Вывод из эксплуатации — процесс, ведущий к необратимому полному или частичному закрытию ядерной установки, обычно ядерного реактора , с конечной целью прекращения действия лицензии на эксплуатацию. Процесс обычно протекает в соответствии с планом вывода из эксплуатации , включая полный или частичный демонтаж и дезактивацию объекта, что в идеале приводит к восстановлению окружающей среды до статуса «с нуля» . План вывода из эксплуатации считается выполненным при достижении утвержденного конечного состояния объекта.
Этот процесс обычно занимает от 15 до 30 лет или даже больше десятилетий, если для радиоактивного распада применяется промежуточный период безопасного хранения . Радиоактивные отходы , оставшиеся после вывода из эксплуатации, либо перемещаются в хранилище на площадке, где они по-прежнему находятся под контролем владельца, либо перемещаются в сухое контейнерное хранилище или пункт захоронения в другом месте. Окончательное захоронение ядерных отходов, оставшихся после вывода из эксплуатации в прошлом и будущем, является растущей и все еще нерешенной проблемой.
Вывод из эксплуатации представляет собой административно-технический процесс. Объект демонтирован до такой степени, что он уже не требует мер радиационной защиты. Сюда входит очистка от радиоактивных материалов. После полного вывода объекта из эксплуатации радиологическая опасность сохраняться не должна. Действие лицензии будет прекращено, а объект выйдет из-под регулирующего контроля. Лицензиат станции больше не несет ответственности за ядерную безопасность.
Затраты на вывод из эксплуатации должны быть покрыты за счет средств, предусмотренных в плане вывода из эксплуатации , который является частью первоначального разрешения на установку объекта. Их можно сохранить в фонде вывода из эксплуатации, например в трастовом фонде.
Во всем мире также существуют сотни тысяч небольших ядерных устройств и установок медицинского, промышленного и исследовательского назначения, которые в какой-то момент придется вывести из эксплуатации. [1]
Вывод из эксплуатации — административный и технический процесс, ведущий к необратимому закрытию ядерной установки , такой как атомная электростанция (АЭС), исследовательский реактор , завод по производству изотопов , ускоритель частиц или урановый рудник . Это относится к административным и техническим действиям, предпринятым для устранения всех или некоторых регулирующих мер контроля с объекта, чтобы обеспечить возможность повторного использования его площадки. Вывод из эксплуатации включает планирование, дезактивацию, демонтаж и управление материалами. [2]
Вывод из эксплуатации является заключительным этапом жизненного цикла ядерной установки. Он включает в себя деятельность от остановки и удаления ядерного материала до восстановления окружающей среды на площадке. [3] Термин «вывод из эксплуатации» охватывает все меры, осуществляемые после того, как ядерной установке была выдана лицензия на вывод из эксплуатации, до тех пор, пока необходимость в ядерном регулирующем надзоре отпадет. Целью в идеале является восстановление естественного исходного состояния, существовавшего до строительства АЭС, так называемого статуса «гринфилд» . [4]
Вывод из эксплуатации включает в себя все шаги, описанные в плане вывода из эксплуатации , ведущие к освобождению ядерной установки от регулирующего контроля. План вывода из эксплуатации считается выполненным при достижении утвержденного конечного состояния объекта. Пункты захоронения радиоактивных отходов скорее закрываются , чем выводятся из эксплуатации . Использование термина «вывод из эксплуатации» подразумевает, что дальнейшее использование объекта (или его части) по существующему назначению не предусматривается. Хотя вывод из эксплуатации обычно включает в себя демонтаж объекта, он не обязательно является его частью, поскольку существующие конструкции повторно используются после вывода из эксплуатации и дезактивации. [5] , с. 49-50
С точки зрения владельца, конечной целью вывода из эксплуатации является прекращение действия лицензии на эксплуатацию, как только он удостоверится, что радиация на площадке ниже установленных законом пределов, которые в США составляют годовое облучение в 25 миллибэр в случае выброса сайт открыт для неограниченного использования. [6] Площадка будет демонтирована до такой степени, что меры радиационной защиты больше не будут требоваться . После вывода объекта из эксплуатации радиоактивная опасность не сохраняется, и его можно вывести из-под регулирующего контроля.
