蔡顯崗,張澤宇,張路懷,*,程天珩
(1. 中電投廣西核電有限公司,防城港 538001;2. 生態環境部核與輻射安全中心,北京 100082;3. 國核湛江核電有限公司,湛江 524033)
環境影響報告書的批復是獲得核電廠建造許可的關鍵路徑,直接制約著核電項目前期工作的開展。目前我國運行核電機組已達五十余臺,除了秦山、大亞灣等初期核電項目外,均經歷了完整的環境影響報告書審評流程。自國家環境標準《核電廠環境影響報告書的格式和內容》實施以來,核電廠環評報告的格式逐漸規范,內容逐漸全面,但是對具體項目而言,仍存在部分內容不滿足審評要求的情況,成為核安全監管部門的關切問題。
自2020 年以來,核安全監管部門共批復了十余份核電廠選址和建造階段環境影響報告書,筆者對其中的關切問題進行了統計,主要集中在規劃的符合性、生態保護的協調性、溫排水的影響控制和中低放固體廢物處置等方面。本文旨在通過對常見問題進行探討,為后續核電項目環境影響評價提供有益借鑒。
在核電廠選址階段,主要通過對項目與規劃的符合性進行審查,判斷所選廠址的適宜性[1]。具體而言,主要涉及區域發展規劃、水功能區劃、環境功能區劃、生態功能區劃、環境保護規劃等,其中前三項更為重要。
區域發展規劃一般為地區能源發展規劃、地區國民經濟和社會發展規劃等,相關項目應明確列入重大工程項目列表。“多規合一”改革后,水功能區劃已融入統一的國土空間規劃。在五級國土空間規劃中,由于市級規劃側重于在國土開發、保護、利用方面提出可操作的實施方案,實現全域全要素規劃管控,對核電項目的開發尤為重要。我國規劃建設的核電項目多為濱海廠址,根據《國土空間調查、規劃、用途管制用地用海分類指南(試行)》,水功能區劃或國土空間規劃中擬用海區域應明確為“工礦通信用海”,規劃面積應滿足項目取排水用海需求。在水功能區劃確定后,生態環境部門制定的近岸海域環境功能區劃應與之相符,擬用海區域應明確為“工業用海”,水質目標為三類。
生態功能區劃方面,以西部地區為例,2002年原國家環境保護總局和國務院西部地區開發領導小組辦公室聯合印發了《關于開展生態功能區劃工作的通知》,要求在西部各省級地區啟動生態功能區劃工作。就實際編制情況來看,此類區劃沒有詳細的區塊劃分及明確的生態保護要求,2010 年以后也沒有更新,區劃效力逐漸減弱。
省級環境保護規劃中,一般明確省級統籌的環境保護總目標,涉及核與輻射安全環境監測和應急響應體系建設,與核電開發相關性較弱。近年來,應對氣候變化作為生態環境部門的重要職能,部分省級環境保護規劃開始涉及核能利用計劃,但并非此類規劃的重點。少數地市環境保護規劃涉及具體單位或片區污染物排放指標的確定,應引起擬建項目的充分關注,協調排放配額與開發需求相一致。
2021 年底,全國所有省份、地市兩級“三線一單”(生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線和生態環境準入清單)成果均完成發布,基本建立了覆蓋全國的生態環境分區管控體系。由于低碳低耗低污染的工業屬性,環境質量底線、資源利用上線和生態環境準入清單對核電項目接受度高,管控限制少,只有少數生態保護紅線與核電項目擬建區域發生交疊。
