MIT2010報(bào)告--核燃料循環(huán)的未來執(zhí)行總結(jié)部分譯文

1、核燃料循環(huán)的未來（概要報(bào)告）一MIT跨學(xué)科研究報(bào)告麻省理工學(xué)院2010-09-16引言與致謝2003年,MIT發(fā)表了多學(xué)科研究報(bào)告核電的未來。其論點(diǎn)是，核能是一個(gè)低碳世界上的重要市場(chǎng)選項(xiàng)。至少今后的幾十年內(nèi)，降低電力生產(chǎn)之二氧化碳排放排放排放的現(xiàn)實(shí)選項(xiàng)只有四個(gè)：提高能源利用效率，擴(kuò)大使用可再生能源如風(fēng)能和太陽能，化石燃料電廠由煤炭轉(zhuǎn)向天然氣或過渡到捕俘與永久扣押二氧化碳，排放排放排放以及核電。該報(bào)告的觀點(diǎn)是，所有的四個(gè)選項(xiàng)都是比要的，從碳排放排放全面管理戰(zhàn)略中排除四者中的任何選項(xiàng)都是錯(cuò)誤的。該報(bào)告檢查了發(fā)展核電的各種障礙，提出了促進(jìn)核電成為市場(chǎng)選項(xiàng)的一系列建議。報(bào)告發(fā)表以來美國(guó)和全世界發(fā)生了巨

2、大變化，我們2009年發(fā)表了對(duì)2003年未來的核電的更新報(bào)告。對(duì)氣候變化的擔(dān)心急劇上升，許多國(guó)家對(duì)溫室氣體排放排放采取了各種限制，而且美國(guó)也期望在未來某時(shí)對(duì)二氧化碳大氣排放采取限制。今天核能提供著美國(guó)70%勺“零”碳排放電力，是電力部門降低溫室氣體排放的主要候選者。雖然目前全球經(jīng)濟(jì)不景氣有所影響，美國(guó)和全世界核電增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)值依然大幅度上升。在美國(guó)，發(fā)布了各種各樣的建造新反應(yīng)堆的意向公告,27臺(tái)機(jī)組提出許可證申請(qǐng)，8臺(tái)提出聯(lián)邦貸款保證申請(qǐng)，還有幾個(gè)廠址在做前期準(zhǔn)備。然而直到2010年年中，美國(guó)尚未頒發(fā)新建工程建造許可證。世界其它地區(qū)，特別是中國(guó)和印度，新機(jī)組建造已在加速。此外，韓國(guó)通過與阿拉伯聯(lián)

3、合酋長(zhǎng)國(guó)簽署建造四座反應(yīng)堆協(xié)議，成為了全球傳統(tǒng)核電供應(yīng)商的一員。核燃料循環(huán)也有重大進(jìn)展。在美國(guó)，燃料循環(huán)政策仍處于混亂狀態(tài)。布什政府發(fā)起了各種規(guī)劃，目標(biāo)是商業(yè)回收再循環(huán)乏核燃料（SNF中的易裂變材料制造新燃料組件，但沒有得到國(guó)會(huì)的支持。美國(guó)能源部（DOE花費(fèi)多年評(píng)價(jià)并提出許可證申請(qǐng)，要在尤卡山（YM建造乏燃料和高放廢物地質(zhì)處置場(chǎng)。但是現(xiàn)在奧巴馬政府請(qǐng)求撤回許可證申請(qǐng)。在海外，日本開始運(yùn)行商業(yè)核燃料后處理廠。芬蘭和瑞典獲得公眾贊同，選定了處置乏燃料的地質(zhì)處置場(chǎng)廠址。因?yàn)榫硾r的重大變化，我們承擔(dān)的核燃料循環(huán)的未來研究更明確集中于對(duì)擴(kuò)大美國(guó)核電規(guī)劃可采用的關(guān)鍵技術(shù)選擇和這些選擇的近期政策涵義。我們感

