法国阿海珐将在中国建立核废料处理厂

http://chuansong.me/n/2109421

中核为何选择阿海珐合作？

原创
2015-12-31
周晖雨
能源杂志

·· 导语··



一个市场经济国家乏燃料处理路线的选择，本质还是在于能源的价格。选择阿海珐的在热堆中燃烧后处理产生的铀和钚的技术，从经济和打好基础的角度来讲更适合我国。



2015年11月2日，法国总统奥朗德访华之际，中法两国在经济和贸易领域签署了一系列合作协议。其中就核废料回收签署一项工业合作协议，价值高达200亿欧元(约合人民币1395.56亿元)。本次合作是建立在2015年6月30日两国政府签署《中法深化民用核能合作的联合声明》的基础上，也是中核集团、阿海珐、法国电力三方签署的《关于落实中法国家联合声明的全球合作实施方案》务实体现。标志着未来中核集团将与阿海珐在核燃料循环全产业链的全面合作，合作领域涵盖了铀、前端、再循环、物流和退役等。



此次签约所涉及中法合作建设的中国核循环项目参照法国阿格核循环厂，由中核集团负责建设，法国核能巨头阿海珐集团承担总体技术责任，项目占地3平方公里，具有三方面功能：一是每年处理800吨的国内核电站乏燃料，通过核循环提高铀资源利用率，为核电可持续发展保驾护航；二是建设乏燃料离堆贮存中心，一期贮存能力为3000吨，对核电站卸出的燃料进行大规模贮存与后期管理，让核电更安全；三是将高放废液玻璃固化，实现高放废物长期管理的固有安全，让核电更清洁。


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核燃料循环的三种技术比较


为什么中核选择的合作伙伴是法国阿海珐，这要从什么是核燃料循环说起，核燃料循环有3种主要型式：


1、一次通过，即直接处置，将使用过的燃料元件（乏燃料）不进行后处理，经过冷却、包装后作为废物直接送到深地质层处置或长期贮存。目前我国，美国和国际上大部分国家都采用这种方式，这种处理方式技术比较先进的国家是瑞典，目前瑞典的乏燃料存放在Simpevarp核电站附近位于地下60米的湿法乏燃料中间储存设施（CLAB）之中。由瑞典核燃料与废物管理公司（SKB）负责高放废物地质处置工作。采取的技术路线是用深地质处置方法在结晶岩（花岗岩）中处置乏燃料。


2、热中子堆（主要是压水堆我国的在役核电站，未来大规模兴建的华龙一号和AP1000都属于热中子堆）中再循环。使用过的燃料元件经后处理回收其中未用完的铀和新产生的钚，返回重新制造元件，循环使用。在国际上来说拥有此技术的国家寥寥无几，虽然法国，俄罗斯，英国和美国都拥有这项技术。但真正在运行的压水堆中大规模使用通过乏燃料后处理提取的大量堆后铀和钚的国家只有法国一个。据法国电力公司估算，其约20%的发电量来自回收材料钚和铀。英国虽然也源源不断从乏燃料中提取铀和钚，但是没有将其投入在役电站中循环使用，而是储存了起来。


俄罗斯既没有大规模从乏燃料中提取铀和钚，也没有在在役核电站上循环使用。而美国在早期的时候曾经决定要对核废料进行后处理，但在1976年时任总统格纳德福禁止这一可循环的做法，并且他的继任者对此也是支持态度，他们认为这会带来潜在的危险，因为钚也可以用于制造核武。所以美国虽然拥有技术但没有应用，美俄2大核能巨头的缺席直接导致了法国成为拥有规模最大、工艺最成熟、技术最先进的商业乏燃料后处理及再循环产业的国家。


3、快中子增殖堆中再循环。快中子增殖堆燃料由钚和贫化铀构成。使用过后，经后处理回收其中铀和钚，返回循环使用。我国，法国，美国，日本和俄罗斯都拥有此技术。在这方面技术遥遥领先，一骑绝尘于排行第二的法国，其采用快堆技术B600的别洛雅尔斯克核电站，是全球运行时间最长的快堆核电站。于2015年测试运行的同样位于别洛雅尔斯克核电站的BN800快堆反应堆，是目前全球建设成本和运行成本最低，最接近商用堆的快堆堆型。而法国虽然于1967年投运了实验快堆，1973年投运了“凤凰”快堆，1986年投运了“超凤凰”快堆，法国政府起初打算到2000年后将“超凤凰”型快堆投入大规模应用。


