除役國際經驗

除役國際經驗

依據國際原子能總署(IAEA)統計資料,截至2020年8月止,全球有189部核能機組永久停止運轉,分布於21個國家,其中美國38部,英國30部,德國30部,日本27部,法國14部,加拿大6部,俄羅斯8部,瑞典6部,義大利、保加利亞與烏克蘭等國各4部,斯洛伐克與西班牙等國各3部,瑞士、台灣、立陶宛及韓國等國各2部,阿美尼亞、比利時、哈薩克、荷蘭等國各1部。

瑞典核能電廠的主要除役策略,是在核能電廠結束營運後盡快的拆除,並且要避免產生長時間的停機過渡階段。由SKB(瑞典核燃料及廢棄物管理公司 Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company, SKB)及個別電力業者所組成一個特別工作組織,進行制定並發展適用於自身持有除役和拆除策略。瑞典輻射安全管理局(SSM),負責核子與輻射安全的管制事業,並向環境部報告。SSM也負責審查SKB的活動報告,包含處置場的建造計畫等。

Barsebäck核電廠

Barsebäck核電廠位於瑞典南方,鄰近丹麥首都,當時規劃提供瑞典南部及丹麥電力,但三哩島事件,瑞典進行全國性公投,對核電廢除的議題進行表決,於此之後,瑞典國會決議展開逐步廢核作業;而在丹麥方面,也因為三哩島事件,其國會積極呼籲瑞典關閉鄰近的Barsebäck核電廠,因此,Barsebäck核電廠只有走上關閉一途,一、二號機分別於1999與2005年停機。

根據Barsebäck1、2號機的除役計畫,整個時程被分為除役前的服務作業階段(Service operation period:2006~2021)以及拆除作業階段(Dismantling operation period:2021~2029),計畫時程的重點是所謂的瑞典系統(Swedish system),此為SKB目前的放射性廢棄物管理、運輸、最終處置系統化作業。這意味著中低放射性除役廢棄物所送往的處置設施SFR,必須在拆除階段正式開始前建造完成,以接收Barsebäck的除役廢棄物。根據SKB的計畫,該SFR最快會在2023年開始運作,這也是BKAB設定除役時程時的考量因素。

在2015年底,Barsebäck電廠開始進行反應爐內部組件的切割和現址貯存的工作,並計劃到2020年左右暫時貯存在SFR中的一個分離區域,並等待可以接收長半化期的中低放射性廢棄物的SFL開始運作後(預計2045年)送往此處做最終處置。電廠的拆除專案將在2018年展開,並於2023年開始執行拆除工作。在Barsebäck完成除役,且廠址復原並釋出後,電廠的持有者EKS將會決定該土地未來的用途,時間點約在2029年之後。

Barsebäck核電廠內部組件拆解採水下機械切割的方式,進行作業時所需的設備包含廠房吊車與兩座橋架。除了廠房吊車之外,設有工作橋架(Working Bridge)與燃料吊運橋架(Fuel Reloading Bridge),兩橋架可於切割池兩側同時作業,分別進行不同組件的切割。

除役切割工作平台圖

除役切割工作平台圖

Barsebäck核電廠圖

Barsebäck核電廠圖

資料來源:Barsebäck核電廠

在西班牙,一旦核能電廠停機關閉且獲得拆除授權書(dismantling authorisation)後,其持有權便由營運者轉移到ENRESA(放射性廢棄物管理機構Empresa Nacional de Residuos Radiactivos, S.A)底下,而ENRESA會負責該電廠的除役以及放射性廢棄物的長期管理工作。根據《核能法》的規定(Art.38 of Nuclear Energy Act, updated by Law 11/2009)設施除役以及放射性廢棄物的長期管理責任將由國家承擔,而國家將此工作委由ENRESA辦理。

在完成預先除役準備工作後,ENRESA會與營運者進行控制權及責任轉移的合約簽署事宜。在這期間,CSN(核能安全委員會 Consejo de Seguridad Nuclear),做為西班牙的核能安全管制單位,也會對核設施拆除計畫進行審核,而有關除役對環境影響的部分將會由MAPAMA(農漁業、食品與環境部 Ministry of Agriculture and Fisheries, Food and Environment)進行評估。

