核设施退役与放射性废物治理:创新产业发展守护国土安全
——专访中核四川环保工程有限责任公司董事长李克平

2020-12-09 08:59李克平
中国核电 2020年5期
关键词:核设施核工业中核

编者按:核工业是高科技战略产业,是国家安全的重要基石。经过几十年的发展,我国核工业在天然铀保障、铀浓缩、核燃料元件制造、核电厂建设运行等产业链的相关环节,技术水平和产能规模均大幅提升,但乏燃料后处理、核设施退役、放射性废物处理处置等后端环节还有薄弱之处。我国核环保事业符合当代人类社会文明发展的理念,虽然起步晚,但生逢核电发展之盛世,生逢人与生态和谐相处之新时代,一定会大放异彩。我国核环保产业取得过哪些业绩,发展现状如何,在新时代如何发展?《中国核电》就此专访了中核四川环保工程有限责任公司董事长李克平。

兴核强国 责任先行:核环保产业发展历程

《中国核电》:我国核环保产业经历了从无到有、从弱到强、从分散到集中,逐步迈向专业化退役治理队伍的过程,走出一段波澜壮阔的历程,是“两弹一艇”事业的延续传承,是不断改革创新的实践突破,更是“兴核强国、服务社会”的使命担当。请您带我们回顾一下我国核环保产业的“初心”和发展历程。

李克平:核环保包括乏燃料后处理、放射性废物管理、核设施退役和核厂址环境整治等。核设施在达到寿期或因其他原因而不再运行时需要尽快退役以确保公众和环境安全。放射性废物治理则在核设施投入运行之初即已开始,并伴随核设施的整个生命周期,在核设施退役结束后可能还需要对放射性废物的处置场所进行监护、监测等活动。核环保产业的“初心”发端于我们党的“初心”,核环保事业伴随着我国核工业的诞生起步并扎实推进。自党中央于1955年1月作出发展我国原子能事业的战略决策、核工业自此诞生以来,核环保事业便成为核工业的一部分。党领导创建核工业的初衷是为了捍卫国家政权,保卫国家安全,确保人民安全、健康、幸福地生活。核环保事业、核环保产业的初心就是确保核与辐射安全,确保核设施的运行和退役及废物治理过程的安全,保护工作人员、公众健康和环境安全,这与创建核工业的初衷是一致的,我国核环保事业60多年的发展历程充分见证了这一点。

我国核环保产业的发展从时间脉络上可以分为四个阶段:

第一个阶段主要是保障国防建设阶段。此阶段始于核工业创建之初,大致到改革开放后党和国家对国防科技工业进行战略调整时期。核设施的正常运行产生放射性气体、液体、固体废物。对放射性废物的管理有别于常规废物,对放射性气体主要采取过滤等手段进行处理,确保向环境达标排放。产生的放射性废液和固体废物则需要进行贮存、处理、整备和处置等环节。在此阶段,放射性废物处理、处置技术的发展相对滞后于核工业主体生产技术、工艺的发展,当然这是国内外核工业发展初期的一个共同特点,因此,采取的做法是把放射性液体和固体废物安全地暂存于核厂址内。此阶段建成了较为完备的放射性废物贮存设施并对暂存的废物进行监护,确保了放射性废物贮存安全。同时也加大科研及治理投入力度。八二一厂在这个阶段开展了沥青固化、水力压裂、玻璃固化等不同放射性水平废物处理技术的研究,开工建设沥青固化工程设施。

第二个阶段可称为早期退役治理专项计划实施阶段。这一阶段大致为自1990年国家启动退役治理专项到2008年。在这一阶段,通过国家财政投入实施了一些退役治理项目,对积累的部分放射性废物进行处理,开展了部分退役工作。八二一厂通过沥青固化处理了大量低放废液,通过水力压裂处置了相当中放废液,这两个项目均为国内首创,填补了放射性废物工程实践空白。与此同时,还完成了高放废液玻璃固化冷台架(1∶1规模)的建设和试验,并取得圆满成功,为后续玻璃固化工程的建设打下了基础。同时还启动了放射性废液水泥固化、固体废物整备、固体废物裂解焚烧、有机废液热解焚烧和废金属熔炼等工程的建设。在退役方面,完成了后处理工艺厂房的清洗去污以及核反应堆一阶段退役。