Полный процесс обычно занимает от 20 до 30 лет. [3] В США вывод из эксплуатации должен быть завершен в течение 60 лет после прекращения эксплуатации станции, если только более длительный срок не необходим для защиты здоровья и безопасности населения; [6] до 50 лет — за радиоактивный распад и до 10 лет — за демонтаж объекта. [7]
Процесс вывода из эксплуатации включает в себя:
Под наблюдением МАГАТЭ государство -член сначала разрабатывает план вывода из эксплуатации, чтобы продемонстрировать осуществимость вывода из эксплуатации и гарантировать покрытие связанных с этим расходов. При окончательном останове в окончательном плане вывода из эксплуатации подробно описывается, как будет происходить вывод из эксплуатации, как будет безопасно демонтироваться объект, обеспечивать радиационную защиту работников и населения, решать проблемы воздействия на окружающую среду, обращаться с радиоактивными и нерадиоактивными материалами и прекращение действия разрешения регулирующего органа. [2] В ЕС операции по выводу из эксплуатации контролируются Евратомом . Государствам-членам помогает Европейская Комиссия . [3]
Постепенный снос зданий и удаление радиоактивных материалов потенциально опасны для здоровья, являются дорогостоящими, отнимают много времени и представляют собой экологические риски, которые необходимо учитывать, чтобы гарантировать, что радиоактивные материалы либо транспортируются в другое место для хранения, либо хранятся на объекте безопасным образом.
Радиоактивные отходы , оставшиеся после вывода из эксплуатации, либо перемещаются в хранилище на площадке, где они по-прежнему находятся под контролем владельца завода, либо перемещаются в сухое контейнерное хранилище или пункт захоронения в другом месте. [9] Проблема долговременного захоронения ядерных отходов до сих пор не решена. До появления геологических хранилищ для долгосрочного захоронения необходимо временное хранение. Поскольку планируемое хранилище ядерных отходов в Юкка-Маунтин – как и везде в мире – вызывает споры, хранение на территории или за ее пределами в США обычно осуществляется в независимых хранилищах отработавшего топлива (ISFSI). [10]
В Великобритании все одиннадцать реакторов Magnox выводятся из эксплуатации под ответственность NDA. Отработанное топливо было удалено и отправлено на площадку в Селлафилде в Камбрии для переработки. [11] Установки для «временного» хранения ядерных отходов – в основном «отходов среднего уровня» (САО) – в Великобритании называются пунктами временного хранения (ISF). [12]
Вывод из эксплуатации ядерного реактора может осуществляться только после получения соответствующей лицензии согласно соответствующему законодательству. В рамках процедуры лицензирования необходимо подготовить и передать в компетентный орган различные документы, отчеты и экспертные заключения, например, отчет о безопасности, техническую документацию и оценку воздействия на окружающую среду (ОВОС). В Европейском Союзе эти документы являются предварительным условием для выдачи такой лицензии – мнение Европейской комиссии согласно статье 37 Договора о Евратоме . [13] На основе этих общих данных Комиссия должна быть в состоянии оценить облучение референтных групп населения в ближайших соседних государствах.
Существует несколько вариантов вывода из эксплуатации:
Немедленный демонтаж (DECON в США; )
Вскоре после окончательного закрытия начинается демонтаж и/или дезактивация объекта. Оборудование, конструкции, системы и компоненты, содержащие радиоактивный материал, удаляются и/или дезактивируются до уровня, позволяющего прекратить регулирующий контроль за установкой и выпустить ее либо для неограниченного использования, либо с ограничениями на ее будущее использование. [5] , с. 50 Действие лицензии прекращено. [6]
Отложенный демонтаж ( SAFSTOR в США; «уход и техническое обслуживание» (C&M) в Великобритании).
Окончательный вывод из эксплуатации откладывается на более длительный период, обычно от 30 до 50 лет. Зачастую неядерную часть установки демонтируют, а топливо сразу вывозят. Радиоактивная часть поддерживается и контролируется в состоянии, позволяющем радиоактивному распаду. После этого завод демонтируется, а имущество дезактивируется до уровня, допускающего выпуск для неограниченного или ограниченного использования. [5] В США вывод из эксплуатации должен быть завершен в течение 60 лет. [6] При отложенном демонтаже затраты переносятся на будущее, но это влечет за собой риск роста расходов на десятилетия вперед и изменения правил. [14] Более того, площадку нельзя повторно использовать до тех пор, пока не завершится вывод из эксплуатации, пока не исчезнут доходы от добычи.