然而，到了上世纪80年代，石油价格下降，天然铀价格也随之下降，而燃料循环后段价格却在上升，加之快堆研发挫折不断，法国不得不调整核燃料循环战略，转向在热堆中燃烧后处理产生的铀和钚。而曾寄予其厚望的而“超凤凰”快堆，由于是意大利、德国和法国三国合建的快堆，矛盾较多，经过一段时间的运行后发现很难赚钱，在1994年因冷却回路泄漏而被迫停堆后（（该堆自1986年开始投入运行以来一直受到类似故障的困扰,其满功率运行时间总计不6个月，与之鲜明对比的是，俄罗斯的BN600快堆长期满功率运行，而且从没有出现过重大事故），加上法国绿党反核，被总理若斯潘下令彻底关停了。


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中国的乏燃料处理技术路径选择


根据规划，到2020年，我国核电在运装机将达到5800万千瓦，越来越多的核电站投入运行，也带来了越来越多的乏燃料，使用过后的乏燃料如果不进行处理，一是会造成铀资源浪费，二是未处理的乏燃料放射性衰变周期太长。但是经过核循环处理之后，不仅可以制造混合氧化物燃料（MOX燃料）投入在役核电站中使用，提高资源利用效率，而且同时还可大大减少高放废物量，提高安全性。


所以，我国早就制定了“核燃料循环+快堆模式”的战略规划，在发展核电的同时，统筹核能事业发展需要，积极推进乏燃料后处理、快堆及MOX燃料制造等产业和技术发展。一边独立自主研发快堆和乏燃料处理技术，一边和俄罗斯和法国进行技术方面的合作和谈判。



在法国阿海珐于2007年完成“一体化再循环工厂”的设计的时候，我国甚至想直接购买其最新后处理厂技术，但因为当时阿海珐财务情况良好，而且我国技术相对落后，所以阿海珐不太愿意出让技术漫天要价，此事没有谈成，但2011年起，阿海珐开始连续亏损——2011年亏损24.24亿欧元，2012年亏损0.99亿欧元，2013年亏损4.94亿欧元。到了2014年，阿海珐净亏损激增至48亿欧元，已超过其37亿欧元的市值。


从核燃料循环前端的天然铀开采到铀转化、浓缩以及核燃料元件制造，再到反应堆设计、施工，以及后端的乏燃料处理，阿海珐旗下各条业务线几乎均处于亏损状态。而在阿海珐连续亏损的这几年我国经济和政治实力以及核能应用技术都有了很大的提高，此消彼长的情况下，和法国乏燃料有了新的合作进展也情理之中。有趣的是与之对应的是我国和俄罗斯的合作，我国早早就在2009年和俄罗斯达成了在福建三明建设快堆的协议，而俄罗斯当时之所以答应中国出口快堆技术，主要是2008年下半年的时候遭遇了经济危机，在当年下半年到2011年上半年这段时间里遭遇了自1999—2008年俄罗斯经济高速增长期以来的首次高速下跌，GDP负增长。在此情况下为了经济向中国出口技术也情理之中，而我国一方面因为2011年的福岛事件，核电缓速发展，一方面因为与同等大小的传统反应堆相比，每个快堆的造价大约贵10亿到20亿美元，而且俄方要价又略高，所以迟迟没有实质性的进展。


而2011年下半年-2013年上半年，俄罗斯经济又回复了高速增长，度过了因为经济忽然负增长的恐慌心理。所以在开始变卦，提高了要价。以至于今天BN800项目上还有没有实质性的进展，而我国一方面做好了走自主快堆路线的准备，一方面为了提高以后和俄罗斯谈判的筹码，启动了在福建霞浦的首个中国快堆核电示范工程项目。2014年下半年以来，俄罗斯经济因为乌克兰事件受到国际社会的制裁再次衰退，未来我们和俄罗斯在快堆上的合作获得实质性的进展也是有很大可能。


一个市场经济国家乏燃料处理路线的选择，本质还是在于能源的价格，在石油价格低迷和电动汽车蓬勃发展的今天，如果从市场的角度来考虑的话，我相信我国快堆技术和俄方合作，和快堆发展上不会像发展高铁和大型压水堆一样跨越发展，一方面是采用快中子增殖堆中再循环解决方案，每盖4座压水堆就需要建造一座快堆，才能处理它们产生的核废料，而快堆高昂的成本带来巨大的成本，第二个方面是我国在核废料处理技术上还相对落后，基础比较薄弱，虽然快堆因为401实验堆的原因，有一定的技术，但MOX燃料和乏燃料处理技术还是落后于发达国家的，走和法国一样的发展在热堆中燃烧后处理产生的铀和钚从经济和打好基础的角度来讲更适合我国，毕竟法国的乏燃料处理技术和MOX燃料技术是商业化的，成熟度，而俄罗斯快堆技术虽然和其他国家比相对成熟，但并没有成熟到商业化的地步。


