全球范圍內(nèi)，核廢料的數(shù)量正在增多。但即便全球進(jìn)入核時代已經(jīng)70年，世界上仍沒有一個國家找到了處理核電廢料的真正辦法。核廢料處置向全球各國政府提出了巨大挑戰(zhàn)。
由德國海因西里伯爾基金會2019年11月發(fā)布的《世界核廢料報告2019》(The World Nuclear Waste Report 2019：Focus Europe)聚焦于歐洲，呈現(xiàn)了有關(guān)歐洲核廢料處置工作現(xiàn)況及相關(guān)棘手難題的最新事實和數(shù)字。本報告撰寫者包括Manon Besnard、Marcos Buser、Ian Fairlie、Allison M. Macfarelane、Gordon Mackerron、Yves Marignac、Eszter Matyas、Edvard Sequens、Johan Swahn以及Ben Wealer。
海因西里伯爾基金會(Heinrich Böll Stiftung，HBS)是德國一家附屬于綠黨(Bündnis 90/Die Grünen)的公共政策智庫，致力于政策改革，宗旨為生態(tài)與可持續(xù)、民主與人權(quán)、自決與正義。該基金會以德國作家海因西里•伯爾(Heinrich Böll，1917—1985)的名字命名，成立于1997年，總部設(shè)在德國首都柏林。
該報告原文總計148頁。以下是對其中執(zhí)行摘要部分的翻譯。發(fā)布該譯文不代表我們對其中觀點的認(rèn)可，請讀者明察。
《世界核廢料報告2019》封面
《世界核廢料報告》(World Nuclear Waste Report)顯示，數(shù)十年來，世界各國政府一直在努力制定和實施全面的核廢料管理策略。許多任務(wù)將成為子孫后代的責(zé)任。
核廢料管理概念
全球進(jìn)入核時代已有70多年，世界上仍沒有任何國家擁有一處運轉(zhuǎn)中的乏核燃料(spent nuclear fuel)深層地質(zhì)處置庫。芬蘭是唯一正在建造一處永久處置庫以存放這種核廢料中最危險類材料的國家。除芬蘭外，只有瑞典和法國在早期密封過程中事實上確定了高放射性廢料處置庫的位置。美國正推行“核廢料隔離試點項目”(Waste Isolation Pilot Project, WIPP)，然而，該處置庫僅被用來存放核武器生成的長壽命超鈾廢料，而不用于商用反應(yīng)堆產(chǎn)生的乏核燃料。(將高放射性的核廢料埋藏在距地表深約500至1000米的地下深處，使之永久與人類生存環(huán)境隔離，是對核廢料的一種處置辦法。——譯注)
盡管篩選程序失敗和處置庫遭廢棄的例證所在多有，但當(dāng)前針對核廢料的國家和國際治理方式仍傾向于地質(zhì)處置。這要求在選址、勘探和審批流程方面具備明確而艱巨的條件。即便如此，深層地質(zhì)處置方式的可行性依舊無法保障。因此，選址過程必須在確保工業(yè)可行性的基礎(chǔ)上格外謹(jǐn)慎，并輔以恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測。一些科學(xué)家認(rèn)為，將核廢料長期貯存在一個受保護(hù)且可監(jiān)測的環(huán)境中是更負(fù)責(zé)任且能夠較快實現(xiàn)的措施，因此應(yīng)予以采納?？傮w而言，一個強(qiáng)烈的共識是，政治家和相關(guān)公民當(dāng)下對該問題的研究和科學(xué)辯論與交流態(tài)勢，尚不足以應(yīng)對這一巨大挑戰(zhàn)。
