中國核科技信息與經濟研究院 劉群 張紅林 韓紹陽

核電站乏燃料一方面是核電站的產物，另一方面也是核燃料循環(huán)的重要物質基礎，不同國家根據其核能戰(zhàn)略、核電定位、經濟實力、技術水平、公眾接受度以及核不擴散、國際市場天然鈾供應等多種因素，制定了本國核電站乏燃料管理策略。從技術上，乏燃料管理策略分為后處理和不后處理兩種情況，開展后處理的國家一般是為了實現閉式核燃料循環(huán)；不后處理的國家中，有的將乏燃料視同廢物直接進行深地質層處置，即真正的“一次通過”，而目前一些國家更傾向于將乏燃料進行可回取的處置，以后再決定最終處理處置手段。乏燃料管理策略隨著內外部因素的變化是動態(tài)變化的，如英國作為后處理能力曾位居世界第一的國家，宣布2020年開始不再開展乏燃料后處理工作。本研究通過對日本、法國、英國和美國等四個國家核電站乏燃料管理策略及與之相關的管理經費、管理責任和機構設置等方面的調研分析，總結了上述國家乏燃料管理的特點，為相關決策提供參考。

日本

自發(fā)展核電以來，日本在乏燃料后處理技術研發(fā)上一直不懈追求，是世界上唯一一個沒有核武器，但能夠生產武器級钚的國家。早在1956年，日本原子能委員會（JAEC）在《原子能利用長期規(guī)劃》中明確了“應盡可能在日本國內開展乏燃料后處理并實現閉式核燃料循環(huán)”的管理策略。

在乏燃料后處理方面，一是加強自主能力建設，自主建造的東海村后處理中試廠從1981年開始運行，出于安全考慮，2018年6月日本原子能委員批準報廢計劃，此后處理廠共處理過1100 噸不同類型的乏燃料；二是積極開展國際合作，20 世紀90年代，日本將總量7100 噸的乏燃料通過海路分別運往英國和法國進行后處理，目前，仍有6400 噸后處理回收鈾和30 多噸回收钚貯存在英國和法國。引進法國技術在建的6個所后處理廠嚴重脫期，據日本核燃料有限公司（JNFL）網站最新報道，預期將于2021年上半年投運。

在MOX（混合氧化物燃料）元件使用、制造與再利用方面，由于商業(yè)快堆計劃受阻，20 世紀70年代，提出了“钚熱計劃”，轉向在熱堆中使用MOX 元件，并在熱堆設計時就考慮使用MOX元件；從21 世紀初開始，經濟產業(yè)省先后批準了10個反應堆使用MOX 元件；福島核事故后，已重啟的9 臺機組中有2 臺在使用MOX 元件；計劃在6個所后處理廠投運后，將有16～18個反應堆使用MOX 元件，并將新建的大間核電站（Ohma）先進沸水堆的堆芯設計成全部使用MOX 元件。日本熱堆使用的MOX 元件主要從法國進口，少量從英國進口，在建的MOX 元件廠預計于2022年上半年投運。在再循環(huán)方面，2018年7月公布的日本能源計劃中首次允許電力公司將MOX 乏燃料視為核廢物，但是日本政府仍然考慮建造一座能夠處理MOX 乏燃料的后處理廠，以提高核燃料利用效率。

日本核燃料有限公司（JNFL）作為六個所后處理廠和MOX 元件廠的業(yè)主，負責后處理廠與MOX 元件廠的建造及后續(xù)運營、接收從法國和英國返回的高放廢物等。10 家電力公司持有JNFL91%的股份。

在乏燃料管理經費方面，2016年5月頒布了新的《乏燃料后處理執(zhí)行法》。相比2005年頒布的《乏燃料后處理基金法》，新法有兩點重要變化，一是經濟產業(yè)省批準成立了乏燃料后處理機構（SFRO），專門負責乏燃料后處理的管理，包括制定后處理總體規(guī)劃、后處理基金的征收與管理，以及與JNFL 簽訂商業(yè)合同，改變了乏燃料長期分散管理的模式；二是繳費標準發(fā)生變化，新法要求核電站業(yè)主向SFRO 按年繳納乏燃料后處理基金，數額要滿足對上一財年產生的乏燃料進行后處理及將回收的鈾和钚制成MOX 元件的資金需求，改變了之前按核電發(fā)電量繳費（每度電繳納0.5日元，約折計0.45 美分）的征收標準。2016年4月，日本開始實施電力零售市場全面開放的政策，增加了電力公司的競爭。按照新頒布的法律，無論是售出的核電還是沒有售出的核電，都要按照其產生的乏燃料數量進行繳費，以便穩(wěn)定乏燃料后處理廠建設的資金來源，確保后處理廠建設不會出現停滯。