Частичное захоронение
В США введены так называемые меры по выводу из эксплуатации на месте (ISD). Все надземные конструкции демонтированы; все оставшиеся подземные сооружения замуровываются путем затирки всех пространств. Преимуществами являются более низкие затраты на вывод из эксплуатации и более безопасное выполнение. Недостатками являются то, что основные компоненты остаются неразобранными и окончательно недоступными. Сайт должен находиться под постоянным наблюдением.
Этот метод был реализован на площадке Саванна-Ривер в Южной Каролине для закрытия реакторов P и R. При таком методе стоимость вывода из эксплуатации каждого реактора составила около 73 миллионов долларов. Для сравнения, вывод из эксплуатации каждого реактора традиционными методами обошелся бы примерно в 250 миллионов долларов. Это привело к снижению стоимости на 71%. [15] Другими примерами являются ядерный реактор Халлама и экспериментальный реактор-размножитель II .
Полное захоронение
Объект не будет демонтирован. Вместо этого его хоронят и поддерживают на неопределенный срок, а наблюдение продолжается до тех пор, пока захороненные радиоактивные отходы не распадутся до уровня, допускающего прекращение действия лицензии и неограниченное освобождение объекта. Лицензиат сохраняет ранее выданную лицензию. [16] Этот вариант, пожалуй, единственно возможный в случае ядерной катастрофы , когда реактор разрушен и демонтаж невозможен или слишком опасен. Примером полного захоронения является Чернобыльский реактор .
С точки зрения МАГАТЭ, захоронение не считается приемлемой стратегией вывода объекта из эксплуатации после запланированного постоянного закрытия, за исключением исключительных обстоятельств, таких как ядерная катастрофа . В этом случае сооружение необходимо обслуживать и наблюдение продолжать до тех пор, пока радиоактивный материал не распадется до уровня, допускающего прекращение действия лицензии и неограниченное освобождение сооружения. [5] , с. 50
Расчет общей стоимости вывода из эксплуатации является сложной задачей, поскольку между странами существуют большие различия в отношении включения определенных затрат, таких как хранение топлива и радиоактивных отходов на месте вывода из эксплуатации, демонтаж нерадиоактивных зданий и сооружений, а также транспорт и (окончательное) захоронение радиоактивных отходов. [17] , с. 61
Более того, оценка будущих затрат на отсроченный вывод из эксплуатации практически невозможна из-за длительного периода, когда инфляция и рост затрат непредсказуемы. Проекты вывода из эксплуатации ядерных объектов характеризуются высокими и весьма переменными затратами, длительными сроками выполнения и рядом рисков. По сравнению с неядерным выводом из эксплуатации дополнительные затраты обычно связаны с радиологической опасностью и требованиями безопасности, а также с более высокой заработной платой необходимого более квалифицированного персонала. Бенчмаркинг, сравнивающий проекты в разных странах, может быть полезен при оценке стоимости вывода из эксплуатации. Хотя, например, затраты на обращение с отработавшим топливом и высокоактивными отходами существенно влияют на бюджет и график проектов вывода из эксплуатации, необходимо уточнить, какая точка является начальной и конечной точкой процесса вывода из эксплуатации. [18]
Эффективная деятельность по выводу из эксплуатации начинается после того, как все ядерное топливо будет удалено с территорий станции, которые будут выведены из эксплуатации, и эти действия составляют важнейший компонент операций перед выводом из эксплуатации, поэтому их следует учитывать в плане вывода из эксплуатации. Выбранный вариант – немедленный или отсроченный вывод из эксплуатации – влияет на общие затраты. На стоимость также влияют многие другие факторы. В статье КПМГ 2018 года о затратах на вывод из эксплуатации отмечается, что многие компании не включают затраты на обращение с отработавшим ядерным топливом, вывезенным с территорий АЭС, которое будет выведено из эксплуатации (в США оно обычно хранится в ISFSI). [19]
В 2004 году на встрече в Вене Международное агентство по атомной энергии подсчитало общую стоимость вывода из эксплуатации всех ядерных объектов. Вывод из эксплуатации всех ядерных энергетических реакторов в мире потребует 187 миллиардов долларов США ; 71 миллиард долларов США на объекты топливного цикла; менее 7 миллиардов долларов США для всех исследовательских реакторов; и 640 миллиардов долларов США на демонтаж всех военных реакторов для производства оружейного плутония , исследовательских топливных установок, установок химического разделения ядерной переработки и т. д. Была оценена общая стоимость вывода из эксплуатации ядерной промышленности в мире (с 2001 по 2050 год). на уровне 1 триллиона долларов США . [20] По оценкам Market Watch (2019 г.), глобальные затраты на вывод из эксплуатации в ядерном секторе составляют от 1 до 1,5 млрд долларов США на электростанцию мощностью 1000 мегаватт. [21]
Огромные затраты на исследования и разработки по (геологическому) долгосрочному захоронению ядерных отходов коллективно покрываются налогоплательщиками в разных странах, а не компаниями.
