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概述
调研大纲

概述

核环保是指核技术生产流程中污染物料的治理,包括核设施推理治理、乏燃料后处理及放射性废物处理处置等内容。其目的是实现留存建(构)筑物和场址残留放射性达到无限制开放水平,产生的各类废弃物得到安全处理和处置,废气、废液等流出物达标排放。

核技术是指以核性质、核反应、核效应和核谱学为基础,以反应堆、加速器、辐射源和核辐射探测器为工具的现代高新技术。具有高的灵敏度、特异性、选择性、抗干扰性、穿透性等特点。广泛应用于国民经济各个领域,亦为自然科学的深入发展提供了可能性。开拓的重要交叉学科有核农学、核医学、同位素地质学等。此外,它在国家安全中占有重要位置。例如,核电是利用铀元素制成的核燃料,通过反应堆设备中发生裂变,产生热能,后又变成蒸汽,然后利用蒸汽推动汽轮机带动发电机旋转,最终源源不断产生电能。核电站有很多优势,其相比于太阳能,水能发电站,核电站占地面积小,成本有限,而且发电量多,如果没有突发情况,核电是一种十分安全,高效,高产的发电方式。另外,核能发电不会产生大量二氧化碳,称得上是一种非常环保的发电形式,且核能发电原料主要是铀,而铀除了可被用来发电外,没有其他用途,功能比较单一,所以燃料市场较为稳定,同时,核燃料的能量密度比化石燃料高几百万倍,所以相同质量的核燃料体积小,储存和运输成本比较低,在核能发电的各项成本中,燃料费用所占比例较低,因此核能发电的稳定性非常高,被视为一种最为可靠的发电形式。

但核技术的缺点同样十分明显,首先,核技术的运用会产生许多高低阶放射性废料,而且处理非常困难,一般常用的处理方式为通过科学手段过滤之后,密封包装然后深埋,处理成本非常高,所以此前日本为节约经费,才会提出将核废水排进大海的馊主意,在国际社会中引发了巨大争议,使之饱受诟病,其次,核能相较于一般的化石燃料,核电会排放更多的废热,继而造成严重的热污染。

总之,核能在很多方面确实有很大优势,但核环保问题如果不能得到妥善解决,将可能给人类社会造成一场巨大灾难。

核环保产业链上游包括核燃料循环、碳素及金属、核岛/常规岛设备等,中游主要为核设施退役治理、乏燃料后处理和放射性废物处置等核环保细分领域的包括核环保工程总承包(EPC)、核环保方案设计单位、和环保设备制造商在内的方案提供、实施方,下游则是以核电站回收、最终处置场等核环保场景应用为主。

国内

图:核环保行业产业链

核环保行业产业链

中国的核设施退役始于上世纪90年代初,主要针对的是早期军用核设施(部分军工核设施从80年代开始陆续关停,进入监护运行状态),经过20多年的工作取得了一定的成绩,部分重要核设施和放射性废物的治理工作已进入实施阶段。在中国目前的核设施中,核电站占据相当大比例。由于最早运行的秦山一期核电站要到2024年后才开始关闭退役,现有条件下针对其退役技术的研究还很少,退役经验缺失,目前原子能法还没出台,中国针对核设施退役的操作和验收标准等也还不完善,还存在着反应堆封存多长时间合适、有的核设施是否可就地埋葬等问题的争议,为安全、经济、较快地完成退役任务,需要尽快开展有针对性地研究和论证。

自1986年以来,国务院、国家发改委、国家能源局等多部门都陆续印发了支持、规范核电行业的发展政策,内容涉及核电发展技术路线、核电厂建设规范、核电厂安全运行规范、上网电价政策等内容:

