全球核廢料終極解方：各國用過核子燃料處置計畫2025年最新進展揭秘
深入探討全球主要國家如何應對核能時代最具挑戰性的遺留問題——用過核子燃料的永久安頓。
隨著全球對潔淨能源需求的增加，核能再次成為焦點。然而，核能發電後產生的用過核子燃料（Spent Nuclear Fuel, SNF）如何安全且永續地處置，一直是各國政府與科學界面臨的嚴峻挑戰。截至2025年，全球已累積約40萬公噸的用過核子燃料，尋找可靠的長期管理策略刻不容緩。本文將深入剖析國際上主要國家在用過核子燃料處置計畫方面的最新進展，涵蓋深層地質處置、再處理回收以及中期貯存等多重策略。
核心摘要：全球核廢料管理趨勢
- 深層地質處置領航： 以芬蘭和瑞典為首的北歐國家在深層地質處置庫（DGR）的建設上取得突破性進展，為全球樹立典範。
- 再處理與資源回收並行： 法國、日本等國家積極推動用過核子燃料的再處理技術，旨在回收可用物質（如鈾和鈽），減少最終廢棄物量並提升資源利用效率。
- 挑戰與政策調整： 美國等國家在建立中央永久處置場方面仍面臨政策與社會共識的挑戰，目前多依賴廠內臨時貯存；而日本在福島事故後，更加強調貯存安全與社會溝通。
用過核子燃料管理策略概覽
用過核子燃料含有高放射性物質，需要長時間與生物圈隔絕。國際上普遍採行的管理策略主要包含以下幾種：
- 中期貯存（Interim Storage）： 在核電廠內或集中的貯存設施，利用水池（濕式貯存）或混凝土護箱（乾式貯存）對用過核子燃料進行數十年的冷卻與管理，作為最終處置前的過渡方案。
- 再處理與回收（Reprocessing and Recycling）：透過化學程序分離用過核子燃料中的鈾、鈽等可再利用物質，製成新的核燃料（如混合氧化物燃料，MOX），以減少高放射性廢棄物的體積和長期毒性。
- 最終處置（Final Disposal）： 將經過適當處理和封裝的用過核子燃料或再處理後剩餘的高放射性廢棄物，深埋於穩定地質層中（數百公尺至一公里深），即深層地質處置庫（DGR），以達到長期安全隔離的目標。
圖為核電廠內用過核子燃料池的濕式貯存情況，為常見的中期貯存方式之一。
各國用過核子燃料處置計畫最新進度 (截至2025年5月)
芬蘭：Onkalo深層地質處置場 – 世界先驅
芬蘭在用過核子燃料最終處置領域處於全球領先地位。其位於奧爾基洛托（Olkiluoto）的Onkalo深層地質處置場是世界上第一個專為民用核燃料設計的永久處置設施。該設施建於堅硬的花崗岩基岩中，深度約400至500公尺。
關鍵進展：
- 營運啟動： Onkalo計畫預計在2025年開始正式營運，接收並封存來自芬蘭核電廠的用過核子燃料。
- 技術典範： 採用多重障壁系統，包括特製的銅質罐封裝燃料棒，再以膨潤土回填，確保放射性物質在未來至少10萬年內與環境安全隔離。
- 社會共識： Onkalo的成功不僅是技術上的突破，也歸功於芬蘭政府與當地社區長期的溝通、透明的決策過程以及獲得的廣泛支持。
這段影片介紹了芬蘭如何透過Onkalo計畫，可能解決核能最大的難題——用過核子燃料的處置。芬蘭正建造歐洲最大、最強大的核反應爐，同時也可能找到了處理用過核子燃料的方法，為全球提供了寶貴經驗。
瑞典：Forsmark最終處置場 – 緊隨其後
瑞典的用過核子燃料最終處置計畫與芬蘭高度相似，同樣採用KBS-3深層地質處置概念。其Forsmark最終處置場的建設已於2025年初正式啟動地下結構的施工。
關鍵進展：
- 建設啟動： Forsmark處置場的建設預計將持續數十年，目標是安全封存約12,000公噸的用過核子燃料。
- 技術方案： 同樣採用銅罐封裝與膨潤土緩衝的多重障壁設計，深埋於穩定的基岩中。
- 政策支持： 儘管仍面臨部分環保組織的法律挑戰，但整體政策支持度較高，瑞典核燃料和廢物管理公司（SKB）負責推動此計畫。
瑞典Forsmark計畫中的核廢料處置庫概念圖，展示了其深層地質處置的設計理念。圖片來源：SKB
法國：再處理為主，地質處置為輔
法國是全球核能大國，其用過核子燃料管理策略以再處理與回收為核心。位於拉阿格（La Hague）的再處理廠每年處理大量SNF，回收鈾和鈽等有用物質，製成MOX燃料供反應爐再利用，有效減少最終需處置的高放射性廢棄物量。