Затраты на вывод из эксплуатации должны быть покрыты за счет средств, предусмотренных в плане вывода из эксплуатации , который является частью первоначального разрешения объекта, до начала эксплуатации. Таким образом, гарантируется, что будет достаточно денег для оплаты возможного вывода объекта из эксплуатации. Это может быть, например, путем сбережений в трастовом фонде или гарантии материнской компании [22].
В Швейцарии есть центральный фонд для вывода из эксплуатации пяти ядерных энергетических реакторов и еще один для утилизации ядерных отходов . [23] В Германии также есть государственный фонд вывода из эксплуатации станций и обращения с радиоактивными отходами, за который должны платить владельцы реакторов. Правительство Великобритании (налогоплательщики) оплатит большую часть затрат как на вывод из эксплуатации ядерных объектов, так и на существующие отходы. [24] Вывод из эксплуатации всех реакторов Магнокс полностью финансируется государством. [25]
С 2010 года владельцы новых атомных электростанций в Нидерландах обязаны создать фонд вывода из эксплуатации до начала строительства. [26]
Экономические затраты на вывод из эксплуатации будут увеличиваться по мере того, как все больше активов подходят к концу своего срока службы, но лишь немногие операторы выделили достаточные средства. [21]
В 2016 году Европейская комиссия подсчитала, что обязательства Европейского Союза по выводу из эксплуатации ядерных объектов серьезно недофинансированы примерно на 118 миллиардов евро, при этом всего 150 миллиардов евро целевых активов для покрытия 268 миллиардов евро ожидаемых затрат на вывод из эксплуатации, охватывающих как демонтаж атомных станций, так и хранение радиоактивных частей и напрасно тратить. [27]
В феврале 2017 года комитет французского парламента предупредил, что контролируемая государством EDF недооценила затраты на вывод из эксплуатации. Франция выделила всего 23 миллиарда евро на вывод из эксплуатации и хранение отходов своих 58 реакторов, что составляет менее трети от 74 миллиардов ожидаемых затрат [27] , в то время как британское NDA подсчитало, что очистка 17 британских ядерных объектов будет стоить от 109 до 250 миллиардов евро. EDF оценил общую стоимость в 54 миллиарда евро. По данным парламентской комиссии, очистка французских реакторов займет больше времени, будет более сложной и обойдется намного дороже, чем ожидает EDF. В нем говорится, что EDF проявила «чрезмерный оптимизм» относительно вывода из эксплуатации. [24] EDF оценивает около 350 миллионов евро за реактор, тогда как европейские операторы оценивают от 900 миллионов до 1,3 миллиарда евро за реактор. Оценка EDF была в первую очередь основана на единственном историческом примере уже демонтированного реактора Chooz A. Комитет утверждал, что следует включить такие расходы, как восстановление объекта, удаление отработавшего топлива, налоги, страхование и социальные расходы. [28]
Аналогичные опасения по поводу недостаточного финансирования существуют в Соединенных Штатах, где Комиссия по ядерному регулированию США обнаружила явную нехватку гарантий финансирования вывода из эксплуатации и обратилась к 18 электростанциям с просьбой решить эту проблему. [29] Ожидается , что стоимость вывода из эксплуатации малых модульных реакторов будет в два раза выше, чем затрат на вывод из эксплуатации больших реакторов. [30]
Во Франции вывод из эксплуатации АЭС Бреннилис , довольно небольшой электростанции мощностью 70 МВт, уже обошелся в 480 миллионов евро (в 20 раз превышает сметную стоимость) и все еще не завершен по прошествии 20 лет. Несмотря на огромные инвестиции в демонтаж, радиоактивные элементы, такие как плутоний , цезий-137 и кобальт-60, просочились в окружающее озеро. [31] [32]
