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日本发布能源白皮书

2019-11-16 点击:634

原标题:日本发布能源白皮书

日本政府于2019年6月7日发布《能源白皮书 2019》,并在内阁会议上批准了2018年能源报告。白皮书主要介绍日本的能源状况和措施,核能相关内容主要详细说明日本的能源政策、核电现状、核燃料循环系统和核设施退役。

1日本的能源政策和核能现状

日本设定了2030年比2013年减排26%的目标,并在2016年实现了7%的减排。在日本的温室气体排放构成中,二氧化碳占92%,其中50%是由于发电排放,高于其他国家。因此,促进非化石能源发电,实现低碳化是日本能源发展的当务之急。

日本预计2030年核能将占其电力结构的20%~22%。截至2019年4月,日本共有9座核电站重启。为了实现其发展目标,日本将继续在安全第一的前提下促进核电厂的重启和核能领域的技术创新。

就核电装机容量而言,截至2019年1月,日本核电装机容量排名世界第四,美国、法国和中国位列前三。

就核能发电份额而言,日本的核能发电份额在2010年为25.1%,2011年为9.3%,2012年为1.5%,2013年为0.9%,2014年因核电厂全面关闭而降至0%。随着核电的重启,日本的核电份额在2017年反弹至3.1%。

此外,日本核电设备利用率2010年为67.3%,2013年为2.3%,2014年为0%。核电站重启后,2015年、2016年、2017年和2018年分别为2.5%、5.0%、9.1%和19.3%。图1显示了日本核电设备利用率的变化。

日本核电厂的主要反应堆类型是轻水反应堆(LWR)。截至2019年3月,除已决定退役的机组外,日本有20座沸水堆和17座压水堆。其他类型的反应堆包括由日本原子能研究开发署(JAEA)运营的文殊反应堆(该反应堆于2016年12月决定退役),以及由JAEA和大学运营和管理的长阳反应堆等研究反应堆。

2日本核燃料循环现状

日本将推动核燃料循环作为基本政策。从有效利用资源、减少高放射性废物体积和降低毒性的角度来看,乏燃料经过后处理,回收的钚得到有效利用。

2.1乏燃料问题的解决方案

2.1.1放射性废物处理

核电厂低放射性废物的相关处置应由所有核电运营商进行。截至2018年3月,日本所有核设施运行和退役产生的低放射性废物的储存量已转化为约115万个容量为200升的圆形铁桶.日本最初的天然气公司于1992年12月在青森县柳索村的低放射性废物填埋场运行,到2018年3月底共掩埋了约30万桶低放射性废物。此外,随着JAEA电力试验公司的退役,茨城县Shojimura废物填埋场试验设施产生了约1 670吨低放射性废物,并进行了浅层地沟处理。

截至2018年3月底,JAEA和日本原天然气公司储存了157,000桶(容量200升,下同)超铀废物(TRU),这些废物来自后处理设施和混合氧化物燃料处理设施产生的低放射性废物。

截至2017年3月底,铀浓缩设施储存了约10万桶铀废物,铀燃料成型和加工设施产生的低放射性废物,其中约4.4万桶由私营铀燃料加工公司储存,约1万桶由日本原燃料公司储存,约5万桶由JAEA储存。

发电后产生的乏燃料将作为玻璃固化的高放射性废物处理,冷却并储存约30-50年,然后放置在地下300米或更深的地层中。目前,日本乏燃料后处理在JAEA核燃料循环工程研究所的后处理设施中进行,而国外乏燃料后处理则委托给英法两国。截至2018年3月底,日本和海外经后处理生产的高放射性废玻璃固化体共2,482件,存放在青森县柳索村和茨城县松木村。如果对截至2018年3月底所有核电厂的乏燃料进行后处理,转化为玻璃固化体的高放射性废物数量约为24,800件。针对这种高放射性废物的处置,日本政府负责推动相关措施。2017年,公布了高放射性废物地质处置的“科学特征图”,标明了适合掩埋高放射性废物的全国范围。为了增进人们对地质处置和日本地下环境的了解,日本政府正在全国各地举行会谈和其他相关对话与交流活动。