關鍵進展：
- 再處理成熟： La Hague廠已成功處理數萬噸SNF，回收約96%的物質。
- Cigéo深層地質處置計畫： 法國同時也在推動Cigéo（工業地質儲存中心）計畫，用於最終處置無法再回收的高放射性廢棄物和長半衰期廢棄物。該計畫位於默茲省和上馬恩省交界處的黏土岩層，目前仍在審批和準備階段，預計未來十年內完成相關研究和許可。
- 政策持續： 法國政府在2025年重申其長期回收計畫，並配合歐洲核能合作推動先進燃料循環技術。
美國：挑戰重重，尋求新路徑
美國擁有全球最大量的用過核子燃料（約83,000公噸），但其最終處置計畫卻面臨重大挑戰。原定的尤卡山（Yucca Mountain）深層地質處置場計畫因政治、法律及社會因素已於2009年停擺。
關鍵進展：
- 臨時貯存為主： 目前SNF主要貯存在各核電廠內的濕式或乾式貯存設施中。
- 整合式中期貯存設施： 美國能源部（DOE）在2025年已獲得初步批准（Critical Decision-0），推動建設整合式中期貯存設施（Consolidated Interim Storage Facility, CISF），預計最快於2040年代中期投入運作，但這並非最終解決方案。
- 政策尋路： 聯邦政府仍在尋求長期處置方案，國會持續就此議題舉行聽證會。核廢料基金（Nuclear Waste Fund）累積了大量資金，但因計畫延宕而產生可觀的潛在負債。
美國德州計畫中的私人整合式中期貯存設施概念圖，反映了美國在尋找最終處置方案過程中的過渡策略。
加拿大：穩步推進深層地質處置
加拿大核廢料管理組織（NWMO）負責推動該國的深層地質處置（DGR）計畫。目前已將場址選擇範圍縮小至安大略省西北部的兩個潛在區域：Ignace地區和South Bruce地區。
關鍵進展：
- 場址評估： NWMO正對這兩個潛在場址進行詳細的地質調查和環境評估，並持續與當地社區及原住民進行溝通協商。
- 技術研發： 加拿大的DGR設計同樣採用多重障壁概念，確保長期安全。
- 預期時程： 預計在未來幾年內選定最終場址，並開始申請建設許可。
日本：福島後策略調整，兼顧貯存與再處理
福島核事故後，日本對其核能政策及用過核子燃料管理策略進行了調整。目前以中長期的乾式貯存為主要管理方式，並持續推動再處理技術及最終處置選項的研究。
關鍵進展：
- 六所村再處理廠： 位於青森縣的六所村再處理廠是日本SNF再處理的核心設施，目標是回收鈾和鈽，減少廢料量。該廠的全面運營時間表多次推遲，目前仍在進行最終測試和審查。
- 地質處置研究： 日本仍在進行地質處置設施的場址選擇和社會共識建立工作，尚未確定最終場址。
- 中期貯存擴展： 在最終處置方案落實前，日本積極擴展中期貯存能力，確保SNF的安全管理。
韓國：深層地質處置為目標
韓國的高放射性廢棄物主要來自核電廠的用過核子燃料。韓國政府已制定政策，計畫建設深層地質處置場來永久存放這些廢棄物。相關的場址選擇和研發工作正在進行中，但進度相較於北歐國家較為初期。
台灣：持續規劃最終處置
台灣的核能安全委員會每年更新用過核子燃料最終處置的年度工作計畫。計畫內容包括潛在母岩特性調查、工程障壁研發、處置技術發展及社會溝通等。目前仍在早期規劃與研究階段，並持續精進用過核子燃料的安全管理與中期貯存設施的運營。
俄羅斯：國內處置與國際服務
俄羅斯不僅為其國內核電廠產生的SNF開發深層地質處置設施，也提供國際性的SNF再處理和貯存服務（主要針對俄製反應爐燃料）。其國內地質處置計畫的透明度相對較低，但長期策略包含先進燃料循環與地質封存雙軌並行。
各國用過核子燃料處置策略比較
下表比較了部分主要國家在用過核子燃料處置方面的策略、關鍵計畫及當前進度：
| 國家 | 主要處置策略 | 關鍵設施/計畫 | 2025年狀態 | 預期重要里程碑 |
|---|---|---|---|---|
| 芬蘭 | 深層地質處置 (DGR) | Onkalo 處置場 | 即將開始營運 | 2025年開始接收SNF |
| 瑞典 | 深層地質處置 (DGR) | Forsmark 處置場 | 地下結構建設中 | 未來數年完成初步建設 |