В Великобритании вывод из эксплуатации гражданских ядерных активов оценивался в сумму от 99 до 232 миллиардов фунтов стерлингов (2020 г.), а ранее в 2005 году оценка была занижена до 20-40 миллиардов фунтов стерлингов. Только на площадку в Селлафилде (Колдер-Холл, Виндскейл и завод по переработке) приходится большая часть затрат на вывод из эксплуатации и увеличение стоимости; [21] По состоянию на 2015 год затраты оценивались в 53,2 миллиарда фунтов стерлингов. [25] В 2019 году оценка была даже намного выше: 97 миллиардов фунтов стерлингов. [33] По оценкам Управления по выводу из эксплуатации ядерных объектов Соединенного Королевства в 2013 году, затраты на вывод из эксплуатации 19 существующих ядерных объектов Соединенного Королевства составят не менее 100 миллиардов фунтов стерлингов. [34]
В Германии вывод из эксплуатации атомной электростанции Нидерайхбах мощностью 100 МВт составил более 143 миллионов евро. [ нужна цитата ]
Литва увеличила прогноз затрат на вывод из эксплуатации с 2019 миллионов евро в 2010 году до 3376 миллионов евро в 2015 году. [21]
Вывод из эксплуатации может быть завершен только после того, как на площадке будет прекращено хранение ядерных отходов. В соответствии с Законом о политике в отношении ядерных отходов 1982 года был создан «Фонд ядерных отходов», финансируемый за счет налога на электроэнергию, для строительства геологического хранилища . 16 мая 2014 г. взимание платы было приостановлено [35] после жалобы владельцев и операторов АЭС. К 2021 году баланс Фонда составил более 44 миллиардов долларов, включая проценты. Позже фонд был возвращен в общий фонд и используется на другие цели. Поскольку план строительства хранилища ядерных отходов Юкка-Маунтин был отменен, Министерство энергетики объявило в 2021 году о создании временного хранилища ядерных отходов. [36]
Поскольку правительству не удалось создать центральное хранилище, федеральное правительство платит коммунальным предприятиям около полумиллиарда долларов в год в качестве штрафа, чтобы компенсировать стоимость хранения на более чем 80 площадках ISFSI в 35 штатах по состоянию на 2021 год . 37] По состоянию на 2021 год правительство выплатило коммунальным компаниям 9 миллиардов долларов за расходы на временное хранение, которые могут вырасти до 31 миллиарда долларов и более. [36]
Ядерные отходы обходились американским налогоплательщикам в рамках бюджета Министерства энергетики (DOE) по состоянию на 2018 год примерно в 30 миллиардов долларов в год, 18 миллиардов долларов на ядерную энергетику и 12 миллиардов долларов на отходы программ создания ядерного оружия. [37]
По оценкам KPMG, общая стоимость вывода из эксплуатации ядерного флота США по состоянию на 2018 год превысит 150 миллиардов долларов США. Около двух третей можно отнести на расходы по прекращению действия лицензии НРК; 25% на обращение с отработавшим топливом; и 10% на восстановление сайта. [19] Вывод из эксплуатации только трех объектов по обогащению урана будет иметь ориентировочную стоимость (2004 г.) от 18,7 до 62 миллиардов долларов США, плюс дополнительные 2-6 миллиардов долларов США на демонтаж большого количества обедненного гексафторида урана . В отчете GAO за 2004 год указывалось, что «затраты превысят доходы на 3,5–5,7 миллиарда долларов (в долларах 2004 года)» для трех объектов по обогащению, намеченных к выводу из эксплуатации. [38]
К организациям, которые способствуют международному обмену информацией, знаниями и опытом, связанными с выводом из эксплуатации ядерных установок, относятся Международное агентство по атомной энергии , Агентство по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития и Европейское сообщество по атомной энергии . [39] Кроме того, при Министерстве энергетики США была разработана онлайн-система под названием «Информационный инструмент управления знаниями о дезактивации и выводе из эксплуатации» , которая стала доступной международному сообществу для поддержки обмена идеями и информацией. Целями международного сотрудничества в области вывода из эксплуатации ядерных объектов являются снижение затрат на вывод из эксплуатации и повышение безопасности труда. [39]
