竖井(Silo)和四条各有160m长的水平仓(Vaults)。 竖井(见图13)主要用来处置废树脂等中放废物,这些废物中所含放射性占了SFR总放射性的绝大部分。在竖井混凝土壁和岩层之间充以膨润土,以阻挡水的侵入。竖井分成若干垂直的空间,在废物放入后用混凝土充填。竖井顶部有遥控吊车。 水平仓(见图14)按接受中放废物和低放废物分别设计。接受低放废物的水平仓是通仓,无隔间,用叉车操作。接受中放废物的水平仓被分隔成若干单元(Pits),用遥控吊车操作。
SFR已建成库存容量为6万m3,至2001年末,累计处置废物已占该库容的46﹪。将来库容可扩大以接受10万m3核电厂退役废物。这里附带说一句,笔者按美国资料类比估计,瑞典12台机组退役废物总容积有21万m3,如果扣除建筑物沾污材料,则剩4.4万m3。因此笔者推断退役产生的建筑物沾污材料不会送SFR处置。
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尽管SFR既接收中放废物,也接收低放废物,但也有核电厂如Ringhals把低放运行废物在电厂附近就地处置。
在Ringhals工业用地范围内有一处浅地表处置场(SLB),它由两部分构成(见图15):废物掩埋区和渗析水过滤床。为避免发生沉降,SLB放置于经封闭处理的岩床表面。不可压缩废物置于中央,以使SLB形成一个小山包外形。在不可压缩废物的周围和上部再放置其它废物包。所有废物包之间的空隙用排水材料充填,顶部用冰碛石作封闭层。构造的目标是保持掩埋区干燥并能有效屏蔽辐射。过滤床材料为砂子、蜗牛壳和有机材料。从SLB来的渗析水通过过滤床,延缓向大海的排放,并使水携带的物质滞留下来。在床的底部设一排水层把渗析水导向大海,并定期对渗析水作取样分析。从SLB一幅照片(图16)上可见,有人站在堆放好的废物包上用料斗倾倒砂子,Ringhals电厂建筑在不远处隐约可见。 2.6 瑞典中低放废物处置费估算 SKB 2001年年报给出SFR四年运行统计如表14:
表14 SFR年处置量及运行费
年代 1998 1999 2000 2001 接收废物量(m3) 1563 1935 1179 1360 运行费用(百万克朗) 22.5 24.9 25.2 24.6 按四年平均,每年平均接收废物为1509.5 m3/年,平均年运行费为24.3百万克朗/年,运行费单价为16098克朗/ m3。
SKB 1997年年报列出SFR初始投资为7.4亿克朗。按60000 m3库容摊算比投资为12333克朗/ m3。
由此,SFR处置中低放总成本约28431克朗/ m3,或约为$3791/ m3。由于SFR建于地下50m岩层内,处置成本应较高。
以上总成本尚不包括运输费,按SKB 1997年年报,运输系统一年运行费用为18百万克朗,假设运送乏燃料(从核电厂到CLAB)和运行中低放废物(从核电厂到SFR)各占一半,则运输单价约为5962克朗/m3或$795/ m3。
如果按上述年接收1509.5 m3/年规模,,则与中低放废物处置相关的SFR运行费、SFR初投资折旧和运输费合计为51.9167百万克朗/年。
按本文2.2.7分析,核电厂每年为中低放废物提取准备金的比例在8800至11360克朗/MWe年。瑞典12台机装机总量为10433MWe,乘以上述准备金比例的中值得到瑞典四座核电厂提取准备金总额约为1.04亿克朗量级。该值显著高于SFR处置年度总成本。差别原因可能有三:第一各电厂准备金逐年有显著结存(参见附件8、9的平衡表);第二并非全部低放废物送SFR处置;第三电厂中低放准备金也许包含废物整备费用。
3.芬兰放射性废物管理概况 3.1参考资料
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附件11 芬兰的核废物管理(摘译)——芬兰核废物处置公司(POSIVA) 附件12 芬兰Olkiluoto和Loviisa核电厂的核废物管理,2001年度述评——
