周暉雨

一個市場經(jīng)濟國家乏燃料處理路線的選擇，本質還是在于能源的價格。選擇阿?，m的在熱堆中燃燒后處理產生的鈾和钚的技術，從經(jīng)濟和打好基礎的角度來講更適合我國。

2015年11月2日，法國總統(tǒng)奧朗德訪華之際，中法兩國在經(jīng)濟和貿易領域簽署了一系列合作協(xié)議。其中就核廢料回收簽署一項工業(yè)合作協(xié)議，價值高達200億歐元（約合人民幣1395.56億元）。本次合作是建立在2015年6月30日兩國政府簽署《中法深化民用核能合作的聯(lián)合聲明》的基礎上，也是中核集團、阿?，m、法國電力三方簽署的《關于落實中法國家聯(lián)合聲明的全球合作實施方案》務實體現(xiàn)。標志著未來中核集團將與阿?，m在核燃料循環(huán)全產業(yè)鏈的全面合作，合作領域涵蓋了鈾、前端、再循環(huán)、物流和退役等。

此次簽約所涉及中法合作建設的中國核循環(huán)項目參照法國阿格核循環(huán)廠，由中核集團負責建設，法國核能巨頭阿?，m集團承擔總體技術責任，項目占地3平方公里，具有三方面功能：一是每年處理800噸的國內核電站乏燃料，通過核循環(huán)提高鈾資源利用率，為核電可持續(xù)發(fā)展保駕護航；二是建設乏燃料離堆貯存中心，一期貯存能力為3000噸，對核電站卸出的燃料進行大規(guī)模貯存與后期管理，讓核電更安全；三是將高放廢液玻璃固化，實現(xiàn)高放廢物長期管理的固有安全，讓核電更清潔。

核燃料循環(huán)的三種技術比較

為什么中核選擇的合作伙伴是法國阿海琺，這要從什么是核燃料循環(huán)說起，核燃料循環(huán)有3種主要型式：

1、一次通過，即直接處置，將使用過的燃料元件（乏燃料）不進行后處理，經(jīng)過冷卻、包裝后作為廢物直接送到深地質層處置或長期貯存。目前我國，美國和國際上大部分國家都采用這種方式，這種處理方式技術比較先進的國家是瑞典，目前瑞典的乏燃料存放在Simpevarp核電站附近位于地下60米的濕法乏燃料中間儲存設施（CLAB）之中。由瑞典核燃料與廢物管理公司（SKB）負責高放廢物地質處置工作。采取的技術路線是用深地質處置方法在結晶巖（花崗巖）中處置乏燃料。

2、熱中子堆（主要是壓水堆我國的在役核電站，未來大規(guī)模興建的華龍一號和AP1000都屬于熱中子堆）中再循環(huán)。使用過的燃料元件經(jīng)后處理回收其中未用完的鈾和新產生的钚，返回重新制造元件，循環(huán)使用。在國際上來說擁有此技術的國家寥寥無幾，雖然法國，俄羅斯，英國和美國都擁有這項技術。但真正在運行的壓水堆中大規(guī)模使用通過乏燃料后處理提取的大量堆后鈾和钚的國家只有法國一個。據(jù)法國電力公司估算，其約20%的發(fā)電量來自回收材料钚和鈾。英國雖然也源源不斷從乏燃料中提取鈾和钚，但是沒有將其投入在役電站中循環(huán)使用，而是儲存了起來。

俄羅斯既沒有大規(guī)模從乏燃料中提取鈾和钚，也沒有在在役核電站上循環(huán)使用。而美國在早期的時候曾經(jīng)決定要對核廢料進行后處理，但在1976年時任總統(tǒng)格納德福禁止這一可循環(huán)的做法，并且他的繼任者對此也是支持態(tài)度，他們認為這會帶來潛在的危險，因為钚也可以用于制造核武。所以美國雖然擁有技術但沒有應用，美俄2大核能巨頭的缺席直接導致了法國成為擁有規(guī)模最大、工藝最成熟、技術最先進的商業(yè)乏燃料后處理及再循環(huán)產業(yè)的國家

3、快中子增殖堆中再循環(huán)?？熘凶釉鲋扯讶剂嫌深泻拓毣櫂嫵伞Ｊ褂眠^后，經(jīng)后處理回收其中鈾和钚，返回循環(huán)使用。我國，法國，美國，日本和俄羅斯都擁有此技術。在這方面技術遙遙領先，一騎絕塵于排行第二的法國，其采用快堆技術B600的別洛雅爾斯克核電站，是全球運行時間最長的快堆核電站。于2015年測試運行的同樣位于別洛雅爾斯克核電站的BN800快堆反應堆，是目前全球建設成本和運行成本最低，最接近商用堆的快堆堆型。而法國雖然于1967年投運了實驗快堆，1973年投運了“鳳凰”快堆，1986年投運了“超鳳凰”快堆，法國政府起初打算到2000年后將“超鳳凰”型快堆投入大規(guī)模應用。