陸域生態保護方面,核電項目選址應在陸域生態保護紅線之外,避開飲用水水源保護區、自然保護區、風景名勝區等環境敏感區。海域生態保護方面,取排水工程用海應避開生態保護紅線,并應控制海底施工對水質的影響。雖然海底施工不會引入新的污染物,但是參照一類、二類海水水質標準,一般要求施工期間造成的懸沙增量不高于10 mg/L。確實不能避免的,可考慮通過盾構隧道替代傳統沉管施工,或者對保護對象(如珊瑚礁等)實施遷移,最大程度地降低對海洋生態的影響。最后考慮行政辦法調整,根據中辦國辦共同印發的《關于劃定并嚴守生態保護紅線的若干意見》,因國家重大基礎設施、重大民生保障項目建設等需要對生態紅線進行調整的,由省級政府組織論證,提出調整方案,經生態環境部、國家發展改革委會同有關部門提出審核意見后,報國務院批準,但這種方法流程久、耗時長、不可抗力多,是解決生態保護矛盾的次優選擇。以南方某省核電項目為例,申請調整生態保護紅線的具體流程為:
(1)向縣級規劃委員會提出調整申請;
(2)縣級規劃委員會論證審核;
(3)省級規劃委員會確認及復核;
(4)自然資源部會同生態環境部審核;
(5)國務院批準。
除此以外,當取得海域使用權后,擬建項目應密切跟蹤政府部門對海域生態紅線的調整變化,防止出現項目確權海域被劃入生態保護區的烏龍事件。
目前,我國所有在建和運行的核電廠都是采用以海水為最終熱阱的直接循環冷卻方式,不同于常見的污染水排放,核電溫排水具有顯著的特點:一是包含核島廢液處理后的放射性物質,污染物特殊;二是溫排水蘊含熱量巨大,單臺百萬千瓦機組的溫排水蘊含熱量約2000 MW,對混合區海洋生態影響明顯。為限制對生態環境造成的負面影響,應對以上兩方面進行嚴格控制。
液態流出物的放射性排放包括總量控制和濃度控制兩個方面。首先,要對年排放量進行控制,《核動力廠環境輻射防護規定》(GB 6249-2011)對于單臺機組有明確的總量限制標準。以兩種型號百萬千瓦核電機組為例[2,3],設計排放量都能滿足規定的要求(如圖1 所示),但放射性氚的設計排放量距離限值更近,應引起擬建項目的充分關注。

圖1 液態流出物設計年排放量占控制值的百分比Fig.1 The Ratio of Liquid Effluent Design Annual Discharge Amount to Limit Value
其次,液態流出物的放射性排放還要滿足兩類放射性濃度的要求。一方面《核動力廠環境輻射防護規定》(GB 6249-2011)要求,核動力廠液態放射性流出物必須采用槽式排放方式,濱海廠址槽式排放出口處的放射性流出物中除氚和碳-14 外其他放射性核素濃度不應超過1000 Bq/L,確保了核電機組具備適當的放射性廢液處理能力。另一方面《海水水質標準》(GB 3097-1997)對溫排水管道中的五種放射性核素濃度進行了限制,確保用海區域放射性指標滿足標準。以兩種型號百萬千瓦核電機組為例[2-4],保守工況下,槽式排放口處總的放射性濃度設計值為407.1 Bq/L 和730.5 Bq/L,均低于標準限值,相應的溫排水放射性濃度(見表1)也遠低于標準限值。

表1 溫排水管道內放射性水平Table 1 The Radiation Level in Warm Drainage Pipe
當采用二次循環冷卻系統時,所需循環水流量很少,導致其溫排水放射性水平高達直接循環冷卻系統的10 倍,接近標準限值,部分設計指標(如134Cs)甚至達到了限值的91.7%。出于保守安全的考慮,擬建項目應進一步研究降低液態流出物的放射性核素含量,并采取可靠的工程措施防止溫排水管線的泄漏。
核電機組冷卻用海水循環流量大,排水溫升高,對海洋生態、海水養殖均會產生直接影響。以某型號百萬千瓦核電機組為例,夏季取排水流量為76.3 m3/s,排水溫升為7.5℃;冬季取排水流量為61.5 m3/s,排水溫升為10.0℃。在近岸海域環境功能區劃中,考慮到核電機組熱排放的實際情況,將4℃以上溫升區明確為“混合區”(見圖2),水溫不執行GB 3097標準,并納入核電廠征海范圍。按照4 臺到6 臺核電機組設置的群堆廠址,考慮到取排水工程設計和溫排水擴散條件的不同,征海面積通常在數平方公里不等[5]。在混合區外設置“工業冷卻水稀釋功能區”,恢復執行GB 3097 中的三類海水標準,人為造成的溫升不得超過4℃。