第三个阶段是改革促发展阶段。此阶段以2008年12月国务院常务会议通过《核工业八二一厂中长期退役治理总体规划》(简称“总体规划”)为标志。规划是我国历史上第一个国家层面的退役治理规划,对八二一厂的核设施退役和放射性治理进行了全面、系统的规划,对核环保产业发展的保障和支持机制建设也提出了明确要求,提出按照“企业化的方向、市场化的路子、专业化的队伍”的要求,组建国家级核环保公司。八二一重组形成的退役治理专业化公司——中核四川环保工程有限责任公司(简称“中核四川环保”)——于2012年正式运作。在此机遇期,中核四川环保退役治理项目建设全面推进,到2017年,绝大部分放射性废物治理项目建成投运,多个核设施退役项目启动实施,科研工作取得积极进展。

第四个阶段是产业化、市场化转型发展阶段。这个阶段大致可以2017年为起点。这一年12月26日,中核集团成立了中核环保有限公司,对核环保产业资源进行整合。中核环保根据中核集团总体战略规划,统一负责、统筹开展集团内外环保产业市场开发与经营,业务主要包括核燃料后处理、核设施退役治理、放射性废物处置、非核环保等。中核环保的成员单位涵盖了中核集团内绝大部分核环保企业,包括中核四川环保、中国辐射防护研究院和中核清源环境技术工程有限责任公司等。这一年,军工退役治理取得显著成效,中核四川环保提前完成年度中低放废液水泥固化处理任务,生产线连续安全稳定运行和产品合格率达100%,标志着我国中低放废液处理处置形成成熟批量化生产能力。此后几年,中核四川环保加快放射性废物处理,退役项目持续推进,核环保逐渐转向市场化发展,国内核环保市场开发取得较快进展,产值连年增加,国际核环保市场开发起步。

核环保随着核工业的创建而起步,如今已进入市场化发展阶段,发展势头良好,中核四川环保等核环保人自力更生、勇于探索、攻坚克难,在退役治理技术研发方面不断取得突破,多次填补技术和工程应用空白,形成了全面的放射性废物处理、处置能力。展望未来,核环保人将不忘使命,力争早日解决核环保领域的高放废液玻璃固化、高放废物处置、大型复杂核设施退役等重大课题并转化为生产力,更加有力支撑我国核能可持续发展,为国家发展战略服务。

环保样板 环保智慧:创新发展、产业开发是重点

《中国核电》:核环保产业取得的重大进展和成就,是核环保人对保护公众健康和国土安全的执着和追求。我国核环保事业在不断的发展过程中采取了哪些创新举措,来打造“核环保样板”,贡献“核环保智慧”,推动我国核环保产业发展?

李克平:创新是一个企业生存和发展的源泉。核环保是高新技术产业,创新对核环保产业发展的重要性不言而喻。核环保的创新是全面的、全方位的综合创新,包括管理、技术、业务等领域。

加强核安全管理创新。中核四川环保承担着确保国家核安全、国土安全和人民生命财产安全的政治使命。安全是核工业的生命线。核设施退役和放射性废物管理对安全有极为严格的要求,需要持续改进。中核四川环保遗留核设施类型、数量多,不少设施老旧,本质安全度受到一定程度的削弱,厂址上新建放射性废物治理项目多,一些设施正在退役,核安全管理面临的挑战不小。为了确保万无一失,公司在核安全管理方面进行创新,自2017年实施核安全网格化管理,全面形成加强老设施安全监管、提高新设施保障手段、加快生产消除风险隐患的“三位一体”安全管理格局。通过实现分级风险管控,实施领导带班应急值守、全员风险抵押等举措,并利用隐患报告信息系统进行隐患报告、状态跟踪,隐患排查和风险点降级消号等核安全工作取得明显成效,有力地保障了核安全。

