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21 Apr,2021

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美国核反应堆过早退役带来的问题?
发布日期:2021-04-21 10:23:27

美国核反应堆过早退役带来的问题?

从1990年开始,核电占到美国发电量的20%。虽然应对气候变化和二氧化碳减排运动如火如荼的展开,但市场并没有对零碳的核电进行奖励。美国超过四分之一的核电站入不敷出,面临提前退役。其退役对现场存在的废旧核燃料有两个重要影响。

——乏核燃料现在成了无人看管的“孤儿”。

——核电站停机后将无力支付乏核燃料的储存和监测费用,也不再向核废料处置基金缴费。

1982年NWPA规定,商业核电站每发1度电,就将0.1美分存入美国财政部的一个独立账户作为核废料处置基金(NWF)。但在2014年,鉴于尤卡山项目的停止,几个州政府和商业核电站打了一场成功的官司后,美国政府停收了该基金。

NWF仍在以约20亿美元/年计息。在上一份核废料基金费用充足性评估报告中,概述了在未来100年左右的时间里,NWF如何处理核废料。报告基于现有核电站假设的核电产能,在没有许可证延期,且2012年后没有新建核电站的条件下,以及0.1美分/度的费用,预测了NWF的收益。

这些假设可能并不正确。大部分现有的反应堆已经获得了一次20年的延期,其中一半的反应堆很可能会再获得一次,2020年代SMR的出现也将改变核电的发展。

与此相对应的,是目前由于放松管制的能源市场的经济和政治压力而导致的反应堆提前退役潮。

自2012年以来,美国已经有12座商业反应堆关闭,总装机约为10,348兆瓦,假设其中一半反应堆的许可证延期一次,另一半反应堆的许可证延期两次,提前退役导致的预期寿命损失将超过一万亿度电。

另有27座反应堆宣布在2025年前关闭,总装机约27,203兆瓦,或比之前的预期寿命减少约4万亿度电。虽然所有反应堆都将在2026年前关闭,但一些反应堆的关闭日期尚未确定。这意味着损失了超过80亿美元的NWF本金收入。按照美国能源部估计,当核电机组完全关闭时,NWF的最终的基金总数为550亿美元,这笔因过早关闭而损失的费用约占新世界基金的15%。

除了损失的费用,这些过早关闭的反应堆也不会产生那么多乏燃料。考虑到几乎所有反应堆都运行的不错,为计算方便,我们可以合理地假设所有反应堆都会获得另一次许可证延期,使其使用寿命达到80年。如果大多数反应堆只用了40年左右就关闭了,那么这些反应堆产生的废物总量将是本应产生的废物量的50%。如果假设60年的寿命,就像能源部的大多数预测一样,那么它们产生的废物总量将是本来会产生的废物的75%左右。

这些条件存在巨大的不确定性,会影响到核废料处置库的最终成本和建设周期。这些影响不是线性的,因为有的成本并不直接与废物量挂钩,如处置库的准备和初始建设、反应堆场或综合临时储存设施的废物储存、建模和监测、一般行政和管理成本、许可证成本、退役和关闭成本以及必要的人员。

EIA预测,从2018年到2050年,将增加9.1吉瓦的核电装机容量。然而,抵消这9.1吉瓦新增核电能力的,是2018年至2050年预计退役的35吉瓦核电能力,特别是表2中列出的预计到2026年关闭的核电能力。

应该指出的是,武器生产产生的国防高级废物(HLW)将占本世纪须处置的废物的三分之一左右。在过去的生命周期成本估算中,能源部假设国会将通过国防核废料拨款(来自纳税人)来支付约20%的费用。本文将只讨论来自纳税人支付的费用和商用核工业收集的资金。

对于费用是否充足的评估,考虑了通货膨胀和经济预测,结论是无论NWF收入不足或超额,都无法确保这笔钱能够彻底满足核废料处置的需要。该结果的浮动范围很大,从2万亿美元的亏空到4.9万亿美元的结余不等。

如果考虑反应堆的提前退役,可能会使NWF减少15%,否则需要有另外20%的核电站延期。既便如此,这些预测仍然是有意义的,而且没有迹象表明,这些影响应该会给当前NWF的收费金额带来变化。

预测一百年来NWF和尤卡山项目的成本趋势,对政策制定似乎并无帮助。如果最初的核电站寿命预估有误,则对于核电站提前退役的假设将毫无意义。能源部假设在2012年运行的104座反应堆中,只有一座反应堆会获得20年的许可证延期,因此反应堆的运行和废物产生的总年数约为6,000反应堆-年。

由于约有30座反应堆将在40年后提前退役,而其余79座左右的反应堆将获得第二次20年的许可证延期至80年,则反应堆的运行和废物产生量将达到7,500反应堆-年左右,大大增加。实际上,第二次延长20年许可证的会更多。

下次能源部准备更新系统总寿命并进行成本估算时,最好看一下直接收入和成本,而不要试图预测通货膨胀率或进行经济预测,因为这些直接价值可能同样受到一些不确定性因素的影响。从1983年开始,NWF的收入在大约60年内是高度前置的,而尤卡山项目或其替代项目的建设运营将在2043年后的60年内完成。因此,NWF有机会获得高昂的利息,使其财务效益相对更高。然而,预测建设、劳动力和材料成本是很困难的,当然,基金仍需要确保在需要能提供足够的钱。

预估核电发电量及其基金收费金额,在未来很多年都是困难的。目前还不能确定在NWF重新启动后是否会追缴以前的费用,尽管这似乎不太可能。

来源:嘿嘿能源heypower

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