世界核废料报告2019：核废料处置向全球提出巨大挑战

　　全球范围内，核废料的数量正在增多。但即便全球进入核时代已经70年，世界上仍没有一个国家找到了处理核电废料的真正办法。核废料处置向全球各国政府提出了巨大挑战。

　　由德国海因西里伯尔基金会2019年11月发布的《世界核废料报告2019》(The World Nuclear Waste Report 2019：Focus Europe)聚焦于欧洲，呈现了有关欧洲核废料处置工作现况及相关棘手难题的最新事实和数字。本报告撰写者包括Manon Besnard、Marcos Buser、Ian Fairlie、Allison M. Macfarelane、Gordon Mackerron、Yves Marignac、Eszter Matyas、Edvard Sequens、Johan Swahn以及Ben Wealer。

　　海因西里伯尔基金会(Heinrich Böll Stiftung，HBS)是德国一家附属于绿党(Bündnis 90/Die Grünen)的公共政策智库，致力于政策改革，宗旨为生态与可持续、民主与人权、自决与正义。该基金会以德国作家海因西里•伯尔(Heinrich Böll，1917—1985)的名字命名，成立于1997年，总部设在德国首都柏林。

　　该报告原文总计148页。以下是对其中执行摘要部分的翻译。发布该译文不代表我们对其中观点的认可，请读者明察。

　　《世界核废料报告2019》封面

　　《世界核废料报告》(World Nuclear Waste Report)显示，数十年来，世界各国政府一直在努力制定和实施全面的核废料管理策略。许多任务将成为子孙后代的责任。

　　核废料管理概念

　　全球进入核时代已有70多年，世界上仍没有任何国家拥有一处运转中的乏核燃料(spent nuclear fuel)深层地质处置库。芬兰是唯一正在建造一处永久处置库以存放这种核废料中最危险类材料的国家。除芬兰外，只有瑞典和法国在早期密封过程中事实上确定了高放射性废料处置库的位置。美国正推行“核废料隔离试点项目”(Waste Isolation Pilot Project, WIPP)，然而，该处置库仅被用来存放核武器生成的长寿命超铀废料，而不用于商用反应堆产生的乏核燃料。(将高放射性的核废料埋藏在距地表深约500至1000米的地下深处，使之永久与人类生存环境隔离，是对核废料的一种处置办法。——译注)

　　尽管筛选程序失败和处置库遭废弃的例证所在多有，但当前针对核废料的国家和国际治理方式仍倾向于地质处置。这要求在选址、勘探和审批流程方面具备明确而艰巨的条件。即便如此，深层地质处置方式的可行性依旧无法保障。因此，选址过程必须在确保工业可行性的基础上格外谨慎，并辅以恰当的监测。一些科学家认为，将核废料长期贮存在一个受保护且可监测的环境中是更负责任且能够较快实现的措施，因此应予以采纳。总体而言，一个强烈的共识是，政治家和相关公民当下对该问题的研究和科学辩论与交流态势，尚不足以应对这一巨大挑战。

　　核废料的养护、运输、贮存和处置对有核国家构成重大且日益严峻的挑战。这些事态发展表明，各国政府和有关当局面临改进临时贮存和处置方案管理的压力。相应的是，那些方案的管理必须执行一定的标准，包括规划质量及安全性、质量保证、公民参与和安全文化。

　　乏核燃料和高放射性废料的临时贮存将持续一个世纪，抑或更久。由于深层地质处置库在今后数十年都无法启用，临时贮存的风险将越来越高。目前贮存乏核燃料及其他易分散类中等放射性、高放射性废料的惯常做法并非着眼于长期而计划。因此，这些做法意味着日益增长的极高风险，特别是当其他选择(固化、干法贮存)只可用于有核防护的设施中。核废料的延长贮存加剧了当下的风险，增加了数十亿美元的成本，且将这些负担转向子孙后代。

　　核废料的数量

　　欧洲国家已生产了数百万立方米的核废料(其中甚至不包括铀矿采掘和加工所形成的废料)。到2016年底，法国、英国和德国成为欧洲核燃料链上最大的核废料生产国。

　　欧洲(不包括俄罗斯和斯洛伐克)贮存的乏核燃料超过6万吨，其中大部分在法国。在欧盟内部，法国现有的乏核燃料占到25%，其次是德国(15%)和英国(14%)。乏核燃料被认为是高放射性废料，尽管体积相对较小，但占了辐射强度的绝大部分。

