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6 中國十三五計畫 兼顧電力發展與減碳策略 7 國際間核電機組除役現況報導 8 什麼是放射性和輻射?(二)
國際間核電機組除役現況報導

7 國際間核電機組除役現況報導

文‧ 編輯室


自 1950 年代出現首座核能發電廠至今已 超過 60 年的時間,代表有越來越多的國家都 將面臨、或正面臨核電廠除役的情況。根據國 際原子能總署(IAEA)的統計,截至 2017 年 全球已有近 450 部核電機組在運轉中,其中大 多數均已運轉超過 30 年,另外還有 160 座核 電機組已停止運轉,正在申請或進行除役。本 篇將簡略介紹美、德、法、英、日等主要核電 使用國家核電機組的除役現況。

各核電廠營運廠商可向主管機關申請的 除役執照,IAEA 以拆除方式的不同將其分 為 3 種,分別是「立即拆除(DECON)」、 「安全貯存(SAFSTOR)」,以及「原地封 埋(ENTOMB)」。以美國為例,根據美國法 規規定,核子設施除役的期限為 60 年,所以 廠商所採取的除役方式以「立即拆除」與「安 全貯存」這兩種方式為主要,因為這兩種除役 方式所需要的執行年限分別介於 5-10 年以及 30-50 年間。

從符合經濟效益的角度來考量,立即拆 除當然是最好的選擇,但也有核電廠必須考量 到用過核燃料與放射性廢棄物的貯存地點尚未 完善,而選擇安全貯存(或延遲拆除)的方式, 來爭取多一點時間,再進行核子設施的拆解。 對一些由政府以公務預算來籌措除役經費的核子設施,延遲拆除可讓政府有較多的時間來籌 措經費,但延遲拆除則有增加後代子孫負擔等缺點。另外,也有廠商同時採取該兩種除役方 式來替電廠內不同的設施進行除役作業,最常見的即是反應爐區域採用安全貯存,其他區域則進行立即拆除。





美國

根 據 美 國 核 管 會(NRC)最新資料 顯示,截至 2017 年 2 月,美國已完成 10 部核電機組的除役作 業,還有近 20 部機組目前仍在進行當中,其中有 14 部使 用安全貯存的方式, 其他 6 部則採用立即 拆除的方式。

根 據 美 國 核 管 國際間核電機組除役現況報導 會網站顯示,核反應爐的除役可劃分成 3 個階 段,分別是:初期作業階段、主要除役階段, 以及執照終止作業階段。

核電廠運轉執照持有者在永久關閉電廠 後需在 30 天內向核管會提交永久停止運轉該部機組的書面證明,申請變更運轉執照。在所 有核燃料自反應爐移出後,必須再次向核管會 提交書面證明,此舉為交出運轉該部機組與向 其裝載核燃料的權力。在提交永久關閉證明後 的兩年內,運轉執照持有者還必須向核管會提 交機組停止運轉後所進行的除役報告,內容需 涵蓋除役計畫的說明、除役規劃時間表以及成本估算等,亦需商討該除役計畫對周遭環境帶 來的影響。核管會在收到報告後會在《聯邦公 報(Federal Register)》上公布該報告與相關 訊息,並將報告提交公眾徵詢意見,也會在電 廠附近召開公開說明會,與民眾一同討論相關 細節。

核管會在收到除役報告的 90 天後,廠商並不需要事先向核管會申請即可開始主要的除 役計畫內容,如移除反應爐容器、蒸汽產生 器、大型管線系統、泵與閥門等主要放射性元 件。但是,如果除役的過程不符合核管會所制 定的條件,廠商則必須向核管會提交許可修改 的申請,核管會則會視需要來決定是否召開公 聽會。另外,廠商最初只能使用 3% 的預留資 金來執行除役計畫,剩餘的部分必須在提交除 役報告的 90 天後才可使用,除非核管會的人 員對此提出異議。

最後的終止執照階段,廠商必須向核管 會在預計終止運轉執照時間的兩年內提交終止運轉執照計畫,內容必須包含場址特性描述、 尚待拆除的項目、廠址復原計畫、廠址解除管 制(放射性偵測是否符合可解除管制)細節、 最新除役成本估計,以及廠址最終清理對環境 造成影響的相關最新補充等,並對此計畫舉行 公開說明會。