芬兰核废物处置公司(POSIVA)(摘译) 3.2芬兰核电厂
芬兰共有2座核电厂,4台机组。它们分别是:Olkiluoto核电厂,2台机组,均
为BWR型,单机容量扩容至870MWe,分别于1979年和1982年投入商运,其业主及运行公司为TVO;Loviisa核电厂,2台机组,均为VVER—440型,单机容量扩容至510MWe,分别于1977年和1981年投入商运,其业主及运行公司为Fortum(原为IVO)。 2003年12月TVO与Framatome签定合同,在Olkiluoto建一台EPR型欧洲新一代压水堆,容量为1600MWe,预计2009年建成。 3.3核废物管理原则 3.3.1法律框架 (1)1988年生效的核能法(Nuclear Energy Act)规定了核废物管理的原则,明确了义务、许可证制度和基金保障。
(2)1994年核能法修正案,规定芬兰产生的所有核废物必须在芬兰境内处置,不允许国外产生的核废物进口。按此修正案,禁止再把Loviisa的乏燃料运往俄罗斯。
(3)国家核废物管理基金条例(Statute on State Nuclear Waste Management Fund)规定了基金的筹措和管理办法。
3.3.2 法律责任
按核能法规定,TVO和Fortum这两个核电公司对其产生的所有核废物的管理、贮存和处置负法律责任,并有义务为这些废物的管理计划提供基金。
如3.3.1节所述,1994年核能法修正案禁止再把Loviisa的乏燃料运往俄罗斯,这促使两个电力公司在1995年决定成立合资子公司——芬兰核废物处置公司(POSIVA),TVO和Fortum各控股60﹪和40﹪。POSIVA负责联合的乏燃料处置研发工作和乏燃料处置库的建设和运营。而两座核电厂的乏燃料中间贮存、中低放废物的管理和退役计划分别由TVO和Fortum分别负责。
在两个核电厂关闭后,POSIVA将继续负责核废物管理计划的协调工作,而核电厂将建立各自的退役组织机构,负责电厂拆除和处置活动的计划和管理。 3.3.3 政府行政职能
在芬兰,颁佈核装置的法规和颁发执照的权力是政府内阁和它直接领导下的贸工部(KTM)。而芬兰辐射和核安全中心(STUK)则承担对核装置安全及其运行实施监管的责任。在核废物管理领域政府职能划分也不例外(见图17)。 芬兰核装置的建设和运行执照的审批过程比其它国家更严格,一项核装置必须先由议会通过政策决议(Decision-in-Principle,DiP)之后,政府才能颁发其建设和运行执照。
此外在STUK的咨询机构“核安全委员会”内下设一个核废物专门委员会。
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3.3.4 核废物管理基金
芬兰核废物管理的主要原则是核废物产生者负责其废物的管理并向核废物管理基金支付相关费用。该基金是为未来费用所作准备,不列入国家预算,是由贸工部(KTM)控制的一种外部基金。 贸工部每年确定电力公司对“国家核废物管理基金”的支付额。这项未来废物管理所需资金由电力公司作为电价的一部分而提前征收,约占核电生产费用的10﹪。 存入基金的资金将在实施废物处置管理的不同阶段按比例发还给电力公司。 3.4 芬兰核废物管理的工艺路线 3.4.1 乏燃料
芬兰乏燃料也采取深地层直接处置路线。其技术方案与瑞典十分相似,并与瑞典SKB有合作协议。与瑞典不相同的一个主要之点是乏燃料中间贮存由两个核电厂分别负责。 芬兰乏燃料处置项目原计划总容量为2600吨,它对应于Loviisa设计寿期30年和Olkiluoto设计寿期40年。根据2003年POSIVA年报披露,议会通过的政策决议(DiP)已把容量扩大为6500吨,即将在建的Olkiluoto 3号机组包括在内,并考虑把所有机组运行寿期延长到60年。 芬兰议会已于2001年批准了乏燃料处置的DiP。按此决议,乏燃料处置可基于类似于瑞典的KBS-3技术路线开展研发工作,并批准场址在Olkiluoto。 贸工部确定乏燃料处置库接收乏燃料的日期为2020年。POSIVA拟定的整个处置项目的总时间表如图18。 由图18可见,在Olkiluoto建设的一个地质实验室ONKALO要于2010年建成,并于同年完成处置库设计。这两个里程碑将为2012年向政府提交处置库建造许可证申请创造条件。处置过程将从2020年一直持续到2125年。2125年到2130年完成处置库退役和封闭作业。 3.4.2 运行中低放废物的处置