核廢料的養(yǎng)護(hù)、運輸、貯存和處置對有核國家構(gòu)成重大且日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這些事態(tài)發(fā)展表明，各國政府和有關(guān)當(dāng)局面臨改進(jìn)臨時貯存和處置方案管理的壓力。相應(yīng)的是，那些方案的管理必須執(zhí)行一定的標(biāo)準(zhǔn)，包括規(guī)劃質(zhì)量及安全性、質(zhì)量保證、公民參與和安全文化。
乏核燃料和高放射性廢料的臨時貯存將持續(xù)一個世紀(jì)，抑或更久。由于深層地質(zhì)處置庫在今后數(shù)十年都無法啟用，臨時貯存的風(fēng)險將越來越高。目前貯存乏核燃料及其他易分散類中等放射性、高放射性廢料的慣常做法并非著眼于長期而計劃。因此，這些做法意味著日益增長的極高風(fēng)險，特別是當(dāng)其他選擇(固化、干法貯存)只可用于有核防護(hù)的設(shè)施中。核廢料的延長貯存加劇了當(dāng)下的風(fēng)險，增加了數(shù)十億美元的成本，且將這些負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)向子孫后代。
核廢料的數(shù)量
歐洲國家已生產(chǎn)了數(shù)百萬立方米的核廢料(其中甚至不包括鈾礦采掘和加工所形成的廢料)。到2016年底，法國、英國和德國成為歐洲核燃料鏈上最大的核廢料生產(chǎn)國。
歐洲(不包括俄羅斯和斯洛伐克)貯存的乏核燃料超過6萬噸，其中大部分在法國。在歐盟內(nèi)部，法國現(xiàn)有的乏核燃料占到25%，其次是德國(15%)和英國(14%)。乏核燃料被認(rèn)為是高放射性廢料，盡管體積相對較小，但占了輻射強(qiáng)度的絕大部分。
例如，在英國，高放射性廢料占不到核廢料總量的3%，但幾乎97%的輻射產(chǎn)生自此。多數(shù)乏核燃料已被轉(zhuǎn)移至冷卻池(所謂濕法貯存)中，以降低熱量和放射性。截至2016年，歐洲81%的乏核燃料以濕法貯存。將乏核燃料以干法貯存在單獨的設(shè)施里會更安全。法國和荷蘭計劃對相當(dāng)大一部分乏核燃料進(jìn)行再處理。歐洲大多數(shù)其他有核國家(比利時、保加利亞、德國、匈牙利、瑞典、瑞士，以及近期的英國)則無限期暫?；蛑兄沽嗽偬幚碛媱潯２⒎撬袊叶脊剂嗽偬幚矸巳剂系臄?shù)量。在多數(shù)情況下，各國只公布經(jīng)玻璃固化處理的高放射性廢料數(shù)量。大量經(jīng)再處理的鈾、钚、中等放射性廢料，及需要長時間額外中間儲存期的廢混合氧化物燃料(mixed oxide fuel ，MOX)也是如此。
歐洲(俄羅斯和斯洛伐克除外)已生產(chǎn)約250萬立方米的中低放射性廢料，其中有大約20%(50萬立方米)儲藏在歐洲各處，等待最終處置。各地尚未經(jīng)過完全處置的中低放射性廢料數(shù)目正持續(xù)增長。其余約80%(接近200萬立方米)則已完成處置。然而，這并不意味著未來幾個世紀(jì)里這類廢料已被成功清除了。例如，德國一處原為鹽礦的阿西二號(Asse II)核廢料處置庫就不斷遭受地表水的涌入，22萬立方米處理過的核廢料和鹽的混合物亟待回收，這一任務(wù)不僅復(fù)雜且代價高昂。由于放射性廢料和鹽混合在一起，現(xiàn)存核廢料數(shù)量已是最初的五倍。因此，“最終處置”(final disposal)這一術(shù)語應(yīng)謹(jǐn)慎使用。
核設(shè)施的除役將額外產(chǎn)生相當(dāng)多核廢料。排除燃料鏈設(shè)施，僅歐洲核電反應(yīng)堆群的除役，就將至少再產(chǎn)生140萬立方米的中低放射性廢料。這還只是保守估計，因為除役經(jīng)驗還很不足。截至2018年，歐洲(俄羅斯和斯洛伐克除外)運行的核電站數(shù)量為142座。
源源不斷的核廢料和即將除役的核設(shè)施帶來的挑戰(zhàn)不斷加劇，因為歐洲貯存設(shè)施的容量正逐漸耗盡，特別是乏核燃料的貯存容量。例如，芬蘭貯存乏核燃料的容量已然達(dá)到93%的飽和狀態(tài)。瑞典的分散式貯存設(shè)施CLAB已達(dá)到80%的飽和狀態(tài)。但不是所有國家都會公開其貯存容量的飽和程度，這令全面評估不可能進(jìn)行。
據(jù)估算，在使用期限內(nèi)，歐洲(俄羅斯和斯洛伐克除外)的核電反應(yīng)堆群會產(chǎn)生約660萬立方米的核廢料。如果堆積在一處，它們可以在一個足球場內(nèi)填滿至919米的高度，比世界最高建筑——迪拜的哈利法塔(Burj Khalifa)——還要高出90米。這里的計算包括了來自運行、乏核燃料和反應(yīng)堆除役的廢料。這里和以上估算基于保守的假定，但歐洲核廢料的實際數(shù)量很可能更高。法國將以30%的占比成為歐洲最大的核廢料生產(chǎn)國，緊隨其后的是英國(20%)、烏克蘭(18%)和德國(8%)。這四個國家的核廢料占?xì)W洲的75%。
除俄羅斯這一仍然活躍的鈾生產(chǎn)國之外，德國和法國鈾礦開采過程中形成的核廢料庫存在歐洲是最多的。據(jù)官方數(shù)據(jù)，法國先前的鈾礦采掘業(yè)形成了5000萬噸采礦殘渣，但獨立專家估計的數(shù)字要高很多。原德意志民主共和國采掘的鈾礦石遠(yuǎn)超法國，礦區(qū)遺存包括大約32平方公里的設(shè)施區(qū)，48堆體積共計3.11億立方米的低活性巖石，和4個容納了1.6億立方米放射性污泥的尾礦池。如今，歐盟進(jìn)口了大多數(shù)的鈾，核廢料因而大量產(chǎn)生于歐洲之外。
成本和財務(wù)
幾乎每一個政府都聲稱遵循“誰污染誰治理”的原則，該原則要求運營商承擔(dān)管理、貯存和處置核廢料的費用。但現(xiàn)實中，政府往往無法一以貫之地推行這一原則。多數(shù)國家只在核設(shè)施除役過程中強(qiáng)制施行這一原則，盡管一些案例顯示政府會承擔(dān)反應(yīng)堆的除役責(zé)任(如在前東德)。保加利亞、立陶宛和斯洛伐克共和國接受了歐盟在除役方面提供的支持，作為交換，它們關(guān)停了前蘇聯(lián)時代的核電站。
大多數(shù)國家不會針對核廢料處置的成本強(qiáng)推“誰污染誰治理”原則。國家當(dāng)局最終或多或少會承擔(dān)核廢料長期管控和處置的義務(wù)和責(zé)任。但是，運營商會被要求為這項長期費用提供資金支持。即便在那些將“誰污染誰治理”寫入法律的國家，該原則也沒有完全落實。例如，只要最終處置設(shè)施關(guān)閉，出現(xiàn)任何問題，核電站運營商都不會被要求承擔(dān)財務(wù)責(zé)任。德國阿西二號(Asse II)就是這種情況，從該處置設(shè)施中回收大量核廢料的費用由納稅人承擔(dān)。