大多數廠商所提交的中止運轉執照計畫 均設想將廠址釋出還給公眾,在無限制的形況 下使用,這也代表該處的輻射都將低於核管會 設定的年曝露值(0.25 毫西弗),核管會也不 需要再對廠址進行監管。任何申請廠址限制性 使用的廠商則必須在申請內容中提到廠址的最 終用途、公眾諮詢、有制度的控管與財務來源 保證等,以符合申請終止運轉執照的要求,若 廠商要修改其執照則需要核管會批准。

核管會使用統一的標準審查計畫來審核 各核電廠的終止反應爐運轉許可計畫,確保審 查的品質與一致性。如果持照廠商依照核准的 計畫書完成所有項目,核管會的最終調查也顯 示該廠址已符合釋出標準,核管會則會宣布終 止該廠址的運轉執照。





德國

德國在 2006 年前就已有 19 部機組關 閉並開始除役,2011 年發生福島事故後梅 克爾政府立即終止國內 7 部老舊核電機組以 及 Krummel 一共 8 部機組的營運,並決定德 國將在 2022 年全面廢核。這 8 部機組也隨 即提交除役執照申請,4 年後 Grafenrheinfeld 核 電 廠 也 於 2015 年 中 關 閉, 比 預 計 關 閉 時間提早了半年。另外,目前仍在運轉中 的 Gundremmingen B 核 電 廠 預 計 也 將 於 今 (2017)年底關閉。

根據世界核能協會的統計,在 2006 年 前關閉的 19 部機組中已有 3 部機組完成除 役作業,廠址已可不受限制的使用,剩餘的 16 部機組大部分均採用「立即拆除」的方式 來進行除役作業,只有 2 部機組是採用安全貯存後再拆除。德國國營除役專責公司 EWN (Energiewerke Nord GmbH)的職員表示,選 擇立即拆除的原因主要是因為沒有人會在經過 50 年後,還記得設備儀器的準確位置與使用 方法,這只會使除役作業更加困難。EWN 負責 Greifswald、Rheinsberg、Julich 以及 Karlsruhe 核電廠的除役計畫,同時也經營用過核燃料中 期貯存設施。

至於 2011 年後因政治因素而關閉的 9 部 核電機組,目前已有近一半獲頒除役執照,其 中 Isar 1 號與 Neckarwestheim 1 號將於今年開 始除役作業,除役作業過程大多介於 10-20 年 之間。德國的除役措施主要是由電廠營運廠商 決定其執行方式與策略,再由州政府等管制單 位審查除役計畫的內容,若計畫符合審查基準 即核發除役許可。



法國

根據負責法國商用核電廠營運的法國 電力公司(EDF)表示,法國目前共有 9 部 核電機組正在進行除役中,法電會承擔除 役所有技術上與財務上的義務與責任,並由旗下約有 600 名人員的除役與環境工程 中 心(Decommissioning and Environmental Engineering Centre,CIDEN)負責所有除役相 關作業,該中心也是所有核電廠除役執行的管 理單位。

目前 9 部已關閉並在進行除役的首批核 電機組分別為 Brennilis、Bugey 1 號、Chinon A1、A2 與 A3、Chooz A、Creys-Malville、 Saint-Laurent A1 與 A2,目前全部都在拆除階 段,預計會在 2020 年(Chooz A)至 2047 年 (Chinon A)間完成除役。 法國每部核電機組在開始除役前均需要 行政法令授權,再由法國核安監管機構(ASN) 進行審查,並在廠址當地對居民進行公開調 查,接收居民不同的意見,之後才可以開始除 役作業。

法電將核電機組的除役分成 3 個階段, 第一個階段為關閉核電廠,在卸載燃料與清空 迴路後,拆除與關閉非核子設施;第二階段為局部除役,即除了反應爐建築之外的設備與建築均拆除,並採用檢測;第三階段為全面除役, 主要為拆除仍含有放射性的反應爐建築、材料與設備。法電表示,在移出用過核燃料與清空迴路後,廠址超過 99% 的放射性物質已一同被清除。

除役的前兩個階段大約會在機組停止運 轉後 10 年內完成,第三個階段也需要約 10 年的時間來執行。一旦拆除作業完成、廠址的 放射性恢復至自然水平後,該廠址就不再需要 進行監管,也可不受限制的進行使用。