http://chuansong.me/n/2109421

中核为何选择阿海珐合作？

原创
2015-12-31
周晖雨
能源杂志

·· 导语··



一个市场经济国家乏燃料处理路线的选择，本质还是在于能源的价格。选择阿海珐的在热堆中燃烧后处理产生的铀和钚的技术，从经济和打好基础的角度来讲更适合我国。



2015年11月2日，法国总统奥朗德访华之际，中法两国在经济和贸易领域签署了一系列合作协议。其中就核废料回收签署一项工业合作协议，价值高达200亿欧元(约合人民币1395.56亿元)。本次合作是建立在2015年6月30日两国政府签署《中法深化民用核能合作的联合声明》的基础上，也是中核集团、阿海珐、法国电力三方签署的《关于落实中法国家联合声明的全球合作实施方案》务实体现。标志着未来中核集团将与阿海珐在核燃料循环全产业链的全面合作，合作领域涵盖了铀、前端、再循环、物流和退役等。



此次签约所涉及中法合作建设的中国核循环项目参照法国阿格核循环厂，由中核集团负责建设，法国核能巨头阿海珐集团承担总体技术责任，项目占地3平方公里，具有三方面功能：一是每年处理800吨的国内核电站乏燃料，通过核循环提高铀资源利用率，为核电可持续发展保驾护航；二是建设乏燃料离堆贮存中心，一期贮存能力为3000吨，对核电站卸出的燃料进行大规模贮存与后期管理，让核电更安全；三是将高放废液玻璃固化，实现高放废物长期管理的固有安全，让核电更清洁。


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核燃料循环的三种技术比较


为什么中核选择的合作伙伴是法国阿海珐，这要从什么是核燃料循环说起，核燃料循环有3种主要型式：


1、一次通过，即直接处置，将使用过的燃料元件（乏燃料）不进行后处理，经过冷却、包装后作为废物直接送到深地质层处置或长期贮存。目前我国，美国和国际上大部分国家都采用这种方式，这种处理方式技术比较先进的国家是瑞典，目前瑞典的乏燃料存放在Simpevarp核电站附近位于地下60米的湿法乏燃料中间储存设施（CLAB）之中。由瑞典核燃料与废物管理公司（SKB）负责高放废物地质处置工作。采取的技术路线是用深地质处置方法在结晶岩（花岗岩）中处置乏燃料。


2、热中子堆（主要是压水堆我国的在役核电站，未来大规模兴建的华龙一号和AP1000都属于热中子堆）中再循环。使用过的燃料元件经后处理回收其中未用完的铀和新产生的钚，返回重新制造元件，循环使用。在国际上来说拥有此技术的国家寥寥无几，虽然法国，俄罗斯，英国和美国都拥有这项技术。但真正在运行的压水堆中大规模使用通过乏燃料后处理提取的大量堆后铀和钚的国家只有法国一个。据法国电力公司估算，其约20%的发电量来自回收材料钚和铀。英国虽然也源源不断从乏燃料中提取铀和钚，但是没有将其投入在役电站中循环使用，而是储存了起来。


俄罗斯既没有大规模从乏燃料中提取铀和钚，也没有在在役核电站上循环使用。而美国在早期的时候曾经决定要对核废料进行后处理，但在1976年时任总统格纳德福禁止这一可循环的做法，并且他的继任者对此也是支持态度，他们认为这会带来潜在的危险，因为钚也可以用于制造核武。所以美国虽然拥有技术但没有应用，美俄2大核能巨头的缺席直接导致了法国成为拥有规模最大、工艺最成熟、技术最先进的商业乏燃料后处理及再循环产业的国家。


3、快中子增殖堆中再循环。快中子增殖堆燃料由钚和贫化铀构成。使用过后，经后处理回收其中铀和钚，返回循环使用。我国，法国，美国，日本和俄罗斯都拥有此技术。在这方面技术遥遥领先，一骑绝尘于排行第二的法国，其采用快堆技术B600的别洛雅尔斯克核电站，是全球运行时间最长的快堆核电站。于2015年测试运行的同样位于别洛雅尔斯克核电站的BN800快堆反应堆，是目前全球建设成本和运行成本最低，最接近商用堆的快堆堆型。而法国虽然于1967年投运了实验快堆，1973年投运了“凤凰”快堆，1986年投运了“超凤凰”快堆，法国政府起初打算到2000年后将“超凤凰”型快堆投入大规模应用。