法國

法國一直堅定地發(fā)展核電和實現閉式核燃料循環(huán)。20 世紀60、70年代，積極研發(fā)快堆的同時，在設計壓水堆核電站時就考慮使用MOX 元件。隨著后處理技術的成熟，1991年頒布了《放射性材料和廢物管理法》，確定了乏燃料管理以廢物最小化為目標。

法國的商業(yè)后處理及再循環(huán)工業(yè)是世界上規(guī)模最大、工藝最成熟、技術最先進的，不僅能夠承擔本國核電站乏燃料后處理，還能為其他多個國家提供乏燃料后處理服務。目前，法國電力公司（EDF）有20 座90 萬千瓦壓水堆使用MOX 元件，許可的裝料比例為30%。在乏燃料管理經費方面，2006年法國頒布的《放射性材料和廢物可持續(xù)管理計劃法》，規(guī)定所有核電站許可證持有者都必須對乏燃料管理和放射性廢物最終處置以及相關退役所需的費用進行測算，建立相應的儲備金且必須覆蓋上述所有費用。EDF 作為核電站業(yè)主，每年按每度電成本的10%繳納，作為乏燃料管理儲備金，并每3年向政府提交儲備金報告，接受政府部門的監(jiān)督檢查，如果發(fā)現儲備金不足，將對核電站進行處罰以補足儲備金額度。在保值增值方面，儲備金余額采用投資股票和債券等方式，投資回報率約4%～5%。

EDF 承擔乏燃料管理責任，并通過合同將乏燃料公路和海路運輸、乏燃料暫貯、后處理及MOX 元件制造等業(yè)務交給法國唯一一家專業(yè)化公司-ORANO 公司，現行合同的有效期是從2008年到2040年。

由于核電站業(yè)主承擔乏燃料管理責任，在乏燃料管理機構設置方面，政府沒有建立專門的乏燃料管理機構，而是由法國原子能與可替代能源委員會中的核能局負責管理，核能局的主要業(yè)務是管理第四代反應堆及配套核燃料循環(huán)。根據《核透明與核安全法》（TSN法），法國于2006年成立了核安全局這一獨立的行政管理機構，在乏燃料管理領域，負責頒布各類放射性材料和廢物管理方案。

圖1 美國乏燃料管理機構設置

英國

英國政府認為，只要后處理方案可行且乏燃料具有可預見的未來實際用途，就不應將乏燃料歸類為放射性廢物，乏燃料所有者必須考慮乏燃料是否后處理的問題。

隨著英國電力體制私有化改革，2008年EDF 宣布收購英國能源公司，在役的14 臺改進型氣冷堆核電機組（AGR）以及唯一的壓水堆Sizewell B核電機組，一起打包成為EDF 的資產，EDF 在英國成立了EDF 能源公司。這使得乏燃料管理復雜化，不同時期、不同反應堆的乏燃料，管理策略和責任主體不同，可以分為3 種情況，第一種是私有化以前的乏燃料，歸非政府性公共機構-核退役管理局（NDA）所有并由其下屬的塞拉菲爾德后處理廠負責后處理；第二種是私有化以后，AGR 產生的乏燃料，歸EDF 能源公司所有，EDF 能源公司與塞拉菲爾德后處理廠簽訂了后處理合同，由于其所屬的索普廠（Thorp）已于2018年11月停止后處理業(yè)務，之后產生的AGR 乏燃料將放入臨時貯存庫，未來決定處理處置方式；第三種是在役壓水堆Sizewell B 核電機組產生的乏燃料，EDF 決定不后處理，干法貯存到2080年，再進行可回取的地質處置。

2005年，英國政府重組英國能源公司時，要求建立新的獨立的“核責任基金”。2008年EDF 收購英國能源公司時，按照2008年《能源法》的要求，EDF每5年（或者核電站關閉前3年）編制退役策略和退役計劃，提交給NDA 審批，確保能夠承擔乏燃料處理處置、核設施退役和放射性廢物處置的費用。

值得注意的是，根據《英國乏燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯(lián)合公約》（2017年版），2020年開始英國將停止乏燃料后處理。壓水堆乏燃料在安全臨時存儲期后，交給規(guī)劃中的地質處置設施進行可回取的處置。

美國

美國是世界上最大的乏燃料產生國。出于防止核擴散的考慮，美國早在1970年就開始了核電站乏燃料和高放廢物地質處置的選址工作，1982年通過《核廢物政策法》，明確了核電站乏燃料采取深地質層處置的管理策略。由于選址程序復雜、政府多次換屆、公眾深度參與等原因，場址一直沒有最終落實。