表:国内核环保相关政策

发布时间 发布部门 政策名称 重点内容 政策性质
1986年10月 国务院 《民用核设施安全监督管理条例》 对民用核设施的选址、设计、建造、运行和退役做出规定 规范类
1978年6月 国家能源局 《核材料管制条例》 对保证核材料的安全与合法利用做出规定   规范类
1993年8月 生态环境部 《核电厂核事故应急管理条例》   规范类
2005年8月 生态环境部 《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》   规范类
2007年11月 国家发改委、国家能源局 《国家核电发展专题规划(2005—2020年)》 电站投入商业运行开始时,即可在核电站发电成本中强制提取、积累核电站退役处理费用。在中央财政设立核电站退役专项基金账户,在各核电站商业运行期内提取。 规范类
2012年7月 国务院 《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》 加强核电安全、核燃料后处理和废物处置等技术研究。 支持类
2013年1月 国务院 《能源发展“十二五”规划的通知》 把“安全第一”仿真落实到核电规划、建设、运行、退役全过程及所有相关产业。 支持类
2016年12月 国家发改委、国家能源局 《能源发展“十三五”规划》 加快论证并推动大型商用乏燃料后处理厂建设。 支持类
2017年2月 国防科工局 《“十三五”核工业发展 规划》 攻克乏燃料后处理技术。 支持类
2021年3月 《“十四五”规划和2035远景目标纲要》 建设核电站中低放废弃物处置场,建设乏燃料后处理厂。 支持类

在我国当前的法律法规体系中,放射性废物管理的原则是清晰的,但是在处置责任、实施方式、资金保障、公众参与和激励措施方面,还要进一步地明确和细化。为了保障政策在实施过程中有法可依,有章可循,应尽快建立健全相关法律体系,制定专门的放射性废物管理法,使放射性废物管理规范化、制度化,最终实现放射性废物的有效、安全处置。放射性废物管理专门法的立法可能需要长期的过程,故对现行相关法律的有效落实也非常关键,我国在此方面还亟待加强。例如,《核安全法》和《放射性污染防治法》规定了处置选址规划、核设施退役和处置费用的具体管理办法等,但还存在落实不到位的情况。

国外

完善的法律、法规、标准体系是放射性废物处置工作的重要依据。美国、德国等核能大国均已建立了适应自身需求的法律、法规、标准体系。特别是在法律制定层面,除了服务于核能发展的基本法,它们还都建立了针对放射性废物管理的专门法。国家政策来源于各国法律法规体系对放射性废物处置的规定,各国一般都秉持以下原则制定相关政策:①谁产生谁负责;②安全是前提条件;③放射性废物最小化;④分类处理处置;⑤政府负责监管;⑥监督和实施相互独立;⑦鼓励公众参与。

表:国外核环保相关政策

国家 发布时间 政策名称 重点内容
美国 1954年 《原子能法》(修正本) 明确了原子能委员会的职能——鼓励民用核能发展、保障核电安全和实施核武器计划。
1980年 《低放射性废物政策修订案》 为处置商业低放射性废物制定了政策。
1982年 《核废料政策法》 对联邦政府在高放射性废物和乏燃料处置方面的责任和政策做出了规定
1992年 《能源政策法》
德国 1959年 《和平利用原子能和防止其危害法》 包括立法宗旨和定义,主管部门职责、政府监督机制和违法行为的行政责任,核设施(尤其是核电站)、核燃料和核废料的相关规范。该法还明确与其它现行法律、已加入国际公约和协议的关系,提出了具体的要求,具有很强的操作性。
1984年 《核安全和辐射防护法》 对德国辐射监测、放射性废物基本标准做出规定
1986年 《辐射防护法》
德国的核能法律框架,总体上是由基本法做指导,然后用不同的法律、法令对核能利用予以规范调整,由此形成了涵盖矿业体制、放射性物质和核能材料设备贸易、辐射防护、放射性废物管理、核不扩散和实物保护、运输和核损害责任等各个方面的完善法律体系。不过,德国的能源战略重点却已经开始转向可再生能源,是全球唯一在法律中确立“逐步淘汰核电”的核电大国。
日本 1955年 《原子能基本法》 核能领域的核心法律
1957年 《核材料、核燃料及核反应堆监管法》 规定了从事核能相关活动的许可证管理制度
1999年 《原子能灾害对策特别措施法》 针对原子能灾害的特殊性,就原子能从业人员的原子能灾害预防义务、原子能紧急事态公告的发布、原子能灾害对策本部的设置、紧急事态应急对策的实施以及其它原子能灾害相关事项
2000年 《特定放射性废弃物最终处置法》 规定处理场选定程序等
美国 1954年 《原子能法》(修正本) 明确了原子能委员会的职能——鼓励民用核能发展、保障核电安全和实施核武器计划。
1980年 《低放射性废物政策修订案》 为处置商业低放射性废物制定了政策。
1982年 《核废料政策法》 对联邦政府在高放射性废物和乏燃料处置方面的责任和政策做出了规定
1992年 《能源政策法》