4、謝美國(guó)電力研究所（EPRI）以及愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、阿海法、通用電氣-日立、西屋、能源方案和核保險(xiǎn)公司慷慨的資金支持。執(zhí)行總結(jié)研究背景70%“零”2003年MIT發(fā)表了多學(xué)科研究報(bào)告核電的未來。其根本動(dòng)機(jī)在于核電是目前提供美國(guó)約碳的電力，是低碳世界的重要市場(chǎng)選項(xiàng)。那個(gè)報(bào)告發(fā)表以來，美國(guó)和全世界發(fā)生的重大變化見我們2009年發(fā)表的報(bào)告對(duì)2003年未來的核電的更新。對(duì)氣候變化的擔(dān)心在上升：許多國(guó)家對(duì)排入大氣的溫室氣體采取了各種限制,而且美國(guó)也期待采取類似的限制。全世界核電增長(zhǎng)預(yù)測(cè)值急劇上升，并且新電廠的建設(shè)已在加速，特別是在中國(guó)和印度。由于核電作為低碳選項(xiàng)的持續(xù)重要性-可上規(guī)模地展開部署，實(shí)質(zhì)上緩解

5、氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)，即到本世紀(jì)中葉全球部署規(guī)模可達(dá)到loooGWe因此進(jìn)行了本核燃料循環(huán)的未來研究。為使核電得以擴(kuò)大，必須克服核電在成本、廢物處置以及核擴(kuò)散問題等方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，同時(shí)保持當(dāng)前卓越的安全和可靠性記錄。在相對(duì)短期內(nèi)，有可能就具有長(zhǎng)期深遠(yuǎn)意義的核燃料循環(huán)演進(jìn)做出決定使用什么類型的燃料，什么型式的反應(yīng)堆，輻照的燃料發(fā)生了什么變化，有什么方法長(zhǎng)期處置核廢物。本研究的目的就是通告這些方面的決策。幾十年來，關(guān)于未來核燃料循環(huán)的討論一直集中在期望最終部署以钚啟動(dòng)快堆為基礎(chǔ)的閉路燃料循環(huán)。然而，這個(gè)期望深植于一個(gè)過時(shí)的理解鈾的稀缺性。我們重新檢查燃料循環(huán)表明，還有很多更有效的燃料循環(huán)選項(xiàng)，而且其優(yōu)化

6、選擇面臨很大不確定性某些是經(jīng)濟(jì)上的，如選擇先進(jìn)堆；某些是技術(shù)上的，如對(duì)廢物管理的影響；而某些是社會(huì)的，如核電部署的規(guī)模和核擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)管理。假定對(duì)工藝技術(shù)替代選擇進(jìn)行了必要的研究而且全球共同應(yīng)對(duì)氣候變化風(fēng)險(xiǎn)，今后幾十年內(nèi)這種不確定性會(huì)被大大澄清。我們研究的關(guān)鍵啟示在于，通過繼續(xù)開式燃料循環(huán)、實(shí)施輕水堆乏燃料儲(chǔ)存托管制度、開發(fā)一地質(zhì)處置場(chǎng)、以及研究適用于各種不同核能未來的技術(shù)備選方案，我們能夠而且應(yīng)當(dāng)保留我們?nèi)剂涎h(huán)選擇的選項(xiàng)。研究結(jié)果和建議經(jīng)濟(jì)作為未來重要的能源選項(xiàng)，核電的生存力關(guān)鍵取決于它的經(jīng)濟(jì)性。雖然核電廠運(yùn)營(yíng)成本低，但核電廠本身的資本成本高。由于擔(dān)心建設(shè)新核電廠存在財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，目前更高的融資建

7、造成本放大了核電廠的資本成本。對(duì)于美國(guó)新的基荷電力，核電廠的平準(zhǔn)電價(jià)很可能高于新燃煤機(jī)組（沒有二氧化碳捕俘與扣押）或新天然氣機(jī)組。消除融資風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)可使核電平準(zhǔn)電價(jià)優(yōu)于煤電，而征收適度的二氧化碳排放稅還會(huì)使核電低于煤電。與天然氣相比，以過去十年大部分時(shí)間的天然氣燃料價(jià)格特點(diǎn)看，這也同樣是正確的。根據(jù)這種分析，在2003年我們就建議對(duì)第一批新建核電機(jī)組提供財(cái)政激勵(lì)。美國(guó)自2005年就已開始先行者激勵(lì)，但執(zhí)行起來非常緩慢。建議應(yīng)當(dāng)加速實(shí)施先行者激勵(lì)程序，以示范在美國(guó)目前條件下建設(shè)新核電廠的成本，并以良好的業(yè)績(jī)表現(xiàn)消除籌資風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)，。該激勵(lì)程序不應(yīng)擴(kuò)大到先行者（最初7-10臺(tái)機(jī)組）之外，因?yàn)槲覀兿嘈藕?/p>