然而，到了上世纪80年代，石油价格下降，天然铀价格也随之下降，而燃料循环后段价格却在上升，加之快堆研发挫折不断，法国不得不调整核燃料循环战略，转向在热堆中燃烧后处理产生的铀和钚。而曾寄予其厚望的而“超凤凰”快堆，由于是意大利、德国和法国三国合建的快堆，矛盾较多，经过一段时间的运行后发现很难赚钱，在1994年因冷却回路泄漏而被迫停堆后（（该堆自1986年开始投入运行以来一直受到类似故障的困扰,其满功率运行时间总计不6个月，与之鲜明对比的是，俄罗斯的BN600快堆长期满功率运行，而且从没有出现过重大事故），加上法国绿党反核，被总理若斯潘下令彻底关停了。


▼

中国的乏燃料处理技术路径选择


根据规划，到2020年，我国核电在运装机将达到5800万千瓦，越来越多的核电站投入运行，也带来了越来越多的乏燃料，使用过后的乏燃料如果不进行处理，一是会造成铀资源浪费，二是未处理的乏燃料放射性衰变周期太长。但是经过核循环处理之后，不仅可以制造混合氧化物燃料（MOX燃料）投入在役核电站中使用，提高资源利用效率，而且同时还可大大减少高放废物量，提高安全性。


所以，我国早就制定了“核燃料循环+快堆模式”的战略规划，在发展核电的同时，统筹核能事业发展需要，积极推进乏燃料后处理、快堆及MOX燃料制造等产业和技术发展。一边独立自主研发快堆和乏燃料处理技术，一边和俄罗斯和法国进行技术方面的合作和谈判。



在法国阿海珐于2007年完成“一体化再循环工厂”的设计的时候，我国甚至想直接购买其最新后处理厂技术，但因为当时阿海珐财务情况良好，而且我国技术相对落后，所以阿海珐不太愿意出让技术漫天要价，此事没有谈成，但2011年起，阿海珐开始连续亏损——2011年亏损24.24亿欧元，2012年亏损0.99亿欧元，2013年亏损4.94亿欧元。到了2014年，阿海珐净亏损激增至48亿欧元，已超过其37亿欧元的市值。


从核燃料循环前端的天然铀开采到铀转化、浓缩以及核燃料元件制造，再到反应堆设计、施工，以及后端的乏燃料处理，阿海珐旗下各条业务线几乎均处于亏损状态。而在阿海珐连续亏损的这几年我国经济和政治实力以及核能应用技术都有了很大的提高，此消彼长的情况下，和法国乏燃料有了新的合作进展也情理之中。有趣的是与之对应的是我国和俄罗斯的合作，我国早早就在2009年和俄罗斯达成了在福建三明建设快堆的协议，而俄罗斯当时之所以答应中国出口快堆技术，主要是2008年下半年的时候遭遇了经济危机，在当年下半年到2011年上半年这段时间里遭遇了自1999—2008年俄罗斯经济高速增长期以来的首次高速下跌，GDP负增长。在此情况下为了经济向中国出口技术也情理之中，而我国一方面因为2011年的福岛事件，核电缓速发展，一方面因为与同等大小的传统反应堆相比，每个快堆的造价大约贵10亿到20亿美元，而且俄方要价又略高，所以迟迟没有实质性的进展。


而2011年下半年-2013年上半年，俄罗斯经济又回复了高速增长，度过了因为经济忽然负增长的恐慌心理。所以在开始变卦，提高了要价。以至于今天BN800项目上还有没有实质性的进展，而我国一方面做好了走自主快堆路线的准备，一方面为了提高以后和俄罗斯谈判的筹码，启动了在福建霞浦的首个中国快堆核电示范工程项目。2014年下半年以来，俄罗斯经济因为乌克兰事件受到国际社会的制裁再次衰退，未来我们和俄罗斯在快堆上的合作获得实质性的进展也是有很大可能。


一个市场经济国家乏燃料处理路线的选择，本质还是在于能源的价格，在石油价格低迷和电动汽车蓬勃发展的今天，如果从市场的角度来考虑的话，我相信我国快堆技术和俄方合作，和快堆发展上不会像发展高铁和大型压水堆一样跨越发展，一方面是采用快中子增殖堆中再循环解决方案，每盖4座压水堆就需要建造一座快堆，才能处理它们产生的核废料，而快堆高昂的成本带来巨大的成本，第二个方面是我国在核废料处理技术上还相对落后，基础比较薄弱，虽然快堆因为401实验堆的原因，有一定的技术，但MOX燃料和乏燃料处理技术还是落后于发达国家的，走和法国一样的发展在热堆中燃烧后处理产生的铀和钚从经济和打好基础的角度来讲更适合我国，毕竟法国的乏燃料处理技术和MOX燃料技术是商业化的，成熟度，而俄罗斯快堆技术虽然和其他国家比相对成熟，但并没有成熟到商业化的地步。