另外,法電均採用「立即除役」的方式 來拆除核電廠的原因,除了不要為後代子孫留 下負擔之外,主要是為了借助現職員工的能力 與專長,因為他們已長期參與了電廠的營運。 法電在核電廠的營運與技術實踐上均累積了不 少的實務經驗,這些經驗均建立在保護民眾、 法電員工與周遭環境的基礎上,除役的成本也 是自電廠最初開始運轉即列入考量,且依據法 規規定,需每 3 年重新估算一次,確保金額為 最新的數字。

英國

與法國相同,英國首批商用核能發電廠 大部分均已步入除役階段,目前有近 30 部 機組在除役中,其中 10 座商用核電廠廠址 內的機組均為英國早期獨有的鋁鎂鈹反應爐 (Magnox Reactor),最後一部鋁鎂鈹反應爐 已於 2015 年底停止運轉,代表鋁鎂鈹反應爐 時代已結束。

這些廠址中最知名的就屬賽拉斐爾德 (Sellafield)了,該廠址因有超過 200 座的 核子相關設施,除了執行用過核燃料再處理、 放射性廢棄物貯存與管理之外,還有兩座核電 廠—Windscale 與 Calder Hall 一共 5 部機組, 其中的 Calder Hall 為全球首座商用核電廠, 於 1940 年代即開始運轉,2003 年結束運轉, Windscale 則為製造核武用,已於 1981 年結束運轉。

因賽拉斐爾德的內部極為複雜,導致內 部核子設施除役的難度也相對比一般核電廠 高出許多,廠址內所有核子設施(包含兩座 核電廠)的除役計畫,均由隸屬於英國核子 除役管理局(NDA)的賽拉斐爾德有限公司 (Sellafield Ltd)負責執行。

除了位在賽拉斐爾德的兩座核電廠之外, 英國另外 10 座商用鋁鎂鈹反應爐核電廠的除 役計畫均由鎂諾克斯有限公司(Magnox Ltd) 負責,將除役過程分成 4 個階段,分別為: 移除核燃料、監管準備作業、監管,以及最終 廠址解除管制,整個過程預計將耗時 90 年。 目前這 10 座核電廠中僅有 Wylfa 還未完成核 燃料的移除,其他電廠 Berkeley、Bradwell、 Chapelcross、Dungeness A、Hinkley Point A、Hunterston A、Oldbury、Sizewell A 以及 Trawsfynydd 都已完成核燃料的卸載,處於監 管準備作業階段,將拆除大多數既有建築物, 但不包含反應爐、貯存槽、混凝土壓力容器等 區域,預計需要 10 年的時間。至於英國 2 座 屬於實驗用鋁鎂鈹反應爐核電廠的 Harwell 與 Winfrith,目前也處於拆除建築的階段。

待監管準備作業完成後,即可進入監管的階段,該階段僅留下反應爐廠房、新建放射 性廢棄物貯存場以及監控室在現場,以靜態營 運為主,為期約 60 年。待廠址內剩餘的廠房 拆除後即可解除執照,並解除土地管制,作其他用途使用。



日本

身為亞洲唯一擁有除役中核電機組的日本,由於地緣的關係,日本在這方面法規的制定也常常成為我國的參考指標之一。日本目前正在進行除役的核電機組可分為 3 大類,分別是已經開始除役的東海第一核電廠、浜岡 1-2號機組以及非商用反應爐的普賢,仍處於準備過程的敦賀 1 號、美浜 1-2 號、玄海 1 號、島根 1 號以及伊方 1 號機組,以及較特殊、因意外事故而關閉的福島第一核電廠 1-6 號機組。

日本核電廠在結束運轉後會先將用過核燃料自反應爐移出,至可暫時貯存的儲存場或國外再處理廠,再進行廠址內系統除污。而反應爐區域因為放射性高,在拆除反應爐外圍設施的期間,同時進行 5-10 年的「安全貯存」,讓該區域放射性自行衰退後才會進行拆除。雖然在用過核燃料移出後廠址內大部分的放射性也因此消除,但廠內設施的管線與桶槽仍含有大量的放射性物質殘留,必須使用化學藥品來清理後才會拆除反應爐建築與廠房,並進行拆除下來的放射性廢棄物的處理與處置,待所有作業結束、廠址放射性降至與天然背景放射水平無異後才會解除管制,並將廠址歸還。