Olkiluoto和Loviisa核电厂都在核电厂厂址内的岩床内挖掘了中低放废物处置库。 Olkiluoto中低放废物处置库VLJ(见图19)于1992年投入运行,到2001年已累计处置3671 m3中低放运行废物。
由图19可见,废物将沿蜿蜓倾斜的运输隧道下降到吊车大厅,再被吊入两个地下60m到95m深的处置园仓(silo),一个处置中放废物,另一个处置低放废物。 Loviisa核电厂的中低放废物处置库建于地下110m,它包括处置低放废物(或称维修废物)的两条水平隧道和一个处置中放废物的大厅。该库于1997年投入运行,到2001年仅处置了1031 m3低放废物。 3.5 芬兰核电厂退役计划
芬兰核电厂退役计划每5年更新一次。与拟订和更新退役计划相联系,两核电厂还着手与退役相关的研究工作,如:退役废物放射性核素存量和辐射水平的测量和计算、反应堆等大件处置方案研究、退役废物豁免值研究、处置库扩容规划设
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计(两核电厂都打算把厂址内中低放废物处置库扩容以接纳退役废物)、处置库结构材料的耐久试验、退役费用估算和开展国际合作。 3.6 芬兰核废物管理基金积累情况
根据1997年、2001年和2002年三份核废物管理年度述评(2001年述评见附件12)披露的数据,芬兰核废物管理基金积累情况汇总于表15。
表15 芬兰核废物管理基金历史积累(单位:百万EUR)
核电公司 TVO 年份 1997 2001 2002 Fortum(前1997 IVO) 2001 2002 当年目标额度 524.2 656.2 693.2 262.1 485.6 515.2 当年末责任额度 606.3 693.2 732.2 441.4 515.2 545.1 次年目标额度 558.0 693.2 732.2 312.2 515.2 545.1 芬兰的做法是,每年按废物管理的法律责任额度确定一次基金目标额度。法律责任额度包含该核算年末累计的所有废物管理的未来经费。法律责任额度和基金目标额度的差额由保险提供。 上表所列汇总数据印证了附件12的说法,即2002年的基金目标额度首次达到了责任额度。因而2002年度述评里把两者差额由保险提供一句话也删除了。 1997年述评披露原数据是芬兰马克,在编入表15时已按1芬兰马克等于0.16819欧元换算。 在以上引述的核废物管理基金中我们不知道乏燃料处置和核电厂退役各占多少百分比。不过从POSIVA另一份材料“Into Olkiluoto Bedrock—Final disposal of spent nuclear fuel in Finland”中大致可知道2600吨乏燃料处置的总经费(2001年价格水平)。其估算如下: 乏燃料处置库建造费 228 百万EUR 乏燃料封套及其它运行费 538 百万EUR 处置库封闭费 52 百万EUR 总计 818 百万EUR
笔者推算乏燃料直接处置的单价为EUR314.6/kgU。尽管芬兰和瑞典在乏燃料处置上选择相同的技术路线,但上述单价似乎远低于瑞典乏燃料处置单价(参见本文2.2.9节),这有待进一步考证和分析。 尚不清楚芬兰如何估算退役费,作为一个概念,如果按美国计算办法,退役废物按Richland处置场收费标准,则笔者估算芬兰4台机退役费最低保证值为15.13亿美元(2001年币值)。如假定1$=1EUR,则4台机退役和乏燃料处置总基金要达到23.31亿EUR水平。如表15所示,芬兰两电厂2002年基金目标额之和已达12.77亿EUR。而2001年至2002年两电厂基金共增长0.689亿EUR。如按此增长速度,在两电厂设计原寿命终止日,累计上缴基金额达到笔者框算的基金总额是不成问题的。