　　例如，在英国，高放射性废料占不到核废料总量的3%，但几乎97%的辐射产生自此。多数乏核燃料已被转移至冷却池(所谓湿法贮存)中，以降低热量和放射性。截至2016年，欧洲81%的乏核燃料以湿法贮存。将乏核燃料以干法贮存在单独的设施里会更安全。法国和荷兰计划对相当大一部分乏核燃料进行再处理。欧洲大多数其他有核国家(比利时、保加利亚、德国、匈牙利、瑞典、瑞士，以及近期的英国)则无限期暂停或中止了再处理计划。并非所有国家都公布了再处理乏核燃料的数量。在多数情况下，各国只公布经玻璃固化处理的高放射性废料数量。大量经再处理的铀、钚、中等放射性废料，及需要长时间额外中间储存期的废混合氧化物燃料(mixed oxide fuel ，MOX)也是如此。

　　欧洲(俄罗斯和斯洛伐克除外)已生产约250万立方米的中低放射性废料，其中有大约20%(50万立方米)储藏在欧洲各处，等待最终处置。各地尚未经过完全处置的中低放射性废料数目正持续增长。其余约80%(接近200万立方米)则已完成处置。然而，这并不意味着未来几个世纪里这类废料已被成功清除了。例如，德国一处原为盐矿的阿西二号(Asse II)核废料处置库就不断遭受地表水的涌入，22万立方米处理过的核废料和盐的混合物亟待回收，这一任务不仅复杂且代价高昂。由于放射性废料和盐混合在一起，现存核废料数量已是最初的五倍。因此，“最终处置”(final disposal)这一术语应谨慎使用。

　　核设施的除役将额外产生相当多核废料。排除燃料链设施，仅欧洲核电反应堆群的除役，就将至少再产生140万立方米的中低放射性废料。这还只是保守估计，因为除役经验还很不足。截至2018年，欧洲(俄罗斯和斯洛伐克除外)运行的核电站数量为142座。

　　源源不断的核废料和即将除役的核设施带来的挑战不断加剧，因为欧洲贮存设施的容量正逐渐耗尽，特别是乏核燃料的贮存容量。例如，芬兰贮存乏核燃料的容量已然达到93%的饱和状态。瑞典的分散式贮存设施CLAB已达到80%的饱和状态。但不是所有国家都会公开其贮存容量的饱和程度，这令全面评估不可能进行。

　　据估算，在使用期限内，欧洲(俄罗斯和斯洛伐克除外)的核电反应堆群会产生约660万立方米的核废料。如果堆积在一处，它们可以在一个足球场内填满至919米的高度，比世界最高建筑——迪拜的哈利法塔(Burj Khalifa)——还要高出90米。这里的计算包括了来自运行、乏核燃料和反应堆除役的废料。这里和以上估算基于保守的假定，但欧洲核废料的实际数量很可能更高。法国将以30%的占比成为欧洲最大的核废料生产国，紧随其后的是英国(20%)、乌克兰(18%)和德国(8%)。这四个国家的核废料占欧洲的75%。

　　除俄罗斯这一仍然活跃的铀生产国之外，德国和法国铀矿开采过程中形成的核废料库存在欧洲是最多的。据官方数据，法国先前的铀矿采掘业形成了5000万吨采矿残渣，但独立专家估计的数字要高很多。原德意志民主共和国采掘的铀矿石远超法国，矿区遗存包括大约32平方公里的设施区，48堆体积共计3.11亿立方米的低活性岩石，和4个容纳了1.6亿立方米放射性污泥的尾矿池。如今，欧盟进口了大多数的铀，核废料因而大量产生于欧洲之外。

　　成本和财务

　　几乎每一个政府都声称遵循“谁污染谁治理”的原则，该原则要求运营商承担管理、贮存和处置核废料的费用。但现实中，政府往往无法一以贯之地推行这一原则。多数国家只在核设施除役过程中强制施行这一原则，尽管一些案例显示政府会承担反应堆的除役责任(如在前东德)。保加利亚、立陶宛和斯洛伐克共和国接受了欧盟在除役方面提供的支持，作为交换，它们关停了前苏联时代的核电站。

　　大多数国家不会针对核废料处置的成本强推“谁污染谁治理”原则。国家当局最终或多或少会承担核废料长期管控和处置的义务和责任。但是，运营商会被要求为这项长期费用提供资金支持。即便在那些将“谁污染谁治理”写入法律的国家，该原则也没有完全落实。例如，只要最终处置设施关闭，出现任何问题，核电站运营商都不会被要求承担财务责任。德国阿西二号(Asse II)就是这种情况，从该处置设施中回收大量核废料的费用由纳税人承担。