各國政府未能正確評估核設(shè)施除役、貯存和處置核廢料的費用。因時間跨度長、費用增加，且存在預(yù)估的(?？罾塾?折現(xiàn)率，所有的費用估算都隱含著不確定性。造成不確定的一個重要原因是，核設(shè)施除役經(jīng)驗缺乏，尤其是核廢料處置項目方面的經(jīng)驗缺乏。只有三個國家即美國、德國和日本，曾完成過包括完全拆解解核設(shè)施并形成數(shù)據(jù)的除役項目。截至2019年年中，在全世界已經(jīng)關(guān)停的181座核反應(yīng)堆中，僅19座經(jīng)過了完全除役，其中也只有10座達(dá)到“可開發(fā)新地皮”(“green field”)的標(biāo)準(zhǔn)。但即便這些有限經(jīng)驗也顯示出了高達(dá)五分之一的極大不確定性。在美國，不同反應(yīng)堆的除役費用在每千瓦280美元到1500美元之間。在德國，一座反應(yīng)堆的除役費用是每千瓦1900美元，而另一座則是每千瓦10500美元。
許多政府的費用估算基于過時的數(shù)據(jù)。本報告評論到的很多國家，如法國、德國和美國，它們在評估有關(guān)費用時用的是上世紀(jì)七八十年代的研究，而非基于現(xiàn)有的少數(shù)包含真實數(shù)據(jù)的案例。大多數(shù)情形下，那些過時的數(shù)據(jù)由運營商、產(chǎn)業(yè)方或國有機(jī)構(gòu)編制，運用那些數(shù)據(jù)很可能得出費用低廉的估算和過于樂觀的結(jié)論。
很多政府對折現(xiàn)率也過于樂觀。導(dǎo)致低估核設(shè)施除役和核廢料管理成本的一個關(guān)鍵因素是系統(tǒng)性使用了過分樂觀的折現(xiàn)率。為除役和廢料管理提供資金的一個基本方面是預(yù)判?？畹臄?shù)量會隨著時間的推移而增加。例如，德國劃撥了241億歐元(272億美元)的專款用于所有與核廢料管理相關(guān)的活動，但據(jù)預(yù)判，這筆錢到2099年會增加近3倍，至860億歐元。各國使用的折現(xiàn)率大有區(qū)別，且費用的增加速度可能快于一般通脹率，但并非所有國家都考量到了費用的增加。(“近3倍”，原文為“近4倍”，疑有誤。——譯注)
為確保有充足的資金用于除役、核廢料的管理和處置，相應(yīng)的融資計劃必須為那些?？顒?chuàng)造安全的持有條件(“圍欄策略”)。同時必須確保預(yù)留財力足以負(fù)擔(dān)實際費用。一些國家滿足了一個條件，但達(dá)不到其他條件。
各國在如何規(guī)劃為核廢料的管理、貯存和處置籌措資金方面存在很大差異。不是所有有核國家都要求對核設(shè)施除役?？顚嵭型獠抗芾恚要毩⒂谶\營商或持牌人。在大多數(shù)國家，用于長期核廢料管理的?？顚嵭型獠抗芾?，但在一些國家，核設(shè)施的除役費用仍從內(nèi)部的獨立和受限?？钅抢铽@得資金支持。為核設(shè)施的除役和核廢料的存儲提供資金支持是一件復(fù)雜事端;大多數(shù)情況下，一個國家存在多重資金籌措體系。
依據(jù)國家層面的不同做法，各國政府不會總是去定義“除役”涵蓋哪些事項。與乏核燃料管理一樣，核廢料管理也是核設(shè)施除役的一個重要方面，但二者并不總是被劃入“除役”之列，因此很難比較不同國家之間的費用。除役、貯存和處置流程相互緊密關(guān)聯(lián);何以完整的外部獨立和受限?？钏坪跏菫檫@些流程的未來費用籌集資金的最佳方法，原因即在于此。只有少數(shù)國家選擇了這一方案，特別是瑞典、英國和瑞士。不過，瑞士有兩種專款，一種用于核設(shè)施的除役，另一種用于核廢料的管理。沒有哪個國家已經(jīng)確保核設(shè)施的除役和核廢料的貯存和處置獲得了全面的資金支持。做到這一點將是所有使用核能國家面對的一項挑戰(zhàn)。
當(dāng)前，沒有任何國家既精確評估了核廢料管理的費用，又縮小了受保護(hù)的?？詈皖A(yù)估費用之間的差額。在多數(shù)國家，僅部分所需專款有所預(yù)留。舉例來看，瑞典迄今為止為三分之二的除役和廢料管理預(yù)估費用預(yù)留了資金，英國預(yù)留的資金能支撐其運行中的半數(shù)核反應(yīng)堆，瑞士的留存資金甚至不到預(yù)估費用的三分之一。