8、能應(yīng)當(dāng)像其它能源選項(xiàng)一樣，可以在開放市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)。燃料循環(huán)至少本世紀(jì)大部分時(shí)間，不缺少鈾資源，不會(huì)約束將來建造新的核電廠。某些國(guó)家正用混合氧化物燃料在輕水堆內(nèi)做有限再循環(huán)，但其擴(kuò)大資源和廢物管理的利益極小。有科學(xué)合理的方法管理乏核燃料。建議今后幾十年內(nèi)，使用輕水堆(LWR的一次通過燃料循環(huán)是美國(guó)首選的經(jīng)濟(jì)選項(xiàng)，而且很可能是本世紀(jì)大部分時(shí)間美國(guó)和其它地方核能系統(tǒng)的顯著特征。改進(jìn)輕水堆設(shè)計(jì)提高燃料資源利用效率、降低未來反應(yīng)堆電廠的成本，應(yīng)當(dāng)成為首要的研究與開放的焦點(diǎn)。乏核燃料管理以相對(duì)小的成本長(zhǎng)期托管儲(chǔ)存，保留未來乏燃料利用的各種選項(xiàng)。保持各種選項(xiàng)很重要，因?yàn)榻窈笾卮蟛淮_定性(美國(guó)核電部署的軌跡、新

9、反應(yīng)堆和燃料循環(huán)工藝技術(shù)的有效性和成本)的澄清解決將會(huì)確定輕水堆乏核燃料或者注定是直接地質(zhì)處置的廢物，或者是未來閉路燃料循環(huán)的有效燃料資源。燃料循環(huán)政策辯論中，低估了保留未來燃料循環(huán)選擇各種選項(xiàng)的價(jià)值?？梢栽谶\(yùn)行反應(yīng)堆現(xiàn)場(chǎng)、集中儲(chǔ)存設(shè)施或可回取性設(shè)計(jì)的地質(zhì)處置場(chǎng)(集中儲(chǔ)存的備選方式)安全地完成托管儲(chǔ)存。建議乏核燃料長(zhǎng)期托管儲(chǔ)存規(guī)劃約100年應(yīng)當(dāng)成為核燃料循環(huán)設(shè)計(jì)的重要構(gòu)成部分。盡管相信在此期間托管儲(chǔ)存是安全的，研發(fā)計(jì)劃仍應(yīng)致力于證實(shí)并擴(kuò)大安全儲(chǔ)存和運(yùn)輸周期。百年儲(chǔ)存的可能性比預(yù)期的核反應(yīng)堆運(yùn)行壽期還長(zhǎng)，暗示美國(guó)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)向集中乏核燃料儲(chǔ)存場(chǎng)從退役反應(yīng)堆現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)出乏燃料開始，并支持一個(gè)長(zhǎng)期的乏燃料管理

10、戰(zhàn)略。這樣做的額外的好處是解除聯(lián)邦政府未能自1998年開始從反應(yīng)堆現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移乏燃料的責(zé)任。廢物管理至少乏核燃料的某些長(zhǎng)壽命組分要求永久性地質(zhì)隔離，因而需要著手系統(tǒng)地開發(fā)一處地質(zhì)處置場(chǎng)。2003年MIT報(bào)告的結(jié)論即長(zhǎng)期地質(zhì)隔離的科學(xué)基礎(chǔ)仍然是正當(dāng)合理的。在美國(guó)，乏核燃料和長(zhǎng)壽命廢物地質(zhì)處置場(chǎng)選址仍然是個(gè)重大挑戰(zhàn)。美國(guó)和歐洲規(guī)劃的失敗和成功暗示，核廢物管理組織應(yīng)有以下特征：(1)與州和當(dāng)?shù)卣献鞯臋?quán)威選址機(jī)構(gòu)，(2)核廢物處置基金管理的權(quán)威機(jī)構(gòu)，(3)與核電廠業(yè)主商議談判乏燃料和廢物搬遷的權(quán)威機(jī)構(gòu)，(4)對(duì)影響放射性廢物流特性的燃料循環(huán)方案之選擇，與政策制定者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)磋商，(5)管理的長(zhǎng)期連續(xù)性