| 法國 | 再處理為主，DGR為輔 | La Hague 再處理廠, Cigéo DGR 計畫 | 再處理營運中，Cigéo 審批準備中 | Cigéo 未來十年完成許可 |
| 美國 | 中期貯存，尋求DGR替代方案 | 尤卡山 (已停擺), 整合式中期貯存設施 (CISF) | CISF 初步批准，DGR 方案未定 | CISF 預計2040年代運作 |
| 加拿大 | 深層地質處置 (DGR) | NWMO 場址選擇計畫 (Ignace/South Bruce) | 場址詳細評估中 | 未來幾年選定最終場址 |
| 日本 | 中期貯存，再處理，DGR研究 | 六所村再處理廠, DGR場址研究 | 再處理廠測試中，DGR場址未定 | 六所村再處理廠全面運營 |
| 韓國 | 深層地質處置 (DGR) | DGR 計畫 | 早期規劃與研發 | 確立DGR場址與設計 |
| 台灣 | 深層地質處置 (DGR) | 用過核子燃料最終處置計畫 | 早期規劃與母岩調查 | 完成潛在場址初步篩選 |
用過核子燃料管理策略多面向評估
以下雷達圖呈現了不同用過核子燃料管理策略在多個關鍵面向上的相對表現。這些評估是基於目前普遍認知和專家意見，分數越高代表在該面向表現越佳或進展越快（1分為最低，5分為最高）。
此雷達圖旨在提供一個概略的比較，實際情況可能因各國具體執行細節而有所差異。深層地質處置在技術成熟度和政策穩定性方面（尤其在北歐國家）表現突出，而再處理則在資源回收潛力上具有優勢。集中式中期貯存則常作為過渡方案，其長期永續性較受關注。
用過核子燃料管理策略心智圖
以下心智圖概述了國際上處理用過核子燃料的主要策略及其關鍵考量因素，有助於理解此複雜議題的全貌。
此心智圖從中期貯存、再處理與回收、最終處置以及國際合作等多個角度，呈現了用過核子燃料管理的複雜性與多樣性。各國根據自身國情、技術能力、資源狀況及社會環境，選擇或組合不同的策略路徑。
常見問題 (FAQ)
用過核子燃料與核廢料有何不同？
「用過核子燃料」是指在核反應爐中使用過後，取出的核燃料。它含有剩餘的鈾、新產生的鈽以及分裂產物等高放射性物質。它可以被視為一種高階核廢料，但有些國家會對其進行「再處理」，提取有用的鈾和鈽再次製成燃料。未經再處理的用過核子燃料，或再處理後剩餘的高放射性物質，則歸類為高放射性廢棄物，需要進行最終處置。「核廢料」是一個更廣泛的詞，包括高放射性廢棄物、中階廢棄物和低階廢棄物等。
深層地質處置的安全性如何保證？
深層地質處置的安全性依賴「多重障壁系統」。第一層是廢棄物本身的固化形態；第二層是耐腐蝕的封裝容器（如芬蘭和瑞典使用的銅罐）；第三層是緩衝/回填材料（如膨潤土，遇水膨脹形成緻密保護層）；第四層是數百米深處穩定的地質母岩（如花崗岩、黏土岩）。這些障壁共同作用，旨在將放射性物質與生物圈長期隔絕（數萬至數十萬年），即使在極端地質事件下也能維持其完整性。選址過程也極為嚴格，需考慮地質穩定性、水文地質條件等因素。
為何有些國家選擇再處理，有些則直接處置用過核子燃料？
這取決於多種因素，包括國家能源政策、核燃料循環策略、經濟考量、技術能力、公眾接受度以及對核不擴散的考量。選擇再處理的國家（如法國、日本）通常著眼於回收鈾和鈽資源，減少高放射性廢棄物體積，並可能將鈽用於MOX燃料，實現燃料的循環利用。然而，再處理技術複雜且成本高昂，並產生分離的鈽，涉及核擴散風險。選擇直接處置的國家（如芬蘭、瑞典、加拿大）則認為這是更直接且經濟上可能更優的方案，避免了再處理的複雜性和潛在風險，將用過核子燃料整體封裝後直接進行深層地質處置。
建立用過核子燃料處置設施需要多長時間？成本如何？
建立深層地質處置設施是一個非常漫長的過程，從初步概念研究、場址選擇、詳細設計、安全評估、公眾溝通、許可申請到建設和營運，通常需要數十年甚至更長時間。例如，芬蘭的Onkalo計畫從1980年代開始規劃，預計2025年開始營運。成本方面也極為高昂，通常達數百億美元或歐元，具體取決於設施規模、地質條件、設計複雜度和監管要求等。這些費用通常由核電營運商透過設立專門基金來支付。
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參考資料
Last updated May 15, 2025