创新高技能人才培养手段。核设施退役和放射性废物治理现场实施工作需要高技能人才。为了加强高技能人才队伍建设,除加大对技能型人才的选拔、鉴定、考核和激励外,还设立了“劳模创新工作室”,吸引一大批技能高、肯钻研、爱攻关的优秀人才,取得了一系列创新成果。例如,一个劳模创新工作室运作一年内,其成员中有多人获得省部级论文交流奖励、申报多项专利,以工作室成员为主开展了多项科研。

加强科研创新。核设施退役和放射性废物治理还有一些关键工艺、技术有待攻克,一些设施的退役在工程上具有很大挑战和难度,这就决定了加强科研创新的重要性。中核四川环保在核设施维护、放射性废物治理设施运行和退役项目实施方面在国内具有丰富经验和显著优势,但技术研发能力相对薄弱,为此,公司积极主动与科研院所和高校开展合作,加大产学研合作。退役治理科研项目要经过放射性验证环节,加大产学研合作有助于更大程度发挥各方优势。公司还将通过技术研发平台建设,充分利用公司在退役治理方面的独特条件和优势,加快科研成果向生产能力转化。此外,公司还建立了院士专家工作站,为公司科技创新提供更多平台。

加强信息化等新技术应用。面对信息化等新技术的快速发展和应用深化,核环保对此不应也不会缺位。中核四川环保加大了对信息化基础设施及应用系统的建设,建成了较为全面的业务系统,包括人力资源管理、财务、物资采购、设备管理等系统,提高了业务管理效率。在加强信息化技术对退役治理管理的支撑作用的同时,中核四川环保还开展了基于虚拟现实技术和智能机器人的科研项目。中核四川环保2018-2019年在水泥固化处理放射性废液生产线开展数字孪生系统建设工作,通过三维仿真、数字孪生、工业互联网、人工智能等新技术的应用,开展生产管理与数字化相结合的应用试点,为中核四川环保智能制造、智慧车间的建立奠定良好的基础,为新技术在核环保领域的应用和实现智能核环保积累宝贵经验。该系统不仅实现生产过程数据报表、生产运营统计报表和移交数据报表的自动生成、在线查询、下载和打印等功能,还实现了管理系统与生产线工控系统的深度集成,实现了水泥备料数据、废液备料数据、固化生产数据和放射性检测数据等业务数据的自动采集、生产线运行状态数据实时监测。该系统的应用提高了数据信息采集效率和准确度,提升了工作效率,并且实现生产处理过程跟踪,强化执行风险管控。

产业开发创新。全球目前在退役的核电反应堆和2030年前关闭的核电反应堆退役的市场价值预计在1000亿美元左右,尽管分析的基准和口径不同,不同预测数据可能存在较大差异,但总体上反映出全球核电退役市场潜力巨大。我国2019年核电生产放射性废物处理、管理归一化成本估计达150亿元人民币左右。加之其他核设施退役和放射性废物治理,核环保市场潜力巨大。在做好自身退役治理的同时,中核四川环保积极拓展核环保市场,承担其他单位的核设施退役和放射性废物治理。放射性废物管理涉及处理、贮存、运输和处置等环节,这些环节涉及许可和审批等监管事项,从客户角度考虑,需要的是全方位、全链条的服务,由于核环保企业内部分工,客户可能需要与多个单位打交道。为此,中核四川环保在产业开发方面进行创新,主动加强与核环保产业链上单位和利益相关方的交流、沟通、合作,为客户提供全链条服务,尤其是解决客户对废物最终处置的需求。通过这种模式,将把核设施营运单位和核技术利用单位等客户对放射性废物管理的潜在需求转化为实际的市场机会,既有利于核环保企业发展,更利于消除辐射安全隐患、保护环境。这种产业开发创新将进一步推动遗留核设施退役治理、铀矿山治理、伴生放射性矿利用退役治理,为能源发展、资源利用和生态文明建设提供核环保智慧。

总之,核环保企业需要与时俱进、勇于创新,通过核安全管理创新、科技创新、产业发展创新等全面创新为核能可持续发展和生态文明建设贡献核环保智慧。

光荣与梦想:我国核环保的发展战略与规划

《中国核电》:核环保作为我国核后端产业的主力军,是核能可持续发展和国家生态文明建设的重要力量。那么如何做强做大我国核环保产业,构建我国核环保产业宏伟蓝图?