日本的除役計畫中屬東海第一核電廠單號機組為最早,在東海之後的除役計畫均分成4 個階段:工程準備(反應爐進入安全貯存)、反應爐周邊設備解體拆除、反應爐本體解體拆除以及建築廠房解體拆除,每個階段均需要5-10 年的時間。目前東海與浜岡 1-2 號的反應爐均在「安全貯存」,以及「反應爐周邊設施拆除」的階段,預計分別在 2025 及 2036年完成除役作業;屬於進步型高溫反應爐的普賢核電廠,其除役計畫則沒有制定反應爐安全貯存時段,目前處於除汙、拆除反應爐周邊設備的狀態,預計將於 2033 年完成除役作業。

而敦賀 1 號、美浜 1-2 號、玄海 1 號、島根 1 號這些規模較小型的機組都已運轉屆齡 40 年,也都獲准延役,但營運廠商覺得,在福島事故後為了進行改良、通過新制審查而投入的資金不符合其經濟效益,因此於 2015年 3 月宣布除役,分別向日本原子力規制委員會(NRA)遞交除役申請,伊方 1 號也於隔年 3 月宣布跟進。而原子力規制委員會也於今(2017)年 4 月初批准於 2015 年宣布除役的5 部機組的除役計畫,伊方 1 號機的除役計畫則仍在審查中。

至於福島第一核電廠的 6 部機組的情況則較為特殊,無法像上述機組一樣使用常規的方式來進行除役。該電廠在 2011 年 3 月的東日本大地震中受到海嘯重創,冷卻水循環系統無法正常運轉,導致 6 部機組中有 3 部出現爐心熔毀的情形,亦有 3 部機組因為氫爆而損毀嚴重,放射性物質也因此釋出。在事故發生後,日本政府隨即下令擬定該電廠 1-4 號機組的除役計畫,預計將耗時 30-40 年的時間。除役計畫分成 3 個階段,分別是用過核燃料貯存池內燃料的取出、反應爐心內部核燃料殘骸的移除,以及除汙與建築設備的拆除,目前仍處於反應爐心探查,以及用過核燃料取出的階段。

然而,因為日本國內過大的反核聲浪,日本首相於 2013 年底決定將只受到輕微損傷的 5-6 號機組也納入該除役計畫,東電隨後也證實此事。根據世界核能協會網站的資料顯示,該兩部機組被列入「因政治因素而關閉」的核電機組當中,不同於 1-4 號機組的「因意外或災難而關閉」。目前這兩部機組仍處於關閉的狀態,尚未開始除役作業。



其他

根據世界核能協會統計,除了上述國家擁有除役中核電機組之外,還有俄羅斯、西班牙等國家。俄羅斯目前有 6 部機組正在除役中,其中大部分都是在 1981-90 年代關閉,用過核燃料都已移出,正在等待廠址拆除;西班牙的 Vandellos 1 號機則是在運轉 18 年後,因為廠內渦輪機起火,維修不符合經濟效益,因此在 1990 年關閉並決定除役。還有烏克蘭的車諾比核電廠 1-3 號機組,也於 2015 年 4 月正式開始其第一階段的除役計畫,在 1986 年車諾比事故後嚴重損毀的 4 號機,其除役計畫則沒有與 1-3 號機一起,因為該部機組需要更長的時間來進行除役。

結語

核電廠除役計畫以拆除反應爐本體、周圍附屬設備與建築物,恢復土地原貌為原則,工程內容相當複雜與漫長,除役的難度與複雜性並不亞於原電廠的興建,需要考量到的因素涉及國家政策、安全、技術、經濟、環保以及公眾共識等層面,各因素間又相互影響、關聯,必須做好完整、妥善的規劃,才可以恢復廠址原貌,將土地歸還供民眾無限制地使用。

參考資料:
1. IAEA. “Power Reactor InformationSystem.”
2. OECD-NEA. “Costs of DecommissioningNuclear Power Plants.”
3. World Nuclear Association.“Decommissioning Nuclear Facilities.”
4. U.S.NRC. “Backgrounder onDecommissioning Nuclear Power Plants.”
5. World Nuclear Association. “Nuclear inGermany.”
6. EDF. “Power Plant Decommissioning.”
7. Magnox Ltd. “Our sites.”
8. 財團法人核能資訊中心《日本核電廠除役現況》
6 中國十三五計畫 兼顧電力發展與減碳策略 7 國際間核電機組除役現況報導 8 什麼是放射性和輻射?(二)
Last modified:2017-06-30 23:36:01 by nicenter Powered by TadBook2
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