　　各国政府未能正确评估核设施除役、贮存和处置核废料的费用。因时间跨度长、费用增加，且存在预估的(专款累计)折现率，所有的费用估算都隐含着不确定性。造成不确定的一个重要原因是，核设施除役经验缺乏，尤其是核废料处置项目方面的经验缺乏。只有三个国家即美国、德国和日本，曾完成过包括完全拆解解核设施并形成数据的除役项目。截至2019年年中，在全世界已经关停的181座核反应堆中，仅19座经过了完全除役，其中也只有10座达到“可开发新地皮”(“green field”)的标准。但即便这些有限经验也显示出了高达五分之一的极大不确定性。在美国，不同反应堆的除役费用在每千瓦280美元到1500美元之间。在德国，一座反应堆的除役费用是每千瓦1900美元，而另一座则是每千瓦10500美元。

　　许多政府的费用估算基于过时的数据。本报告评论到的很多国家，如法国、德国和美国，它们在评估有关费用时用的是上世纪七八十年代的研究，而非基于现有的少数包含真实数据的案例。大多数情形下，那些过时的数据由运营商、产业方或国有机构编制，运用那些数据很可能得出费用低廉的估算和过于乐观的结论。

　　很多政府对折现率也过于乐观。导致低估核设施除役和核废料管理成本的一个关键因素是系统性使用了过分乐观的折现率。为除役和废料管理提供资金的一个基本方面是预判专款的数量会随着时间的推移而增加。例如，德国划拨了241亿欧元(272亿美元)的专款用于所有与核废料管理相关的活动，但据预判，这笔钱到2099年会增加近3倍，至860亿欧元。各国使用的折现率大有区别，且费用的增加速度可能快于一般通胀率，但并非所有国家都考量到了费用的增加。(“近3倍”，原文为“近4倍”，疑有误。——译注)

　　为确保有充足的资金用于除役、核废料的管理和处置，相应的融资计划必须为那些专款创造安全的持有条件(“围栏策略”)。同时必须确保预留财力足以负担实际费用。一些国家满足了一个条件，但达不到其他条件。

　　各国在如何规划为核废料的管理、贮存和处置筹措资金方面存在很大差异。不是所有有核国家都要求对核设施除役专款实行外部管理，且独立于运营商或持牌人。在大多数国家，用于长期核废料管理的专款实行外部管理，但在一些国家，核设施的除役费用仍从内部的独立和受限专款那里获得资金支持。为核设施的除役和核废料的存储提供资金支持是一件复杂事端;大多数情况下，一个国家存在多重资金筹措体系。

　　依据国家层面的不同做法，各国政府不会总是去定义“除役”涵盖哪些事项。与乏核燃料管理一样，核废料管理也是核设施除役的一个重要方面，但二者并不总是被划入“除役”之列，因此很难比较不同国家之间的费用。除役、贮存和处置流程相互紧密关联;何以完整的外部独立和受限专款似乎是为这些流程的未来费用筹集资金的最佳方法，原因即在于此。只有少数国家选择了这一方案，特别是瑞典、英国和瑞士。不过，瑞士有两种专款，一种用于核设施的除役，另一种用于核废料的管理。没有哪个国家已经确保核设施的除役和核废料的贮存和处置获得了全面的资金支持。做到这一点将是所有使用核能国家面对的一项挑战。

　　当前，没有任何国家既精确评估了核废料管理的费用，又缩小了受保护的专款和预估费用之间的差额。在多数国家，仅部分所需专款有所预留。举例来看，瑞典迄今为止为三分之二的除役和废料管理预估费用预留了资金，英国预留的资金能支撑其运行中的半数核反应堆，瑞士的留存资金甚至不到预估费用的三分之一。

　　在为核废料处置提供专项资金方面，也可以观察到同样的情况。法国和美国预留的专项资金仅能支付预估费用的三分之一左右。

　　随着越来越多的核反应堆因不利的经济环境而被提前关停，资金不足的风险加剧了。提前关停、缺少资金，加上成本不断攀升，正推动一些核电厂运营商推迟核设施的关停和除役，以筹措更多资金。一些国家如美国和日本，还在考虑通过提高费用、价格补贴和延长设备使用寿命的方式，令核设施能收回成本。

　　来源与分类

　　各国对核废料的定义差别巨大，分歧在于，乏核燃料及其分离产品(钚和再处理铀)被视为废料还是可用资源。例如，因对自然有害，且使用和分离造价高昂，乏核燃料及其所含的钚在大多数国家被视为废料。然而，法国将钚定义为潜在资源，并要求依法对其进行再处理。再处理既会推迟废料问题，又令这一问题变得更加复杂和昂贵。