11、。到目前為止，美國(guó)的規(guī)劃還沒有這些明確的特征。成功廢物管理規(guī)劃的一個(gè)關(guān)鍵要素是基于科學(xué)的決策的一慣性。建議我們建議設(shè)立新的、半官方的廢物管理機(jī)構(gòu)執(zhí)行國(guó)家廢物管理規(guī)劃。閉路燃料循環(huán)設(shè)計(jì)一直關(guān)注什么返回反應(yīng)堆，但未關(guān)注如何管理廢物。建議我們建議(1)把廢物管理與燃料循環(huán)設(shè)計(jì)整合在一起，而且(2)在廢物管理中設(shè)立一個(gè)支持性的研發(fā)計(jì)劃，使燃料循環(huán)與廢物管理決策充分耦合。一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)是美國(guó)的許多放射性廢物按來源而不按危害分類。這已造成廢物處置路徑的缺陷，而且這個(gè)問題還將因其他備選燃料循環(huán)而加劇。建議我們建議采用綜合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)知的廢物管理系統(tǒng)，所有廢物按成分分類并按風(fēng)險(xiǎn)設(shè)定處置路徑。未來核燃料循環(huán)核燃料循環(huán)

12、（開環(huán)、閉環(huán)或通過有限乏燃料再循環(huán)的部份閉環(huán)）之選擇取決于（1）我們開發(fā)的工藝技術(shù)，（2）社會(huì)目標(biāo)權(quán)衡（安全、經(jīng)濟(jì)、廢物管理以及防核擴(kuò)散）。一旦做出選擇，它們將對(duì)核電發(fā)展有巨大而非常長(zhǎng)期的影響。目前我們還沒有足夠的知識(shí)做出最佳循環(huán)和相關(guān)工藝技術(shù)的明智選擇。，通過對(duì)2100年核電持續(xù)增長(zhǎng)方案的備選燃料循環(huán)的分析，我們得出幾個(gè)在燃料循環(huán)選擇方面至關(guān)重要的結(jié)論： 轉(zhuǎn)變?nèi)剂涎h(huán)需要50-100年； 本世紀(jì)內(nèi)超鈾元素庫(kù)存或鈾需求總量差別很??； 對(duì)于核電增長(zhǎng)方案，標(biāo)準(zhǔn)钚啟動(dòng)閉路燃料循環(huán)，本世紀(jì)仍需許多輕水堆。一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是，能充分利用鈾和釷資源的可持續(xù)閉路燃料循環(huán)并不需要轉(zhuǎn)化比（生產(chǎn)的易裂變材料除以初始堆

13、芯內(nèi)的易裂變材料）極高的反應(yīng)堆。轉(zhuǎn)換比1是可接受的，而且開辟了如下備選燃料循環(huán)途徑： 完全不同的反應(yīng)堆選擇，如硬譜輕水堆而不是傳統(tǒng)的快堆閉路燃料循環(huán)，這有重要的政策涵義，而且有可能低成本。 用低濃鈾啟動(dòng)快堆而不是高濃鈾或钚，從而消除閉路燃料循環(huán)啟動(dòng)需要的輕水堆乏燃料后處理。在今后為部署需要而做出任何放棄開式燃料循環(huán)的選擇之前，我們依然有充分的時(shí)間。然而，有許多可行的工藝技術(shù)選擇需要加以檢查，而且在核電業(yè)務(wù)方面確定新的商業(yè)選項(xiàng)所需時(shí)間很長(zhǎng)。因此，現(xiàn)在就要大力實(shí)施必要的研發(fā)，使備選燃料循環(huán)在本世紀(jì)中葉成為可能的選項(xiàng)。建議今后幾年要全力以赴地著手創(chuàng)新反應(yīng)堆和燃料循環(huán)的綜合系統(tǒng)研究和實(shí)驗(yàn)，以確定可行的

