发电设施退役：战略规划与挑战

负责拆除、清理或重新利用项目场地的公司深知战略规划的重要性。

随着向更清洁能源形式转型的推进，老旧火力发电设施的退役近年来不断增加，公用事业公司和其他发电商封存了那些不经济或不再需要的电站。可再生能源设施也难以幸免。总部位于英国的全球保险经纪公司Gallagher Specialty去年的一份报告指出，“越来越多的风电场阵列已运行至第三个十年，开始接近其设计寿命的终点。”与此同时，一些州和地方政府现在要求将退役计划作为太阳能电站初始许可流程的一部分。

对发电站进行退役——无论是燃煤或天然气发电站、核电站还是可再生能源场址——都是一个复杂、持续多年的过程。参与关停和拆除工作的公司必须拆除或重新利用结构物，并确保工人的安全。关闭发电站场址还可能需要对该区域进行整治以适应其未来用途。承包商必须关注地方、州（有时是联邦）的环境法规。含有放射性材料的核电站尤其复杂，受到严格的监管监督。

“发电站因多种原因退役，通常是经济、运营、监管和战略业务因素共同作用的结果，”Black & Veatch基础设施咨询集团的副总裁兼全球资产工程经理Mark Dittus表示。“无论是核能、煤炭、天然气、可再生能源还是工业设施的退役，都带来一系列复杂的挑战，需要战略规划、专业技术知识和利益相关方协调一致。”

“所有发电站都有有限的设计寿命，”Womble Bond Dickinson的合伙人Dietrich Hoefner说。“老化的基础设施如果运行超过其预期寿命，可能会面临可靠性问题或安全风险。通常，[关停的]主要原因是电站不再具有经济可行性。当运营和维护成本随着电站老化而上升时，这种情况就会发生。例如，在美国，过去十年中许多燃煤机组已经关闭[图1]，主要是因为天然气和可再生能源变得更具成本竞争力，导致煤炭在发电容量中的份额大幅下降。这些机组的经济性通常与增加资本和运营成本的环境法规密切相关。”

[表：1. Pennsylvania州的Bruce Mansfield发电厂曾是一座2.5-GW的燃煤设施。该电站于1976年投运，并于2019年底关停。官员们最近宣布，该设施将作为32亿美元投资的一部分，重新开放为一座天然气发电站。来源：Bruce Mansfield Power Plant by Drums600, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons]

Dittus对此表示同意。“退役最常见的原因之一是运营需求的变化导致能力因子降低，从而降低了设施的经济可行性，”他说。“为基荷运行而设计的机组正在与新一代机组竞争，运行时间有限，而且这种运行通常是循环运行，这不是它们的设计初衷。这两个因素都会导致维护成本增加和设备故障，使得持续运行在财务上不可持续。”

Dittus补充道，“对于运行有限的电站来说，遵守不断变化的环境法规和政策转变可能成本高昂，促使业主将其关停。在某些情况下，土地本身用于其他用途变得更有价值。业主可能选择拆除设施以重新利用场地，无论是用于新的能源项目还是出售。这在空间稀缺的城市或工业区尤其常见。”

风险与挑战

在受监管能源领域拥有二十年经验的Charles River Associates能源业务副总裁Matt DeCourcey表示，他的团队在退役方面的重点是监管监督、公用事业决策和财务考虑。“近年来的一个重要趋势是某些类型的火电站，特别是燃煤电站，在其计划的退役日期之前就退役了。这样做会带来风险和挑战，”DeCourcey说。

“电站经常提前退役是因为市场条件的变化使其过时。当这种情况发生时，公用事业业主可能尚未收回对该资产的所有投资[更正式地说，该资产将有一个未折旧余额]，”DeCourcey说。“提前于计划时间表退役电站的公用事业公司必须要求其监管机构授权通过费率回收未折旧余额。这些请求往往会引起争议。为了获得批准，公用事业公司必须证明客户为一个不再发电的电站付费符合他们的最大利益，因为该设施的经济性已经变得非常差。我们最近的咨询任务中涉及此问题的例子包括SWEPCO[西南电力公司]决定退役德克萨斯州的Pirkey电站，[以及]Empire District决定退役密苏里州的Asbury电站。这两座都是较老旧的燃煤电站，随着煤炭在能源市场的竞争力下降而变得不经济，从而导致了退役决定。”

[表：2. 此图显示了一座核电站反应堆安全壳建筑的拆除过程，依据的是DECON（立即拆除）规程。当积极的退役工作进行时，该设施被称为处于DECON状态。来源：美国核管会]

核电站（图2）的退役可能涉及立即拆除——即所谓的DECON——或将设施置于监控存储状态，即SAFSTOR，持续多年（参见侧栏“新趋势：重启已关闭的核电站”），让放射性衰变。化石燃料发电站的退役可能需要处理诸如粉煤灰和石棉等材料。