在為核廢料處置提供專項資金方面，也可以觀察到同樣的情況。法國和美國預(yù)留的專項資金僅能支付預(yù)估費用的三分之一左右。
隨著越來越多的核反應(yīng)堆因不利的經(jīng)濟(jì)環(huán)境而被提前關(guān)停，資金不足的風(fēng)險加劇了。提前關(guān)停、缺少資金，加上成本不斷攀升，正推動一些核電廠運營商推遲核設(shè)施的關(guān)停和除役，以籌措更多資金。一些國家如美國和日本，還在考慮通過提高費用、價格補(bǔ)貼和延長設(shè)備使用壽命的方式，令核設(shè)施能收回成本。
來源與分類
各國對核廢料的定義差別巨大，分歧在于，乏核燃料及其分離產(chǎn)品(钚和再處理鈾)被視為廢料還是可用資源。例如，因?qū)ψ匀挥泻?，且使用和分離造價高昂，乏核燃料及其所含的钚在大多數(shù)國家被視為廢料。然而，法國將钚定義為潛在資源，并要求依法對其進(jìn)行再處理。再處理既會推遲廢料問題，又令這一問題變得更加復(fù)雜和昂貴。
各國對核廢料的分類存在很大差別，沒有哪兩個國家的分類系統(tǒng)是完全相同的。德國只在發(fā)熱廢料和其他廢料之間進(jìn)行了區(qū)分。英國依據(jù)放射性水平分類其核廢料。法國和捷克共和國同時考慮放射性水平和放射性衰變期(半衰期)。美國與歐洲國家分類系統(tǒng)的根本區(qū)別在于，前者是基于核廢料的來源而非特性分類。(半衰期，指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時所需要的時間。——譯注)
如何公布已形成的核廢料數(shù)量，各國之間存在很大差別。所有國家都會定期發(fā)布有關(guān)各自產(chǎn)出的核廢料數(shù)量及相應(yīng)管理方案的信息，但不是所有國家都會詳盡報告。一些國家的公開信息不能被用來預(yù)估核廢料體積(例如斯洛伐克)。一些國家的報告缺乏最新的乏核燃料庫存量(例如荷蘭和比利時)。俄羅斯對其分類系統(tǒng)及核廢料庫存狀況鮮少公布。
各國在核廢料的定義、分類和公布方式上的差別和矛盾，令收集數(shù)據(jù)和進(jìn)行國際比較的工作十分困難。不同國家的處理方式反映了各國在管理核廢料上缺乏一致性。當(dāng)國際上試圖在各國之間確立共同安全原則并就國家慣例建立同行評審程序時，那些不同的方式會凸顯出來。國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)就核廢料的分類提供了寬泛的框架。但該組織于2001年通過的《乏燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯(lián)合公約》(Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and the Safety of Radioactive Waste Management)構(gòu)成許多國家默認(rèn)的立場，盡管各國的執(zhí)行做法大不相同。繼2011年《歐洲原子能共同體理事會指令》(Euratom Directive)通過以來，歐盟試圖統(tǒng)一其成員國的核廢料分類系統(tǒng)，但成效甚微。
環(huán)境和人類健康面臨的風(fēng)險