14、技術(shù)選項(xiàng)，設(shè)定何時(shí)需要做出決定的時(shí)間安排，并挑選一套短名單選項(xiàng)作為前進(jìn)的依據(jù)。防核擴(kuò)散核擴(kuò)散的核心是個(gè)制度性挑戰(zhàn)。民用核電燃料循環(huán)是通往核武器材料的幾條路徑之一。濃縮設(shè)施和/或后處理能力有核擴(kuò)散問題，而且不是小堆規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)選擇。不過，對(duì)于著手核能發(fā)電的國(guó)家，有保證的燃料供應(yīng)很重要。廢物管理將會(huì)成為許多國(guó)家的重大挑戰(zhàn)。建議對(duì)有小型核規(guī)劃的國(guó)家，美國(guó)和其它核供應(yīng)集團(tuán)國(guó)應(yīng)當(dāng)積極追求燃料租賃選項(xiàng)，為放棄濃縮提供財(cái)政刺激，對(duì)先進(jìn)堆進(jìn)行技術(shù)合作，乏燃料退還燃料供應(yīng)商國(guó)內(nèi)進(jìn)行乏燃料管理，以及固定期限并可更新的燃料租賃承諾(或許10年)。研發(fā)與驗(yàn)證任何重要的新型核技術(shù)的研究、開發(fā)、驗(yàn)證、頒發(fā)許可以及上規(guī)模的部

15、署都需要幾十年時(shí)間。如果美國(guó)有良好的燃料循環(huán)選項(xiàng)，想適時(shí)做出聰明的戰(zhàn)略燃料循環(huán)選擇，則必須執(zhí)行一個(gè)堅(jiān)實(shí)的、與核電實(shí)質(zhì)性增長(zhǎng)可能性保持一致的研發(fā)驗(yàn)證規(guī)劃。DOE2010年路線圖是對(duì)前政府機(jī)構(gòu)計(jì)劃的重大改進(jìn)。研發(fā)驗(yàn)證優(yōu)先順序建議口提高輕水堆的績(jī)效，開發(fā)先進(jìn)的核燃料?？诒冗^去幾十年來所追求的更多得多的乏燃料儲(chǔ)存和核廢物處置選項(xiàng)?？诮Ｅc仿真能力，用于技術(shù)選項(xiàng)開發(fā)以及用于選項(xiàng)間理解折衷進(jìn)行?？趧?chuàng)新核能的應(yīng)用和概念，包括工業(yè)應(yīng)用工藝供熱和開發(fā)模塊式反應(yīng)堆?？谥亟ㄖС中匝邪l(fā)基礎(chǔ)設(shè)施，如材料實(shí)驗(yàn)裝置和其它關(guān)鍵設(shè)施，使創(chuàng)新燃料循環(huán)和反應(yīng)堆研發(fā)成為可能。我們估計(jì)，支持性研發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的撥款約為每年10億美元

16、。在適當(dāng)時(shí)機(jī)大規(guī)模政府-工業(yè)驗(yàn)證工程還需要額外提供資金。(杜銘海等譯自：MassachusettsInstituteofTechnology,TheFutureoftheNuclearFuelCycle:anInterdisciplinaryStudy,SUMMARYREPOR(2010),ForwardandAcknowledgments,ExecutiveSummaryo原文下載地址：/mitei/news/spotlights/nuclear-cycle.html)情感語錄1 .愛情合適就好，不要委屈將就，只要隨意，彼此之間不要太大壓力2 .時(shí)間會(huì)把最正

17、確的人帶到你身邊，在此之前，你要做的，是好好的照顧自己3 .女人的眼淚是最無用的液體，但你讓女人流淚說明你很無用4 .總有一天，你會(huì)遇上那個(gè)人，陪你看日出，直到你的人生落幕5 .最美的感動(dòng)是我以為人去樓空的時(shí)候你依然在6 .我莫名其妙的地笑了，原來只因?yàn)橄氲搅四? .會(huì)離開的都是廢品，能搶走的都是垃圾8 .其實(shí)你不知道，如果可以，我愿意把整顆心都刻滿你的名字9 .女人誰不愿意青春永駐，但我愿意用來換一個(gè)疼我的你10 .我們和好吧，我想和你拌嘴吵架，想鬧小脾氣，想為了你哭鼻子，我想你了11 .如此情深，卻難以啟齒。其實(shí)你若真愛一個(gè)人，內(nèi)心酸澀，反而會(huì)說不出話來12 .生命中有一些人與我們擦肩了，卻來不及遇見；遇見了，卻來不及相識(shí)；相識(shí)了，卻來不及熟悉，卻還要是再見13 .對(duì)自己好點(diǎn)，因?yàn)橐惠呑硬?/p>