　　各国对核废料的分类存在很大差别，没有哪两个国家的分类系统是完全相同的。德国只在发热废料和其他废料之间进行了区分。英国依据放射性水平分类其核废料。法国和捷克共和国同时考虑放射性水平和放射性衰变期(半衰期)。美国与欧洲国家分类系统的根本区别在于，前者是基于核废料的来源而非特性分类。(半衰期，指放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间。——译注)

　　如何公布已形成的核废料数量，各国之间存在很大差别。所有国家都会定期发布有关各自产出的核废料数量及相应管理方案的信息，但不是所有国家都会详尽报告。一些国家的公开信息不能被用来预估核废料体积(例如斯洛伐克)。一些国家的报告缺乏最新的乏核燃料库存量(例如荷兰和比利时)。俄罗斯对其分类系统及核废料库存状况鲜少公布。

　　各国在核废料的定义、分类和公布方式上的差别和矛盾，令收集数据和进行国际比较的工作十分困难。不同国家的处理方式反映了各国在管理核废料上缺乏一致性。当国际上试图在各国之间确立共同安全原则并就国家惯例建立同行评审程序时，那些不同的方式会凸显出来。国际原子能机构(IAEA)就核废料的分类提供了宽泛的框架。但该组织于2001年通过的《乏燃料管理安全和放射性废物管理安全联合公约》(Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and the Safety of Radioactive Waste Management)构成许多国家默认的立场，尽管各国的执行做法大不相同。继2011年《欧洲原子能共同体理事会指令》(Euratom Directive)通过以来，欧盟试图统一其成员国的核废料分类系统，但成效甚微。

　　环境和人类健康面临的风险

　　核废料对健康构成危害，原因有以下几点：首先，媒体报道称，来自核设施的常规气态和液态废物排放对健康有影响;其次，核废料再处理在全球产生相当巨大的放射量;其三，许多已产生的核废料的状况无法令人满意且极不稳定。以乏核燃料和来自再处理过程的玻璃化废物形式存在的高放射性废物占了整个核废料放射性的90%以上。然而，世界上还没有一处充分运行的高放射性废料最终处置库。继续将乏核燃料长期存放在核电厂的水池里(湿法贮存)，对公众和环境都构成极大风险。乏核燃料的再处理尤其会产生更易接近和分散的高危放射性废料，并带来更多的挑战，包括核扩散风险、工人和公众暴露在辐射之下，以及环境遭受放射性污染。

　　合理评估核废料风险并列出危险等级的工作受限于信息不足。只有个别国家公布了诸如核废料核素存量等信息。中央政府或国有部门应对此类数据的收集和传播负主要责任。恰当评估核暴露与健康之间的潜在因果关系需要这一类数据。到目前为止，还没有针对核废料中放射性核素危害的全面评估方案。

　　要评估核废料的风险，目前缺乏全面、高质量研究。核废料的风险或可由流行病学研究中推知，但现有的少数特定研究质量有限。例如，一些研究表明，癌症发病率有所增加，但是单个研究数据太小，无法给出统计学意义上的显著结果。荟萃分析(meta-analyses)可以合并较小的研究，产生较大的数据集，这可以形成统计学意义上的结果。但众所周知，关于核废料对健康影响的荟萃分析实际上是缺失的。此外，为评估风险，还必须准确测量辐射剂量。总之，分析表明，有关核废料风险的定性和定量信息都极度缺乏。

　　研究方法说明及展望

　　《世界核废料报告》就各国如何管理核废料提供了国际比较，概述了各国现状和历史趋势。本报告聚焦欧洲，开始填补一个重大的研究空缺。在欧洲之外，运营商和各国政府应对核废料挑战的惯常做法甚至变化更大。在为解决这一特定问题寻求合理的长期解决方案过程中，社会、政治、技术和金融层面的挑战是巨大的。

　　由于这是此类报告的第一份，因此在基于大量完整事实和数字化的数据提出有意义的总结时，本报告面临许多障碍。各国不只在核废料的定义、分类方式，和如何公布已形成的核废料数量方面存在很大差别。这项研究还揭示了数据缺失，遭遇了语言障碍、各国不同的术语使用方式，以及原始资料不一致等困难。所有这些都使得评估工作非常复杂。

　　《世界核废料报告》的第一版旨在为今后开展相关研究打下基础。新问题已然浮现，一些问题应在下一版报告中讨论。例如，延长使用不适当的临时贮存法带来的风险，评估核电风险时可预见的临时储存能力不足、扩散、恐怖主义威胁和其他安全问题，铀矿开采的做法，通过自由测量清除废物部分，以及公众参与在选址进程中的作用。此外，新版报告还应将研究地域延伸至其他有核国家，包括加拿大、中国、芬兰、日本、俄罗斯、韩国、西班牙和乌克兰。