然而，到了上世紀80年代，石油價格下降，天然鈾價格也隨之下降，而燃料循環(huán)后段價格卻在上升，加之快堆研發(fā)挫折不斷，法國不得不調整核燃料循環(huán)戰(zhàn)略，轉向在熱堆中燃燒后處理產生的鈾和钚。而曾寄予其厚望的而“超鳳凰”快堆，由于是意大利、德國和法國三國合建的快堆，矛盾較多，經(jīng)過一段時間的運行后發(fā)現(xiàn)很難賺錢，在1994年因冷卻回路泄漏而被迫停堆后（（該堆自1986年開始投入運行以來一直受到類似故障的困擾，其滿功率運行時間總計不6個月，與之鮮明對比的是，俄羅斯的BN600快堆長期滿功率運行，而且從沒有出現(xiàn)過重大事故），加上法國綠黨反核，被總理若斯潘下令徹底關停了

中國的乏燃料處理技術路徑選擇

根據(jù)規(guī)劃，到2020年，我國核電在運裝機將達到5800萬千瓦，越來越多的核電站投入運行，也帶來了越來越多的乏燃料，使用過后的乏燃料如果不進行處理，一是會造成鈾資源浪費，二是未處理的乏燃料放射性衰變周期太長。但是經(jīng)過核循環(huán)處理之后，不僅可以制造混合氧化物燃料（MOX燃料）投入在役核電站中使用，提高資源利用效率，而且同時還可大大減少高放廢物量，提高安全性。

所以，我國早就制定了“核燃料循環(huán)+快堆模式”的戰(zhàn)略規(guī)劃，在發(fā)展核電的同時，統(tǒng)籌核能事業(yè)發(fā)展需要，積極推進乏燃料后處理、快堆及MOX燃料制造等產業(yè)和技術發(fā)展。一邊獨立自主研發(fā)快堆和乏燃料處理技術，一邊和俄羅斯和法國進行技術方面的合作和談判。

在法國阿?，m于2007年完成“一體化再循環(huán)工廠”的設計的時候，我國甚至想直接購買其最新后處理廠技術，但因為當時阿?，m財務情況良好，而且我國技術相對落后，所以阿?，m不太愿意出讓技術漫天要價，此事沒有談成，但2011年起，阿海琺開始連續(xù)虧損——2011年虧損24.24億歐元，2012年虧損0.99億歐元，2013年虧損4.94億歐元。到了2014年，阿?，m凈虧損激增至48億歐元，已超過其37億歐元的市值。

從核燃料循環(huán)前端的天然鈾開采到鈾轉化、濃縮以及核燃料元件制造，再到反應堆設計、施工，以及后端的乏燃料處理，阿?，m旗下各條業(yè)務線幾乎均處于虧損狀態(tài)。而在阿?，m連續(xù)虧損的這幾年我國經(jīng)濟和政治實力以及核能應用技術都有了很大的提高，此消彼長的情況下，和法國乏燃料有了新的合作進展也情理之中。有趣的是與之對應的是我國和俄羅斯的合作，我國早早就在2009年和俄羅斯達成了在福建三明建設快堆的協(xié)議，而俄羅斯當時之所以答應中國出口快堆技術，主要是2008年下半年的時候遭遇了經(jīng)濟危機，在當年下半年到2011年上半年這段時間里遭遇了自1999—2008年俄羅斯經(jīng)濟高速增長期以來的首次高速下跌，GDP負增長。在此情況下為了經(jīng)濟向中國出口技術也情理之中，而我國一方面因為2011年的福島事件，核電緩速發(fā)展，一方面因為與同等大小的傳統(tǒng)反應堆相比，每個快堆的造價大約貴10億到20億美元，而且俄方要價又略高，所以遲遲沒有實質性的進展.

而2011年下半年-2013年上半年，俄羅斯經(jīng)濟又回復了高速增長，度過了因為經(jīng)濟忽然負增長的恐慌心理。所以在開始變卦，提高了要價。以至于今天BN800項目上還有沒有實質性的進展，而我國一方面做好了走自主快堆路線的準備，一方面為了提高以后和俄羅斯談判的籌碼，啟動了在福建霞浦的首個中國快堆核電示范工程項目。2014年下半年以來，俄羅斯經(jīng)濟因為烏克蘭事件受到國際社會的制裁再次衰退，未來我們和俄羅斯在快堆上的合作獲得實質性的進展也是有很大可能。

一個市場經(jīng)濟國家乏燃料處理路線的選擇，本質還是在于能源的價格，在石油價格低迷和電動汽車蓬勃發(fā)展的今天，如果從市場的角度來考慮的話，我相信我國快堆技術和俄方合作，和快堆發(fā)展上不會像發(fā)展高鐵和大型壓水堆一樣跨越發(fā)展，一方面是采用快中子增殖堆中再循環(huán)解決方案，每蓋4座壓水堆就需要建造一座快堆，才能處理它們產生的核廢料，而快堆高昂的成本帶來巨大的成本，第二個方面是我國在核廢料處理技術上還相對落后，基礎比較薄弱，雖然快堆因為401實驗堆的原因，有一定的技術，但MOX燃料和乏燃料處理技術還是落后于發(fā)達國家的，走和法國一樣的發(fā)展在熱堆中燃燒后處理產生的鈾和钚從經(jīng)濟和打好基礎的角度來講更適合我國，畢竟法國的乏燃料處理技術和MOX燃料技術是商業(yè)化的，成熟度，而俄羅斯快堆技術雖然和其他國家比相對成熟，但并沒有成熟到商業(yè)化的地步。endprint