4.三国放射性废物管理制度的若干特点
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4.1 除涉及军工项目外,所有放射性废物管理项目定位为商业行为,而非行政行为 虽然放射性废物管理项目关系环境保护和子孙后代,有的项目运行期和影响年限还相当长,但除涉军工外都定位为商业行为。
如本文1.3节介绍,美国把低放废物按行政管辖分成两类。一类为军工科研、军工生产、军备运转产生的LLW,统称“能源部LLW”,由能源部负责处置;另一类主要是核电厂的废物,统称“商业LLW”。虽然对于“商业LLW”的处置也要有立法(如美国1980年“低放废物政策法”),也要有配套的法规(如美国联邦法规10CFR61),但既然将其冠以“商业” 头衔,则“商业LLW”的处置场就不属“官办”,而是让私营公司去经营,“废物生产者”和“废物处置者”之间的废物转移通过商业行为去解决。
核电厂的退役,作为放射性污染防治的重大项目,其持续时间也很长(在核电厂关闭后持续60年),国家也要监管其退役基金,但在美国,这笔基金不由国家统管,而是一种企业内部基金,或如本文1.5节所述,是“国家预算外”基金。退役活动本身也是由持照人(核电厂业主,也即私营公司)操办。
在瑞典乏燃料及退役基金虽已由企业内部基金改为国家统管基金,但按其性质也属“国家预算外”基金。不论是乏燃料处置、中低放废物处置还是核电厂退役都是由核电厂业主或它们的子公司负责。
芬兰的情况与瑞典十分类似,只是中低放处置和乏燃料中间贮存都比瑞典要分散些。
4.2 对商办废物管理项目,国家政府监管责任的一个重要方面就是要设法从法律制度上规避商业风险
作为规避商业风险的最重要手段,三个国家都从法律制度上规定了设立乏燃料处置基金和核电厂退役基金,以免使废物治理成为后代的负担。
美国把商业核电厂乏燃料的处置与军用高放废物结合在一起,采用“官办”的方式。“官办”并非没有风险,如本文1.5节所述,这种安排存在政府补贴的可能性,所以按0.1美分/kW.h费率建立的乏燃料基金归为“政府预算内”基金,操办该项目的政府机构既要对消费者(购电者已交费)负责,又要对纳税者负责。
美国核电厂退役基金、瑞典和芬兰的乏燃料处置和核电厂退役基金都属于“政府预算外”基金,其技术路线、项目实施和经费,都由私营企业对消费者负责,与纳税人无关,政府仅是监督职能。如本文1.5节所引美国能源部报告,这些基金的提取办法都类似于“消费税”,即把这些费用以一定费率“内置化”到核电成本之中,由消费者承担。
4.3 基金的管理形式与管理办法必须配套
即使都属“政府预算外”基金,其管理形式也有企业内部管理和国家管理两种。 瑞典和芬兰的乏燃料处置和核电厂退役基金由专门的基金委员会管理。该委员会掌控基金的投资和增值,因而对商业风险的管理相对集中。在这两个国家乏燃料处置和核电厂退役的研发工作、未来费用估算、和年度费率测算都由核电厂共建的一家子公司(瑞典是SKB,芬兰是POSIVA)统一负责。国家主管机关只是审查批准年度费率和核准年度支出。这样一种体制下,由于各电力母公司对子公司(即SKB、POSIVA)有控制权,从费率确定直到逐年支取,各电力公司本质上有发言权,政府干预水平降到最低,政府也不承担任何“补贴”责任。这与基金属“国家预算外”这一性质相一
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致,由电力公司对消费者负责。
在美国,核电厂业主有77家,退役基金如由国家统一管理将变得十分复杂,笔者推测这是该国退役基金采用企业内部管理的一个客观原因。
对于“企业内部”形式的退役基金,美国政府的一套监管办法在“严格监管”和“企业自主”之间取得适当平衡:
一方面法规规定了退役基金合理保证的最低额度,和年度调整计算办法;另一方面法规也规定了可以把企业自身对退役费的估计(site specific estimates)作为基金额度的基础,尽管这些自我估算要交NRC审查。
一方面法规允许企业采用各种金融手段来汇集和管理(包括投资)退役基金;另一方面法规和导则又对为NRC所认可的各种手段作了十分详尽的规定,规定了信用证或保险合约的标准文本,规定了所选信托公司的穆迪评级至少是“BBB”等等。其中最重要的一个限定就是进入退役基金账中的金融手段都必须与持照人的资产相分离,不受持照人对现金和流动资产的行政控制。
一方面企业拥有基金使用的支配权;另一方面法规对前期花费额有限定,并要求里程碑费用和总费用上升达到某百分比即应上报。 4.4 对中低放废物处置场的财务风险监管
在瑞典和芬兰,核电厂运行废物或已在本厂厂址内处置(如瑞典Ringhals在本厂厂址内处置低放废物,芬兰的两个核电厂均在各自厂址内处置中低放废物),或已为集中处置(如瑞典的SFR)单独付款。此外退役废物的费用已包括在国家监管的废物基金之中。因此这两个国家没有再为监管中低放废物处置的财务拟定专门法规。 如本文1.3.6节所述,在美国,对商业LLW处置场的监管与核电厂相类似,NRC要审查处置场持照人的财务资格,法规要求处置场持照人必须为满足处置场封闭和稳定化基金作出保证,这相当于对核电厂的退役基金要求。 4.5 规避中低放废物处置场封闭后无人管的风险
中低放废物处置场的封闭和稳定化作业是其生命循环的最后阶段,在此阶段仍需要实施有相当规模工程活动。这与退役是核电厂生命循环中仍有相当工程活动的最后阶段十分相似。但从风险监管上讲两者又有所不同。对核电厂而言,退役结束,核电厂厂址内不再贮存放射性物质,因而不再有辐射危害的风险。而封闭和稳定化作业后的中低放处置场,地表以下仍埋有相当数量的放射性物质,仍存在一定程度的辐射风险。
如本文1.3.6节所述,美国联邦法规规定LLW处置场封闭以后还要有一个95年(加上封闭作业后营运者看管和维护5年,共100年)的看管期,在此期间NRC仍要以行政许可证(执照)的方式继续维持其监管职能。
作为美国管理法规的一个特殊点,它把LLW处置场封闭以后的长期看管责任划归地方行政当局。为此在法规中有一系列专门规定,包括处置场的土地所有权应属地方行政当局;私有土地要为转成行政当局拥有而作出付费安排;处置场经营者不拥有土地所有权,经营者仅通过租约而拥有土地使用权;处置场经营者要为95年看管期的费用作出财务保证;封闭且完成5年维护后处置场的执照将发生转移。
瑞典和芬兰的废物处置设施封闭后是否仍要监管,监管期有多长,谁承担已封闭处置设施的看管责任等有待进一步调研。
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图1 美国军工LLW处置场
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永久终止运行日的确定 初始活动 制定退役计划 图6 退役时间表
主要退役活动 贮存准备或拆除 公众会议30天 时间期间可变 与执照终止相关活动 2年 执照终止 呈交执照终止计划 <3% 退役基金用 3%~23%的退役基金 于制定退役计划 用于放射性退役 放射性退役信托基金的其余份额 退役基金的使用 2年内 呈交特定场址退役费估计 35 <2年 90天 呈交PSDAR 30天 呈交永久终止运行证书 呈交永久移走燃料证书
在SKI建议的基础上 政府决定费率 电力用户
核废物费率包含在电价中
电力公司 核废物基金 SKI决定基金的支付 SKB AB
反应堆拆卸 SFR CLAB 永久处置 研发 运输
图8 基金的财务流程
TVO IVO(现为Fortum) 法规 执照 POSIVA Oy 贸易和工业部( KTM ) 监督 芬兰辐射和核安全中心研究机构、大学、咨询公司、 (STUK) 合同商 图17 芬兰核废物管理
政府内阁 36
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