Многие военные корабли и несколько гражданских кораблей использовали в качестве силовых установок ядерные реакторы . Бывшие советские и американские военные корабли были выведены из эксплуатации, а их силовые установки демонтированы или затоплены. Утилизация российских подводных лодок и кораблей , а также американских подводных лодок и кораблей продолжается. У России есть флот атомных судов, находящихся на списании, затопленных в Баренцевом море . Ориентировочная стоимость вывода из эксплуатации только двух подводных лодок К-27 и К-159 составила 300 миллионов евро (2019 г.), [40] или 330 миллионов долларов. [41] Морские электростанции, как правило, меньше наземных электростанций.
Крупнейшим американским военным ядерным объектом по производству оружейного плутония был объект в Хэнфорде ( штат Вашингтон ), в настоящее время выгруженный от топлива, но находящийся в медленном и проблематичном процессе дезактивации, вывода из эксплуатации и сноса. Есть «Каньон», большая структура по химическому извлечению плутония с помощью процесса PUREX . Есть также много больших контейнеров и подземных резервуаров с растворами воды, углеводородов и урана - плутония - нептуния - цезия - стронция (все они высокорадиоактивны). Теперь, когда все реакторы выгружены, некоторые из них были помещены в САФСТОР (со снесенными градирнями). Несколько реакторов были объявлены национальными историческими достопримечательностями .
На сегодняшний день выведен из эксплуатации широкий спектр ядерных объектов. Число выведенных из эксплуатации ядерных реакторов, исключенных из Списка ядерных реакторов, невелико. По состоянию на май 2022 года около 700 ядерных реакторов выведены из эксплуатации на нескольких ранних и промежуточных этапах (холодный останов, выгрузка топлива, SAFSTOR, внутренний снос), но только около 25 были переведены в полностью « статус новых объектов ». [42] На многих из этих объектов до сих пор хранится отработанное ядерное топливо в виде сухих контейнеров , залитых бетоном, в стальных бочках. [43]
По состоянию на 2017 год большинство атомных станций , действующих в США, были рассчитаны на срок службы около 30–40 лет [44] и имеют лицензию на эксплуатацию в течение 40 лет от Комиссии по ядерному регулированию США . [45] [46] По состоянию на 2020 год средний возраст этих реакторов составлял около 39 лет. [46] Срок действия лицензий на многих заводах подходит к концу, и если их лицензии не будут продлены, им придется пройти процедуру дезактивации и вывода из эксплуатации. [44] [47] [42]
Обычно не включаются затраты на хранение ядерных отходов, в том числе отработавшего топлива , и содержание хранилища до реализации хранилищ для долгосрочного захоронения [17] ,с. 246 (в Независимых установках по хранению отработавшего топлива США (ISFSI). [9] Таким образом, многие организации не включают затраты на обращение с отработавшим ядерным топливом, вывезенным с территорий АЭС, которые будут выведены из эксплуатации. [19] Однако существуют крупные различия между странами относительно включения определенных затрат, таких как хранение на месте топлива и радиоактивных отходов от вывода из эксплуатации, демонтаж нерадиоактивных зданий и сооружений, а также транспортировка и (окончательное) захоронение радиоактивных отходов [17] , с.
Год затрат может относиться к стоимости, скорректированной с учетом обменных курсов и инфляции до этого года (например, в долларах 2020 года).
Указанная мощность в списке предпочтительно указывается в расчетной полезной мощности (эталонной единичной мощности) в МВт, как и в Списке коммерческих ядерных реакторов .
[128] [129]
{{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь ){{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь )