在核电站放射性废料处理问题僵持数十年后,美国能源部(DOE)正寄希望于说服各州接纳部分乏燃料,作为一项更广泛努力的一部分——该努力可能涵盖先进工业、发电、数据中心,并承诺长期就业机会。

在电力需求上升及两党对非化石基荷电源兴趣浓厚的背景下,许多州已作出积极回应。像法国多年来的做法那样,回收和再利用核燃料,被许多人视为重振美国核能行业的关键。

然而,此前阻碍该国约9.5万公吨乏燃料找到持久解决方案的许多财务、政策和实践挑战依然存在。联邦官员、公用事业规划者、核技术供应商和分析师向Utility Dive表示,这些挑战可能阻碍正在兴起的核能复兴,以及特朗普政府在未来二十年内新增约300吉瓦核电装机容量的雄心。

“从核反应堆获得电力的几代人应该解决这个问题,而不是把罐子踢到路上。”

——Manuel C. Camargo,南加州爱迪生公司退役事务首席经理

南加州爱迪生公司(SCE)退役事务首席经理Manuel C. Camargo表示,该公司支持DOE所称的“核生命周期创新园区”构想,也支持该部门协作推进的方式。SCE拥有已于2013年退役的圣奥诺弗雷核电站,但Camargo指出,在乏燃料移出场址之前,退役工作无法完成。

他补充说,与此同时,SCE必须向拥有土地的美国海军支付租金,直到联邦政府“履行其法律和合同义务”处置废料。SCE希望任何新努力中都能包含对乏燃料处置库可靠资金的承诺。

Camargo表示:“不解决乏燃料储存问题,可能会阻碍先进反应堆的部署”,从而难以满足“指数级增长的电力需求”。“从核反应堆获得电力的几代人应该解决这个问题,而不是把罐子踢到路上。”

历史沿革

1957年,宾夕法尼亚州首座核电机组投运,核电站许可证发放量在1970年代达到顶峰。

随着放射性废料在这些电厂场址不断累积,1980年代的安全担忧促使政策制定者收紧核管理委员会(NRC)的许可要求,并着手解决乏燃料储存问题。

1987年,罗纳德·里根签署立法,将内华达州尤卡山指定为美国唯一深层永久处置库场址。但在州和地方反对下,相关工作在随后20年间停滞不前;2011年,奥巴马政府通过削减资金实际上终止了该项目。

然而,没有尤卡山,DOE无法按1982年《核废料政策法》的要求,在1998年前接管美国核电站的乏燃料。

核废料罐 核废料罐(图片来源:DOE,引自蓝带委员会报告)

公用事业公司和独立核电开发商抱怨其储存和安保乏燃料的成本不断攀升。

2012年DOE蓝带委员会的报告凸显了这一问题。随后,2013年至2017年间的一系列联邦法院裁决支持了由13座已关闭电厂组成的“退役电厂联盟”。

“法院不能命令DOE采取行动,因为国会没有拨款,”参与组建该联盟并创立倡导组织Governmental Strategies的Tim Smith回忆道,“但法院承认了部分违约,以及诉讼方获得已发生费用的权利。”

随着乏燃料以每年约2000公吨的速度在全国累积,纳税人的义务也在增加。

2025年,DOE未能履行其法律义务导致的纳税人负债为565亿美元,且仍在增长,民主党众议员Mike Levin在最近一次众议院听证会上指出。他还强调了包括“乏燃料解决方案核心小组”在内的两党努力。

Levin表示:“我们必须对特朗普政府建造更多核电站的意图保持现实态度。在我们解决燃料循环后端问题之前,不应再选址新建核电项目。”

核废料储存 图片来源:DOE(2025年)《路径》报告

DOE的解决方案

今年1月,DOE发布信息征询函,寻求“有兴趣主办潜在‘核生命周期创新园区’的州的意见”,以“锚定综合性的全周期核生态系统,可共同选址并支持整个核价值链,同时探索以安全、可靠和财政负责的方式管理乏核材料的持久路径”。

征询函称,这些园区“必须”支持燃料制造、浓缩、核燃料后处理或再循环以及废料处置等功能,“还可额外支持先进反应堆部署、发电、先进制造和共址数据中心等功能”。

各州被邀请提交“其拟议的园区适当范围及具体资金结构”,重点强调优先使用私人和州资金,同时依赖“有针对性的、有条件的、有时限的联邦支持,并视拨款和法定授权情况而定”。

征询函称:“DOE设想这些园区将快速部署,首批设施预计在2027年左右投运。”

各州回复的截止日期为4月1日。该部门尚未公布何时宣布其选择的提案。

核废料 图片来源:DOE(2025年)《路径》报告

据《核新闻专线》4月1日报道,在28个州的回应中,犹他州、南卡罗来纳州、田纳西州和华盛顿州表现出浓厚兴趣。通过全国州能源官员协会提交的11州联合回应则提出了改进建议。

犹他州、田纳西州、爱达荷州和内布拉斯加州的回应中,均附有各自共和党州长的信函,描述了潜在私营合作伙伴、场址、劳动力、政策支持及利益相关方关切。

这与内华达州历史上对尤卡山的抵制,以及得克萨斯州和新墨西哥州近期出现的反对声音形成鲜明对比。

DOE乏燃料及高放废料代理副助理部长Marla Morales在接受Utility Dive采访时表示,将废料储存与核能经济增长机会相结合是一个“游戏规则改变者”。

Morales说:“如果各州和社区愿意帮助联邦政府履行其乏燃料责任,他们就有机会融入国家和国际经济,发展跨代经济增长、就业和收入。”

她补充说,DOE倾向于使用“乏燃料”而非“废料”或“废物”,因为这暗示“一种仍保有90%内在能量的资产”。

Morales表示:“尤卡山仍是1982年法律规定的处置库”,但能源部长Chris Wright已明确表示那不是解决方案。

核废料储存 图片来源:DOE(2012年)蓝带委员会报告

两党对乏燃料储存和再循环的支持

共和党和民主党政府都承认,需要乏燃料储存和再循环来支持先进核能的发展。

“核能在能源转型中作为可再生能源的清洁基荷补充具有重要作用,”DOE在乔·拜登总统任期内发布的一份报告称,“美国将需要至少约700-900吉瓦的额外清洁基荷容量……而核能是少数能够大规模提供这一容量的成熟选项之一。”

报告指出,支持核能发展的关键变革之一是“采用基于同意的方式选址联邦合并临时储存和处置设施”。

尽管唐纳德·特朗普总统对气候变化担忧不屑一顾,但他推动了一项激进计划,以扩大核电规模,为人工智能数据中心和先进制造业供电。2025年5月,他指示DOE授权在国家实验室之外开展先进反应堆示范项目,目前已有11个试点项目正在进行。

3月,NRC向比尔·盖茨旗下TerraPower的一家子公司颁发了近10年来首张商用核反应堆建设许可证,用于在怀俄明州凯默勒一座即将退役的燃煤电厂附近建设一座345兆瓦的核电站。

其他利好因素包括:联邦对从俄罗斯进口铀的禁令将于2028年生效,这将加大向闭合燃料循环转变或至少在国内增加核燃料再循环的压力。

核废料储存 图片来源:DOE(2025年)《路径》报告

“不断变化的领导层和不确定的资金”

“理论上,美国储存的全部9.5万公吨乏燃料都可以进行后处理,”电力研究院(EPRI)乏燃料及高放废料高级项目经理Joseph Faldowski说。但他承认,这取决于“后处理工艺和反应堆类型”。

Faldowski表示,法国超过65%的电力来自核能,其乏燃料定期运往后处理设施,全部乏燃料均得到后处理。据国有核燃料公司Orano称,96%的乏核燃料可再利用来制造新燃料。但即使是世界领先的拉阿格设施,在55年运营中也仅后处理了约4万公吨。

撇开技术不谈,储存和再循环核燃料面临的一些最大实际挑战涉及时间表和融资。

“美国过去的再循环项目成本高昂且寿命短暂,”能源创新改革项目和核初创公司Oklo最近的一份报告称,该报告试图为乏核燃料的商业再循环提供理由。但报告也表示,“技术、政策和市场已迅速演变”。

由不列颠哥伦比亚大学公共政策与全球事务学院资助、前NRC主席Allison MacFarlane和前DOE乏燃料官员Lake H. Barrett撰写的一篇论文指出,国会数十年来一直将核废料基金用于抵消国家债务,使其“无法”用于“开发核废料处置解决方案”。

“特朗普政府值得称赞,因为它优先处理了这个问题,但[2027财年]该项目的预算请求仅为1.02亿美元,”Smith说,“这远不足以支持园区开发,因为DOE只提供土地、技术专长和政策支持,且尚不清楚有哪些私人投资可用。”

其他经济可行性方面的问题也可能拖累DOE的计划。

美国大部分乏燃料“又旧又冷”,“可能不适合经济地后处理”,核废料钻探和储存服务公司Deep Isolation的首席执行官Rod Baltzer说。

“理论上,美国储存的全部9.5万公吨乏燃料都可以进行后处理。”

——Joseph Faldowski,电力研究院乏燃料及高放废料高级项目经理

作为众议院拨款委员会成员,Levin表示他“已帮助争取到超过2.48亿美元,用于推进乏燃料的长期管理”。他说:“这一切进展得还不够快,但我们有势头,我们正在看到进展。”

尽管DOE表示希望部分创新园区在2027年“投运”,但能源部长Chris Wright在4月向众议院拨款委员会作证时承认了这项承诺的长期性,他表示政府可能需要组建一个“单一目的实体”来管理这些园区。

根据MacFarlane和Barrett的论文,单一目的实体是闭合美国核燃料循环的关键之一。

“首先,美国需要一个能够成功实施解决方案的实体,”论文称,“已经清楚的是,使用一个受制于不断变化的领导层和不确定资金的政府机构是具有挑战性的。”

Governmental Strategies的Smith也表达了同样的观点。

他说:“加拿大、瑞典和芬兰已经在设计永久性废料处置库,因为它们建立了政府之外的组织,与公众进行对话并建立信任。”