能源知識庫

摘要

日本經濟產業省於2019年3月15日介紹日本核電厰的除役(日本稱之「廢爐」)現況、除役作業流程，以及會產生那些廢棄物[1]。

東海核電廠為日本最早商業運轉的核電廠，於1966年啟用，1998年停止運轉，並於2001年開始除役。2009年，浜岡核電廠1號和2號機組開始除役。2011年東日本大地震後，陸續有21部機組決定或表明要除役(廢爐)，參考附表1。

1. 福島核災後，於2012年4月19日決定將受損嚴重的福島第一核電廠1~4號機共4部廢爐，並於2014年1月31日也決定將未受損的5、6號機廢爐。
2. 2015年，因巨額的安全改善費用不符合成本效益，敦賀1號機、美浜1、2號機、玄海1號機、島根1號機等運轉超過40年的5部核電機組決定廢爐。接著，2016年有伊方1號機廢爐，2018年有大飯1、2號機、伊方2號機、女川1號機共4部廢爐。
3. 2018年6月東京電力表明要將福島第二核電廠1~4號機共4部廢爐，2019年2月九州電力決定玄海2號機廢爐。

由於未來會有許多核電機組的運轉年限來到40年，預期將有更多機組選擇除役，並在市場上釋出龐大的除役商機。

日本核電機組的除役作業程序，首先，(1)必須向原子力規制委員會提出除役計畫，獲得核准後，(2)取出發電廠內的「使用過核燃料」，(3)進行污染調查和去除污染，(4)拆除周邊設備，(5)拆除核反應爐，(6)拆除廠房建築。除役作業需要相當長的時間，一般約需30~40年。

拆解一部1,100 MW級的沸水型反應爐（BWR）會產生約50萬噸的廢棄物，其中約93%的廢棄物不是放射性廢棄物（產業廢棄物），約5%為相當於清除(clearance)級的放射性廢棄物，約2%為低階放射性廢棄物，如圖1所示。清除(clearance)制度允許清除(clearance)級以下的廢棄物，以產業廢棄物方式處理和再利用，將可以有效地使用資源。

圖1、大型核電廠(BWR)拆解後的廢棄物比率[2]

因此，核電廠拆除產生的廢棄物中，約98%是非放射性廢棄物或對人體健康影響可以忽略不計的clearance級廢棄物，其只有少量約2%左右為低階放射性廢棄物，需要安全有效的處置。

在低階放射性廢棄物中，控制棒和反應爐中的結構物，被歸類為放射能較高的廢棄物，如圖2所示。另一方面，核電廠建築物中使用的混凝土，被視為放射能非常低的廢棄物，法律規定應根據放射能高低妥善處理。

圖2、核電廠(BWR型反應爐)污染的分布[1]

日本已有1部反應爐完成除役作業的經驗，其屬於日本原子力研究所的JPDR（Japan Power Demonstration Reactor），於1963年開始運轉，1976年結束運轉，1982年開始進行除役作業，至1996年完成解體撤除。

評析

1. 日本放射性廢棄物處理的「清除(clearance)制度」：核電廠運轉和除役作業產生的廢棄物中，放射性物質的放射能極低，對人體健康影響可以忽略的物質，一年不超過0.01毫西弗(mSv)，相當於接收到自然界輻射量(日本平均值：每年約2.1毫西弗)的1%以下，經國家(原子力規制委員會)認可和確認後，可以作為一般產業廢棄物處理再利用或處置的制度稱為「清除(clearance)制度」，如圖3所示。

圖3、日本放射性廢棄物處理的「清除(clearance)制度」[2]

2. 在日本，放射性廢棄物有二大類，一為利用再處理設施從使用過核燃料中回收鈾和鈽後殘餘廢液的玻璃固化體，歸類為高階放射性廢棄物，其他則屬於低階放射性廢棄物。此外，依據廢棄物中所含的放射性物質的量（濃度），若放射能非常低，確認其可以被分類為清除(clearance)級以下，可以同一般產業廢棄物處理後再利用，如表1所示。

表1、日本放射性廢棄物的發生與分類[2, 3]

3. 廢爐所需要的費用，如附表1所示，例如女川1號機(524 MW)預估要419億日元，較大型的大飯1、2號機(各1,175 MW)合計預估要1,187億日元。

4. 我國核一廠1號機已於2018年12月5日因運轉執照到期開始進入除役階段，核一廠2號機也將於2019年7月15日屆滿除役。預估營運中三座核電廠未來除役費用達新台幣675億元(核一廠182億元、核二廠242億元、核三廠251億元)。由於核電廠除役作業涉及多項專業技術要求，為此台電公司委託工業技術研究院評估並整合具實力之廠家，並舉辦6場次的核能除役產業商機說明會，包含表面除污技術、切割技術、3D軟體技術、輻射劑量自動量測技術、工作分解結構(Work Breakdown Structure; WBS)技術、自動化無人搬運技術等6項，期可為國內廠商開創一個新的產業市場與技術平台，共同推動除役工作，培育本土核電除役技術專業團隊，建立除役技術產業鏈，朝向產業化目標發展[4]。因此，期待我國廠商未來也有機會參與日本等國外核電除役的龐大市場。

參考資料

[1] 原子力発電所の「廃炉」、決まったらどんなことをするの？経済産業省 資源エネルギー庁，2019/3/15。

[2] 廃炉からのゴミをリサイクルできるしくみ「クリアランス制度」，経済産業省 資源エネルギー庁，2019/2/15。

[3] 放射性廃棄物の発生と分類区分，原子力科学研究所(JAEA)。

[4] 核能除役產業商機說明會(系列一) 2018表面除污技術暨台電需求說明，工業技術研究院產業學習網，2018/12/13。

[5] 原子力発電所の運転・建設状況，一般社団法人 日本原子力産業協会，2019/3/14。

附件

附圖1、日本核電機組的現況[1]

附表1、日本已除役和決定除役的反應爐(含研究用)[5]