[表：新趋势：重启已关闭的核电站

关于已关闭的核电站出现了一种趋势。随着运营商寻求在电力需求增长时期增加电力供应的方法，一些美国核设施——例如密歇根州Covert Township的Palisades核电站——原本计划退役，现在却有了重启计划。NextEra Energy希望重启爱荷华州的Duane Arnold核电站，而Constellation Energy则计划重启Pennsylvania州三哩岛场址的1号机组反应堆。

在美国以外，意大利和比利时都在扭转先前逐步淘汰核能的决定。于2023年关停最后几座反应堆的德国，也出现了让部分机组重新上线的支持声音。3. 密歇根州的Palisades核电站于2022年关闭并计划退役。收购该电站并计划处理其退役的Holtec International，现在却正在重启该设施。来源：Entergy

拥有核电站退役历史的公司Holtec International于今年10月20日表示，Palisades设施（图3）已收到新的核燃料——总共68组燃料组件——为其重启做准备。这座800-MW的设施于2022年5月关闭。

“我们不懈努力、超过1800人的员工队伍的团队精神，加上联邦、州和地方政府以及我们的行业合作伙伴、工会和西南密歇根社区的坚定支持，证明了国家共识以及我们利用核能满足国内飞速增长的电力需求的集体意愿，”Holtec的首席执行官Kris Singh博士在10月20日的一份新闻稿中表示。美国核管会于今年8月下旬批准了重启，使该电站能够在场址接收新燃料。]

“对于化石燃料和核电机组，所有残余燃料和工艺化学品必须安全移除或固定，”Hoefner说。“发电站中常见的危险物质根据环境法规进行处置。老旧设施中经常存在的石棉和多氯联苯[有毒化学物质]必须按照严格的规定处理。”

Hoefner指出，拆除工作，包括锅炉、汽轮机、冷却塔和辅助建筑的拆除，“必须遵守安全法和环境控制要求。基础和地下结构通常要移除到指定深度[通常在地面以下3英尺至5英尺]，除非是原地封闭。”

“产生的所有废物都根据类型进行管理，”Hoefner说。“危险废物必须由有执照的运输商根据RCRA[资源保护和回收法]的要求运至授权设施。非危险工业废物[混凝土、废金属等]则酌情回收或填埋。例如，金属设备和管道通常被回收利用，而建筑 rubble 可能用作回填材料。像粉煤灰或太阳能电池板这样的特殊废物需要特别关注。废物处置的文件记录对于证明合规性非常重要。”

Hoefner告诉《POWER》：“[退役]最大的挑战之一是应对监管环境，监管环境有时会出人意料地发生变化。例如，发电站业主可能会提前数年规划[设施的]退役日期，结果却遭到监管机构或政府当局干预以改变这些计划。”

制定策略

“发电设施的退役是一个复杂的、多阶段的过程，受若干因素影响，”Dittus说。“无论场址多么复杂，Black & Veatch都遵循一个基于安全、合规和长期场址战略的框架。我们不仅将退役视为拆除，更将其视为能源基础设施的战略转型。在Black & Veatch，我们的目标是零变更单，我们通过清晰的规格说明和周密规划来实现这一目标。我们的第一步是确定场址的最终用途，无论是封存、拆除还是重新利用；这个决定驱动着所有后续的规划和工程。”

Dittus告诉《POWER》，“工程团队评估结构、环境和监管因素，以制定针对具体场址的路线图。拆除由预先合格的承包商执行，以确保安全和合规。对于核电站和燃煤电站，燃料移除和危险物质减排是关键的前期步骤。我们还规划如何负责任地管理 debris 和废料。选择合适的拆除承包商至关重要。公司必须实施严格的预审流程，以避免安全违规、延误和法律责任。错误的承包商可能在项目开始前就使其脱轨。”

[表：案例研究：内华达州的一座天然气发电站

Tri Center Naniwa能源燃气电站的退役和再开发提供了一个发电站场址环境整治和适应性再利用的例子。Tri Center电站是位于内华达州Storey县、靠近Reno的一座380-MW天然气发电设施，在该电站停止服役后，在Consolidated Asset Management Services (CAMS) 的指导下进行了退役和整治。

该电站先前由摩根士丹利拥有，已达到其运行寿命终点，并被确定进行全面拆除和环境修复。CAMS被委托管理设施的拆除，执行符合联邦和州法规的石棉减排，并为未来的工业再开发准备场地。工作范围包括所有地上基础设施的完全拆除，包括汽轮机厂房、控制室和辅助建筑。在拆除前进行了全面的危险物质调查，以便进行精确规划和风险缓解。有执照的团队使用专门的 containment 和处置规程进行石棉整治，确保对环境的影响最小化并最大限度地保障工人安全。