2.1.2乏燃料中间储存

日本可再生燃料储存公司(RFS)于2010年8月在青森县奥斯市开始建造乏燃料中间储存设施,并于2013年8月完工。2014年1月,RFS向原子能管理委员会(NRA)提交了关于该设施是否符合新安全标准的审查申请,目的是希望该设施能够在2021年投入运行。

2.1.3放射性废物的体积减少和毒性降低

快堆不仅能增殖燃料,还能燃烧少量锕系元素等长寿命核素,这是减少放射性废物体积和毒性的有效技术。目前,日本正与法国合作开发钠冷却示范快堆(ASTRID)。2018年,日本投资51亿日元作为快堆国际合作技术开发的调试费,以获得与快堆研发相关的最新设计和技术。

此外,2018年日本政府还投资4亿日元用于放射性废物玻璃固化技术的基础研究。

2.2核燃料循环项目

熔炼。日本主要从加拿大、澳大利亚、哈萨克斯坦等地购买铀矿。目前,日本还没有进行冶炼项目。

转换。日本已将这一过程委托给一家海外铀转化公司。

集中精神。日本前天然气公司铀浓缩厂于2017年5月完成了对新安全标准的审查。由于离心机浓缩厂关闭,目前的设施年产量为450吨(SWU)。将来,该工厂将定期将所有设备升级到新的离心机。此外,从2017年9月起,由于安全性提高和新离心机更新等原因,它将自动关闭并每年减少75吨SWU产量。

再次转换。日本只有三菱核燃料公司(位于茨城县Shojimura)进行再转化。其余的将委托给国外的再转化工厂。

成形和加工。日本的大部分燃料成型工作是在国内成型工厂进行的。

后处理。日本青森县的六个后处理设施(最大年处理能力为800吨)预计将于2021财年上半年完工。

MOX燃料加工。日本青森县的六个混合氧化物燃料加工厂预计将于2022财年上半年完工。

钚的管理和利用。日本坚持“不为非使用目的拥有钚”的原则,每年公布钚的管理状况和利用计划,以逐步减少其持有量。此外,日本将在全国16至18个轻水反应堆中使用钚热。

3核设施退役

日本在20世纪50年代开始使用核能,现在60多年过去了,一些核设施正面临退役。基于110万千瓦轻水反应堆,核电厂退役和拆除产生的废物总量约为49万至54万吨。如何正确处理这些废物是非常重要的。

在操作和拆卸过程中产生的废物中,那些不需要作为放射性物质处理的废物可以首先进行测量,以确保其安全并通过政府检查。其中,可回收材料可以回收,其余的将作为工业废物处理。经过政府检查,57个退役设施共有45万吨低放射性废物(LLW),约占废物总量的2%。其中,LLW堆内结构等“放射性水平相对较高”的约为8000吨,约占废物总量的0.04%。可在浅层处置的“放射性水平相对较低”的LLW约为6万吨,约占废物总量的0.3%。埋在浅层沟渠中的“极低放射性水平”的LLW约为38万吨,占总废弃物的1.9%。

日本正在加快核设施的退役。1998年,东海核电站关闭,进入退役阶段。动力试验反应堆于1996年3月按计划拆除。处于研发阶段的发电反应堆“莆仙”于2003年关闭,其退役申请于2008年获得批准。2009年1月,滨冈核电站1号和2号机组关闭,退役申请于同年11月获得批准。2011年3月核事故后,福岛第一核电站1号至6号机组宣布退役。2015年4月,敦和核电站1号机组、美彬核电站1号和2号机组、岛根核电站1号机组和宣海核电站1号机组停运。2018年3月,戴帆核电站1号机组和2号机组、伊朗核电站5月份1号机组和女川核电站1号机组分别停运。此外,2018年6月,TEPCO表示有意让福岛第一核电站退役,并于2019年7月31日正式宣布退役。此外,2016年12月,日本政府正式宣布其原型快堆文殊(Manjusri)退役。

(责任编辑:DF378)

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