核廢料對健康構(gòu)成危害，原因有以下幾點：首先，媒體報道稱，來自核設(shè)施的常規(guī)氣態(tài)和液態(tài)廢物排放對健康有影響;其次，核廢料再處理在全球產(chǎn)生相當(dāng)巨大的放射量;其三，許多已產(chǎn)生的核廢料的狀況無法令人滿意且極不穩(wěn)定。以乏核燃料和來自再處理過程的玻璃化廢物形式存在的高放射性廢物占了整個核廢料放射性的90%以上。然而，世界上還沒有一處充分運行的高放射性廢料最終處置庫。繼續(xù)將乏核燃料長期存放在核電廠的水池里(濕法貯存)，對公眾和環(huán)境都構(gòu)成極大風(fēng)險。乏核燃料的再處理尤其會產(chǎn)生更易接近和分散的高危放射性廢料，并帶來更多的挑戰(zhàn)，包括核擴(kuò)散風(fēng)險、工人和公眾暴露在輻射之下，以及環(huán)境遭受放射性污染。
合理評估核廢料風(fēng)險并列出危險等級的工作受限于信息不足。只有個別國家公布了諸如核廢料核素存量等信息。中央政府或國有部門應(yīng)對此類數(shù)據(jù)的收集和傳播負(fù)主要責(zé)任。恰當(dāng)評估核暴露與健康之間的潛在因果關(guān)系需要這一類數(shù)據(jù)。到目前為止，還沒有針對核廢料中放射性核素危害的全面評估方案。
要評估核廢料的風(fēng)險，目前缺乏全面、高質(zhì)量研究。核廢料的風(fēng)險或可由流行病學(xué)研究中推知，但現(xiàn)有的少數(shù)特定研究質(zhì)量有限。例如，一些研究表明，癌癥發(fā)病率有所增加，但是單個研究數(shù)據(jù)太小，無法給出統(tǒng)計學(xué)意義上的顯著結(jié)果。薈萃分析(meta-analyses)可以合并較小的研究，產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)集，這可以形成統(tǒng)計學(xué)意義上的結(jié)果。但眾所周知，關(guān)于核廢料對健康影響的薈萃分析實際上是缺失的。此外，為評估風(fēng)險，還必須準(zhǔn)確測量輻射劑量?？傊?，分析表明，有關(guān)核廢料風(fēng)險的定性和定量信息都極度缺乏。
研究方法說明及展望
《世界核廢料報告》就各國如何管理核廢料提供了國際比較，概述了各國現(xiàn)狀和歷史趨勢。本報告聚焦歐洲，開始填補(bǔ)一個重大的研究空缺。在歐洲之外，運營商和各國政府應(yīng)對核廢料挑戰(zhàn)的慣常做法甚至變化更大。在為解決這一特定問題尋求合理的長期解決方案過程中，社會、政治、技術(shù)和金融層面的挑戰(zhàn)是巨大的。
由于這是此類報告的第一份，因此在基于大量完整事實和數(shù)字化的數(shù)據(jù)提出有意義的總結(jié)時，本報告面臨許多障礙。各國不只在核廢料的定義、分類方式，和如何公布已形成的核廢料數(shù)量方面存在很大差別。這項研究還揭示了數(shù)據(jù)缺失，遭遇了語言障礙、各國不同的術(shù)語使用方式，以及原始資料不一致等困難。所有這些都使得評估工作非常復(fù)雜。
《世界核廢料報告》的第一版旨在為今后開展相關(guān)研究打下基礎(chǔ)。新問題已然浮現(xiàn)，一些問題應(yīng)在下一版報告中討論。例如，延長使用不適當(dāng)?shù)呐R時貯存法帶來的風(fēng)險，評估核電風(fēng)險時可預(yù)見的臨時儲存能力不足、擴(kuò)散、恐怖主義威脅和其他安全問題，鈾礦開采的做法，通過自由測量清除廢物部分，以及公眾參與在選址進(jìn)程中的作用。此外，新版報告還應(yīng)將研究地域延伸至其他有核國家，包括加拿大、中國、芬蘭、日本、俄羅斯、韓國、西班牙和烏克蘭。
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