Vandellòs核能電廠1號機的除役概況

Vandellós 1是GCR型反應器,容量為508 百萬瓦(MWe)。從1972年營運到1989年,因為汽機區的發生火災意外導致停機,因修復成本並不符合經濟效益,經評估過後決定在1989年永久停機。是西班牙唯一採用延遲拆除策略的核能電廠,安全封存時間將會長達25~30年。在2003年,ENRESA開始進行第2階段的除役作業,並且已經釋出大部分的土地,在安全封存結束後,ENRESA預估輻射活度水平將會減低95%,這時所有剩餘的建築物將會被移除。

在Vandellós 1的除役計畫中分為3個階段,是遵照IAEA對除役的描述做區分。

第一階段(調整活動)準備階段

這個階段的準備工作由HIFRENSA公司(電廠營運者)執行,從1990~1998年,包括:從廠區移出用過核子燃料,並送至法國進行再處理;移除營運廢棄物並暫時存放在筒倉中;先行拆除一部分不再需要的一般性設備或系統,如氣體貯存槽或汽渦輪機的發電機組;核設施除役程序審核及責任權轉移給ENRESA的準備工作。

資料來源:“Decommissioning Report – Vandellos I Nuclear Power Plant”, 2007

第二階段(結構物除役與準備安全貯存)除役階段

這個階段的工作已由ENRESA負責執行,期間從1998~2003年,陸續拆除所有的建築物、系統管路、以及設備組件,除了反應爐主體以外。拆除工作分成兩階段進行:

Phase 1(1998~1999)–

進行的工作包括設定廠址中的放射性區域的解體工事範圍,並拆除、移除不再需要的一般性設備及建築。這些拆除的計畫內容會在一般組件除役計畫說明文件PDCC(傳統組件除役計畫,Conventional Components Decommissioning Plan)中提及。

Phase 2(1999~2003)–

這段時間進行的工作包括執行其他放射性區域的拆除計畫,並通過一般方法進行管理。另外中低放射性廢棄物再經過封裝處理後送至El Cabril處置設施,而一般性廢棄物經判定後可進行回收,反應爐主體將被保留並以水泥及建築外殼屏蔽封存。完成Phase 2的階段作業後,剩餘未拆除及釋出的建築由ENRESA持續監控活度,進入Safestore狀態約持續25年,等待輻射活度降低至初始值的5%,再進行最後階段的拆除作業。

第三階段(反應器槽除役)最後階段

預計在2028年左右,最後階段將會開始進行,移除安全封存的反應爐主體,完成場址復原、釋出。

一般性建物拆除圖

一般性建物拆除圖

Jose Cabrera Nuclear Power Plant, Spain

JoséCabrera是PWR型的反應器,機組容量為160 MWe,在2006年4月的時候永久停機,結束38年的運轉壽命。在2010年時ENRESA接手了其除役控制權,並開始為期8年的除役工作。與Vandellós 1的除役策略不同,JoséCabrera採用的是6th GRWP的一般除役策略,同樣最後會將廠址恢復成綠地狀態後釋出,做為其他用途。

JoséCabrera除役前後對照圖

JoséCabrera除役前後對照圖 

資料來源:JoséCabrera核電廠

美國的除役監管單位為核能管制委員會(NRC),所有電廠除役相關的法規以及要求都由NRC所訂定,目前美國的核電廠除役分為立即拆除(DECON  Immediate dismantling)、延遲拆除(SAFSTOR  SAFe STORage)。

美國核能電廠除役現況表

美國核能電廠除役現況表

Yankee Rowe核能電廠除役前後廠址對照圖(除役前)

Yankee Rowe核能電廠除役前後廠址對照圖(除役前)

Yankee Rowe核能電廠除役前後廠址對照圖(除役後)

Yankee Rowe核能電廠除役前後廠址對照圖(除役後)

資料來源:Yankee Rowe核能電廠

在2005年成立核能設施除役專責機構(Nuclear Decommissioning Authority, NDA),負責英國民用核能設施之除役。

英國的30部除役機組有26部是早期使用石墨為緩和劑之Magnox型反應器,由於此種反應器之特殊性質,因此,反應器廠房均採取安全貯存之除役方式。

英國安全貯存期間表

英國安全貯存期間表

Bradwell核電廠 安全儲存圖

Bradwell核電廠 安全儲存圖

資料來源:NDA英國除役局