李克平:核环保产业以习近平总书记总体国家安全观为指引,践行“理性、协调、并重”的核安全观,落实国家关于核安全、核电发展和生态文明建设的各类、各项规划。

2008年12月国务院常务会通过的《总体规划》是第一个国家层面的退役治理规划,规划明确了八二一厂退役治理任务,规划了各类设施退役和放射性废物治理工程和科研项目,提出了核环保产业的专业化、市场化发展方向。此后,国务院多部门联合发布了《核安全规划》,最新版的为《核安全与放射性污染防治“十三五”规划及2025年远景目标》,《核安全规划》对我国核安全与放射性污染防治进行了系统规划,其中包括对早期核设施退役、历史遗留放射性废物治理、铀矿山治理和伴生放射性矿辐射安全提出了要求。

核环保企业认真履行确保国家核安全的使命,在乏燃料后处理及退役治理等领域不断取得佳绩。低中放废物处理、处置技术总体上已得到圆满解决,低中放废物处理、整备、处置设施已建成并投入运行,处置了大量放射性废物;早期核设施退役和已关闭铀矿山治理取得明显进展;大型乏燃料后处理厂项目正在推进;核环保产业发展、市场开发保持良好势头。随着总体规划的实施,中核四川环保形成了国内最为齐全的放射性废物处理体系,具备了中低放废液、中低放固体废物工程处理能力和核设施退役拆除工程实施能力,高放废液玻璃固化工程正按计划推进,其他重要退役治理课题正在有序开展,有的将适时启动。通过多年的发展,中核四川环保取得了大量科研成果、较为全面地掌握了源项调查、放射性去污、退役拆除和放射性废物处理等方面的核心技术,截至目前,共获得专利39项,软件著作权12项。市场开发也取得了显著进展,承担了中国核动力研究研究设计院、四川红华实业有限公司、中核建中核燃料元件有限公司等外部单位的放射性治理项目,2019年产值突破亿元。

中核四川环保根据总体规划的要求制定了企业发展战略规划,确立了打造“国内领先、国际一流”核环保企业的战略定位。在厂址退役治理已有成绩和外部产业开发的基础上提出了“三步走”战略:第一阶段,从2021年到2025年,彻底消除遗留放射性废液安全风险;第二阶段,从2025年到2035年,建成国家级退役治理技术研发中心,实现国内技术领先的核环保企业目标;第三阶段,从2035年到21世纪中叶,实现退役治理核心技术自主化,实现全球领先的核环保企业目标。

要实现核环保产业做强做大的目标,需要付出艰苦努力。在新的发展时期,中核四川环保要从各方面发力,推动核环保产业发展。比如,要进一步加大人才引进,继续推进科技创新,积极巩固和拓展市场。要统筹兼顾,既要重视厂址核设施退役和放射性废物治理,确保厂址核安全,保护环境安全,同时也要下大力气开拓市场,充分发挥退役治理“国家队”作用,为新时代我国核工业发展保驾护航。在关注国内核环保发展的同时,还要积极参与国际核环保合作,通过参与国际核环保交流合作和市场竞争,提升核环保企业实力,积极参与核电走出去战略,服务国家产业发展战略。

历经核环保人60余载的努力和探索,核环保成果丰硕,确保了核与辐射安全,有力保障了核工业可持续发展。在核能可持续发展和生态文明建设的新征程上,核环保大有可为。核环保人将通过持之以恒的努力把核环保产业发展好,不断取得新突破、为建设美丽中国作出新贡献。

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