在乏燃料管理經費方面，《核廢物政策法》要求建立“核廢物基金”，規(guī)定核電站的許可證持有者必須與能源部簽訂合同，為商用核電站產生的每度電繳納0.1 美分，用于對核電站乏燃料或者由乏燃料衍生出的高放廢物進行管理。2014年以前，核電企業(yè)每年約繳納8億美元。由于乏燃料地質處置場址一直沒有落實，大部分乏燃料采取核電站廠址內干法貯存?！逗藦U物政策法》明確規(guī)定了美國聯(lián)邦政府對所有民用乏燃料的管理責任，并規(guī)定能源部應不得遲于1998年1月31日開始處理乏燃料。能源部由于沒有履行《核廢物政策法》而遭到核電企業(yè)起訴，從2014年5月16日起美國政府停止向核電企業(yè)征收核廢物基金。目前，美國政府每年向核電企業(yè)支付8億美元，用于補償貯存乏燃料的費用。

為了實現核廢物基金的保值增值并降低投資風險，此基金僅投資國債，并以“核廢物基金”單獨賬戶的形式納入聯(lián)邦預算，至2017年9月底，此基金含利息總額達403億美元（約合2680億元RMB）。

能源部成立了專門的乏燃料管理機構（如圖1 所示），以加強政府管理。另外，在乏燃料管理方面，環(huán)境保護署（EPA）負責制定普遍適用的環(huán)境保護標準,核管會（NRC）負責制定相關法規(guī)，以遵守EPA 制定的標準。

為了能夠盡早將核電站乏燃料外運，在2013年美國藍帶委員會提出的《乏燃料與高放廢物管理和處置戰(zhàn)略》基礎上，2018年美國眾議院通過《核廢物政策修訂案》，要求重啟尤卡山處置庫的許可證審批程序，同時也指示美國能源部在尤卡山項目建設的同時，建造一個臨時儲存設施，盡早接收退役反應堆的乏燃料。

圖2 相關國家核電站乏燃料管理關系圖

總結

通過立法明確乏燃料管理策略、管理經費、機構設置與管理職責。上述國家都是通過國家立法明確了乏燃料管理策略：建立了相應的乏燃料管理收費機制，明確了經費的征收方法、使用范圍和保值增值的管理要求；建立了相應的管理機構、明確了管理職責并根據需要及時作出調整，任何機構調整和職責變動都是依法進行的。

乏燃料管理策略決定經費管理方式、管理責任與所有權歸屬以及機構設置。不同國家根據本國的乏燃料管理策略，對核電站業(yè)主繳納的乏燃料管理經費采取不同的管理方式，進而影響乏燃料的管理責任與所有權的歸屬和相關機構的設置（如圖2 所示）。

開展乏燃料后處理的國家，乏燃料歸核電站業(yè)主所有。盡管日本10 家電力公司繳納的乏燃料后處理基金由乏燃料后處理機構（SFRO）管理，并且SFRO 承擔乏燃料的管理責任，但乏燃料歸屬權沒有轉移，乏燃料仍歸電力公司所有；法國核電站乏燃料歸EDF所有；英國電力公有制時代產生的乏燃料歸NDA 所有，核電站私有化后產生的乏燃料歸EDF 能源公司所有。可以看出，這些開展乏燃料后處理的國家，無論核電站業(yè)主是核電企業(yè)還是其他機構，核電站乏燃料歸核電站業(yè)主所有，這是國際上的普遍做法，更符合后處理的商業(yè)屬性、回收鈾钚的循環(huán)利用屬性及高放廢物處理處置的責任屬性，同時，有利于統(tǒng)籌核電機組的堆芯管理和MOX 元件使用，包括新建機組的堆芯設計和在役機組的堆芯改動。

收費標準與資金的使用范圍密切關聯(lián)。日本“乏燃料基金”主要用于后處理廠和MOX 元件廠的建造與運行；美國“核廢物基金”主要用于乏燃料及衍生高放廢物的中間貯存及深地質層處置；法國“乏燃料后處理儲備金”主要用于乏燃料后處理、高放廢物玻璃固化及地質處置；英國“核責任基金”主要用于核設施退役、乏燃料可回取的處置和高放廢物的最終處置；相比之下，后處理廠建造需要巨額投資，因此，日本的收費標準比其他國家高。

建立基金（或儲備金）保值增值機制。美國和法國都為核電企業(yè)繳納的資金建立了保值增值機制，盡管措施不同，有的只限于購買國債、有的可以購買股票和債券，但總體上，都起到了保值增值的作用，投資收益率能夠保持在4%～5%。

相關產業(yè)沒有市場化。日本核燃料運輸有限公司（NFT）負責國內乏燃料運輸，日本電力公司參股的太平洋核運輸公司（PNTL）負責國際海上運輸，日本核燃料有限公司（JNFL）負責后處理設施建設與運營。法國歐安諾公司（ORANO）負責本國乏燃料公路運輸、乏燃料暫存、后處理及廢物處理處置，鐵路運輸由法國鐵路運輸公司（SNCF）承擔，海路運輸由參股的太平洋核運輸公司（PNTL）承擔。可以看出，乏燃料運輸、貯存、后處理及廢物處理處置都由專門的專業(yè)化公司承擔，沒有建立市場競爭機制。