圖2 近岸海域環境功能區中的海水溫升情況Fig.2 Temperature Rise of the Sea in Coastal Marine Environmental Function Zone
除此以外,為減少對海上自然保護區、水產養殖、海水浴場及風景游覽區等溫度敏感水域的影響,擬建項目應確保人為造成的一類和二類海水溫升夏季不超過當時當地1℃,其他季節不超過2℃。
在論證散熱系統環境影響的過程中,當采用直流冷卻系統對受納水體中的關鍵物種和經濟物種的生長及繁育影響較大時,推薦選用二次循環冷卻方式。據測算,型號乙核電機組采用空氣冷卻塔進行冷卻時,溫排水夏季溫升約0.7℃,冬季溫升約2.1℃,沒有超過4℃溫升的海域[4],明顯降低了熱排放對海洋生態的影響。但是二次循環冷卻系統出塔水溫高,機組熱效率低,發電功率損失可達1.4%左右[6],經濟效益下降明顯,在冷卻選擇方式時應進行綜合考量。
根據我國放射性污染防治法和《關于我國中低水平放射性廢物處置的環境政策》,應對中低水平放射性固體廢物實行近地表處置,核電項目產生的中低水平放射性廢液固化體和中低水平放射性固體廢物的暫存年限為5 年。工程實踐中,核電項目通常按照機組運行5 年的產生量,配套建設中低放固體廢物暫存庫,并在環評報告中對最終處置作出安排。
但是當前國內僅有3 座中低放固體廢物處置場投入運行,建成容量小且基本不接收外來廢物,并非真正意義上的區域處置場[7],現階段擬建核電項目難以達成有效的最終處置。
雖然國家中低放廢物的處置場建設規劃尚未出臺,但是擬建核電項目仍應積極開展就地處置準備工作,組織環保配套項目廠址普選,提出放射性廢物處置場的選址建議,待國家規劃明確后,再落實相關規劃,保障核電廠放射性固體廢物的處置安全。同時擬建項目應積極采取有效減容措施,如先進的去污技術、外運焚燒等,減少中低放固體廢物產生量。按照目前國內實踐,近年來百萬千瓦級壓水堆核電機組中低放固體廢物的預期年產生量不超過50 m3,已經成為核電廠環境影響報告書審評的重要參考。
隨著碳達峰碳中和戰略的實施,作為低碳能源,核電迎來新的發展機遇,每年核準機組數量將達到6 臺至8 臺,核電廠環境影響評價和審評工作將迎來高峰期。為更好地滿足環保法規標準的要求,獲得核安全監管部門的批復,擬建核電項目在準備環境影響報告書時應重視開展以下幾方面的工作:
(1)提前申請規劃調整,保證規劃與項目開發需求相一致。在環境影響報告書提交前,擬建項目應納入區域發展規劃。需要調整國土空間規劃、近岸海域環境功能區劃的,應獲得省級人民政府的調整批復,或者由負責部門出具承諾調整的函件,后續付諸實施。
(2)多方面落實生態保護措施,避免項目開發與生態保護區域交疊。優先考慮技術手段減少對海洋生態的影響,如采用二次循環冷卻減少向海洋的熱排放、設置防污簾降低施工期間海水的懸沙濃度、通過深海排放減少溫排水4℃溫升范圍等。對于施工交疊或溫升超限的紅線內區域進行環境影響評估,必要時申請調整生態保護紅線。
(3)切實推動中低放固體廢物處置項目落地,確保長期存放安全。雖然減容技術的應用減少了廢物產生量,但是廢物產生仍然不可避免。如果廢物儲存時間過長,貯存桶內可燃廢物可能由于霉變引發放射性物質的泄漏[8],因此廢物暫存庫設計容量的裕度不能作為增加廢物暫存時間的理由。擬建項目應提前制定配套處置場建造計劃,并推動納入國家規劃。