IEER Энергетика и Безопасность Но. 2

ЭКОНОМИКА РЕПРОЦЕССИНГА

Франс Беркхаут


В течение последних десяти лет сравнительные экономические аспекты утилизации отходов путем репроцессинга и метода временного хранения/прямого захоронения находились в фокусе ведущихся дебатов. В этих целях применялись многие подходы и, в определенной степени, выбор подхода оказывал воздействие на результаты исследования. В настоящее время наиболее высокую оценку получили полномасштабные исследования, проведенные Агентством по атомной энергии ОЭСР (Организации экономического сотрудничества и развития) в 1994 г. (1) и Германским институтом энергетического хозяйства (EWI - Energiewirtschaftlichen Instituts) в 1995 г. (2). Разумеется, ни одно из этих исследований не является истиной в последней инстанции, поскольку всегда имеются известные неопределенности и факторы, связанные с национальными особенностями. Тем не менее, в целом они отражают существующий спектр мнений.

В указанных работах было проведено моделирование общей стоимости топливного цикла при наличии системы переработки, основанной на утилизации плутония в тепловых реакторах. Полученные результаты сравнивались с общей стоимостью незамкнутого топливного цикла с последующим прямым захоронением отходов. Спектр полученных в указанных исследованиях результатов чрезвычайно широк, однако все они сходятся в том, что в современных экономических условиях репроцессинг представляет собой более дорогостоящий метод. Предметом дебатов является лишь то, насколько он дороже. В Таблице 1 представлены результаты двух недавних исследований, содержащих крайние оценки: исследование ОЭСР 1994 г. в обновленной интерпретации компании КОЖЕМА, и исследование 1993 г., проведенное германской компанией VDEW (Vereinigung Deutscher Elektrizitaetswerke). Данные ОЭСР показывают лишь незначительную разницу в стоимости двух методов, тогда как цифры VDEW говорят о том, что в условиях Германии вариант репроцессинга обошелся бы вдвое дороже по сравнению с методом хранения/прямого захоронения отходов. Основные различия связаны с оценками стоимости самого репроцессинга и обращения с отходами, а также с неопределенностью относительно размеров экономии и дополнительных затрат при утилизации повторно выделенного урана и плутония. В исследовании EWI разница в стоимости обоих методов составляет 25 процентов.


Таблица 1:
Соотношение стоимости репроцессинга и метода хранения/прямого захоронения отходов:
конечные затраты (без учета скидок, млн. кВт х ч)3

ОЭСР/КОЖЕМА (1994) VDEW (1993)1
МХПЗ* репроцессинг МХПЗ репроцессинг
Транспортировка топлива 0,20 (**) 0,20 0,38 0,12
Хранение топлива - 0,62 - 1,06
Репроцессинг 2,40 - 4,16 -
Упаковка отрабо танного топлива - 1,0 - 1,862
Хранение и упаковкаотходов - - 2,32 0,46
Обращение с отходами 0,22 0,38 2,32 2,32
Всего: 2,82 2,20 9,14 5,92
Поправка на ценность урана 4 -0,36 - +0,46 -
Поправка на ценность плутония4 -0,14 - +1,62 -
Всего: -0,50 - +2,08 -
Общие затраты: 2,32 2,20 11,26 5,92
(*)МХПЗ - метод хранения/прямого захоронения отходов
(**) Для перевода цифр данной таблицы в $/т топлива их следует умножить на 356,4.
(1) Предполагая эффективность урана 0,33 а облучение топлива-45 Гвц/т
(2) Предполагая мощность предприятия в 450 т тяжелого металла в год
(3) Знак "минус" означает экономию средств за счет использования повторно выделенных продуктов; это ведет к уменьшению общей стоимости топливного цикла


Более грубые оценки основаны на концепции "бесплатного плутония", при которой не учитываются расходы на выделение плутония при репроцессинге (5). Этот метод более близок к сегодняшней реальной картине деятельности энергетических компаний: многие из них рассматривают репроцессинг в качестве скрытых расходов, которые они вынуждены нести в результате заключения контрактов с радиохимическими предприятиями. Это также объясняет, почему в исследовании VDEW учитываются дополнительные затраты на утилизацию плутония. Согласно сценарию "бесплатного плутония", прибыльность экономики МОХ-топлива зависит от баланса экономии, полученной в результате отказа от закупок урановой руды и отсутствия необходимости в обогащении урана, и дополнительных затрат на производство плутониевого топлива. Производство МОХ-топлива более дорогостояще, чем производство топлива на низкообогащенном уране (НОУ), поскольку обращение с плутонием требует принятия дополнительных мер безопасности.

При сохрании современных цен на уран, обогащение и производство топлива, МОХ-топливо будет оставаться дороже НОУ-топлива и в дальнейшем. Даже если предположить, что новые крупные предприятия по производству МОХ-топлива (Ханау, Мелокс) будут работать на полную мощность, стоимость МОХ-топлива вдвое превысит стоимость НОУ-топлива.

Если в стоимость производства МОХ-топлива будет включена стоимость репроцессинга (без учета ценности выделенного урана), то создание этого вида топлива обойдется в шесть раз дороже, чем НОУ-топлива (6). Плутоний нужно рассматривать не в качестве ценного продукта, а как угрозу. Даже в случае консервации запасов урана маловероятно, что утилизация плутония в качестве реакторного топлива принесет значительные экономические выгоды. Потенциальную ценность представляют все минеральные ресурсы, но человек использует только те из них, эксплуатация которых является экономически целесообразной.


Энергетика и Безопасность Но. 2
Энергетика и Безопасность | (англиский вариант)
IEER


Институт исследований энергетики и окружающей среды

Ваши вопросы и замечание посылайте: координатору внешних связей: michele@ieer.org
Такома Парк, Мэриланд США

январь, 1998


Примечания:

  1. OECD Nuclear Energy Agency, The Economics of the Nuclear Fuel Cycle, Paris, 1994.

  2. I. Hensing and W. Schultz, Economic Comparison of Nuclear Fuel Cycle Options, Energiewirtschaftlichen Instituts, Cologne, 1995.

  3. Cogema, Reprocessing-Recycling: the Industrial Stakes, presentation to the Konrad-Adenauer-Stiftung, Bonn, May 1995.

  4. Знак "минус" означает экономию средств за счет использования повторно выделенных продуктов; это ведет к уменьшению общей стоимости топливного цикла.

  5. OECD Nuclear Energy Agency, Plutonium Fuel: An Assessment, Paris, 1989.

  6. Стоимость доставленной на ядерный реактор сборки НОУ-топлива составляет от 1000 до 1500 долл. США за 1 кг урана. Как правило, стоимость производства и транспортировки МОХ-топлива варьируется между 2000 и 3000 долл. США за 1 кг МОХ. Для повторного выделения плутония, необходимого для производства 1 кг МОХ, требуется переработать 4 кг отработанного НОУ-топлива. Европейские цены на репроцессинг установлены в настоящее время на уровне в 1000 долл. за 1 кг тяжелого металла (урана); тем самым, стоимость репроцессинга, необходимого для производства 1 кг МОХ, составляет около 4000 долл..