放射性废物管理一般秉承监督与实施相互独立的原则,各国都设立了独立的监管机构。核设施产生的放射性废物根据类别差异,不同国家有各自的处置实施方式。对高放废物处置,一般由政府或政府所属部门专门成立的具有商业性质的实施机构负责。对低放废物的处置,有的由政府或政府所属部门专门成立的实施机构处理,有的由商业公司处理。对于政府专门成立的实施机构,一般是国家、国家所属部门或国家公共机构直接负责或监督,如美国DOE下属的环境管理办公室(Office of Environmental Management)和核能办公室(Office of Nuclear Energy)、法国国家放射性废物管理局(ANDRA)、英国核退役管理局(NDA)、韩国放射性废物管理机构(KORAD)、日本核废物管理组织(NUMO)等。对于商业公司实施方式,一般由核能公司(或政府与核能公司一起)组建放射性废物管理专营机构,机构的职责范围根据各国的具体情况制定,如加拿大核废物管理组织(NWMO)、俄罗斯放射性废物管理国家运营商(NO RAO)和国有放射性废物管理企业(Ros RAO)等。

随着中国核电产业的规模化发展,核电站乏燃料产生量日益增加,乏燃料后处理需求日益凸显。乏燃料处理方式基本可分为两种,一种是“开式核燃料循环”,即直接将乏燃料冷却、包装后作为废物送入深地质层处置或长期贮存。另一种是“闭式核燃料循环处理”,即将乏燃料送入后处理厂,将铀和钚等有用物质进行分离、回收再利用,之后将 废物固化后进行深地质层处置或进行分离嬗变。上世纪80年代中国就确定了核燃料“闭式循环”的技术路线,该技术可大幅提高铀资源的利用率,同时显著减小放射性废物体积并降低其毒性。

目前,中国在运行好当前中试厂的基础上,应重点攻克高燃耗乏燃料后处理技术、关键后处理设备的研发以及锕系元素的分离工艺等,依靠自主创新能力,开发具有自主知识产权的工艺流程,完善乏燃料后处理技术行业标准。乏燃料后处理厂为一个复杂的系统工程,需在强化核科学技术与工程、自动控制技术、遥测/遥感技术等学科之间交叉互动的基础上,分批攻关乏燃料后处理厂建设的关键技术。

在乏燃料后处理技术上,重点发展高温首端与先进无盐二循环分离技术,强化工程放大能力,集成建设百公斤级、多种乏燃料后处理研究平台,结合国际先进工艺,开发兼容处理金属及氧化物乏燃料的后处理工艺。

“闭式核燃料循环”作为中国乏燃料处理的必经之路,对安全环保措施以及技术工艺都有着极高的要求,国际上主要有法国、英国、日本、印度等国家采用该处理方式。中国尽管从上世纪 80 年代就确定了“闭式核燃料循环”的战略,但至今仍未能完全实现自主研发及规模化生产。在发改委和国家能源局共同印发的《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》中,把“乏燃料后处理与高放废物安全处理处置技术创新”作为重点任务之一,提出要推进大型商用水法后处理厂建设,加强先进燃料循环的干法后处理研发与攻关,目标在2030年要建成完善的先进水法后处理技术研发平台体系,基本建成中国首座800吨大型商用乏燃料后处理厂。

一方面,通过“开式核燃料循环”,即直接贮存方式处理乏燃料,绝大部分核电站的在堆贮存水池容量已超负荷:另一方面,通过“闭式核燃料循环处理”,中国在建的首套乏燃料处理能力仅有200吨/年。所以,中国不断累积的核电乏燃料处理刚性需求与短缺的乏燃料后处理产能之间的矛盾日益突出,因此迫切需要发展“闭式核燃料循环处理”相关技术和建设产能。该技术是中国未来核电行业急待推进发展的重要环节之一,具有广阔的产业前景。

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