场地恢复工作包括平整和稳定以满足工业再利用标准，同时利益相关方协调确保与监管机构和未来场地所有者保持一致。CAMS采用集成的项目管理系统来监督拆除、整治和监管报告，促进透明度和运营效率。通过定期向当地利益相关方更新情况，优先考虑社区参与，从而培养信任和公众支持。该项目提前完成且未超出预算，实现了零安全事故和完全合规。

该物业最终出售给一家电信公司，该公司目前正在将该场地开发成一个最先进的数据中心——展示了战略性的棕地再开发的价值。

项目期间的一个独特挑战是2020年Sierra Nevada山脉的Caldor野火的临近，该火场距离场地不到30英里。这带来了重大的安全隐患，特别是在空气质量、能见度以及在室外环境中使用明火切割炬方面。CAMS采取了一系列强化的安全规程作为回应。使用便携式传感器和区域警报进行实时空气质量监测，并根据空气质量指数读数调整工作时间表。在烟雾水平升高期间发放了呼吸器，并提供N95口罩以减轻吸入风险。

火灾风险缓解策略包括严格的 fire watch 程序、部署消防安全人员以及立即获取灭火设备。与地方当局协调制定了应急准备计划，每日安全简报包含了野火更新和疏散规程。在空气质量受损的情况下，为石棉减排发放了额外的个人防护装备，并设立了带遮阳的休息区和补水站，以减少高温和烟雾相关的压力。

尽管野火带来了环境危害，CAMS仍成功完成了项目，未发生任何事故，彰显了其对安全、适应性和卓越运营的承诺。吸取的关键经验教训包括早期识别危险物质的重要性、与未来场地所有者紧密协调以简化再开发，以及与监管机构和社区进行透明沟通以减少项目阻力。这个案例例证了战略规划、环境管理和利益相关方协作如何能够将一个退役的能源资产转变为一个平台，该平台现在是一家大型电信公司的数据中心。

—Nick Kemper是Consolidated Asset Management Services (CAMS) 的业务发展和退役及棕地再开发负责人。]

Dittus还指出，一些项目场址涉及部分拆除，即移除一个或多个机组，而其他机组必须保留。“这需要精确的工程、准确的图纸和规划来安全隔离系统。在多机组或工业场址上，复杂性显著增加，”他说。

Consolidated Asset Management Services (CAMS) 的企业拆解和棕地再开发总监兼总经理Nick Kemper，在领导和支持包括天然气、煤炭和燃料油驱动的火力发电站在内的工业设施退役方面拥有超过12年的经验。他的专业知识涵盖退役的全生命周期——从环境整治和拆除到设备处置和场地再开发。Kemper的一些著名项目包括：

“电站退役背后的主要驱动力是我们的客户，他们大多代表私募股权（PE）和主要金融机构，”Kemper说。“私募股权公司通常寻求在三到七年的期限内最大化回报。在通过成本削减、再融资或资产管理等策略产生价值后，他们可能会选择关闭或剥离设施，而不是投资于长期改进。通常情况下，私募股权会在购电协议接近尾声时收购老化的电站，并选择不继续发电。”

Kemper告诉《POWER》，为了提高短期盈利能力，“业主通常会减少维护支出和人员。这会加速设备退化，使持续运行变得不安全或不经济。当新的环境法规要求昂贵的改造（例如排放控制）时，私募股权公司通常会选择关闭而不是再投资，因为这不符合他们的短期投资回报率目标。私募股权拥有的电站，尤其是基于化石燃料的电站，容易受到低批发电价和可再生能源竞争的影响。如果利润率缩小，私募股权公司可能会迅速退出。”

Kemper概述了退役过程中的几个步骤。各项说明如下。

规划与合规。该过程始于一个稳健的退役计划，其中包括环境评估、危险识别和利益相关方接洽。运营商必须获得拆除、废物处理和场地整治的许可，同时还要通知监管机构和当地社区。

关停与风险缓解。一旦规划完成，设施将进行燃料移除和风险缓解。这包括排空化学品、中和危险物质以及安全处理铅、石棉、多氯联苯和汞等材料。

设备拆卸与资产回收。下一阶段涉及拆卸主要部件，如锅炉、汽轮机和发电机。首先对有价值的金属和设备进行抢救，以便转售或回收。

拆除与结构移除。随后对烟囱、冷却塔和建筑物进行受控拆除。抑尘和振动控制措施对于保护附近社区至关重要。

环境整治。此阶段解决土壤和地下水污染问题，这些污染通常来自粉煤灰池、燃料储存和化学品泄漏。清理可能涉及移除或覆盖受污染的土壤，并确保符合美国环保署或州的标准。

废物管理。适当的废物管理包括分离危险和非危险材料、回收金属和混凝土，并根据法规处置危险废物。

[表：4. 这座位于田纳西州的太阳能电站是一个棕地项目的例子。该阵列建在废弃的Phipps Bend核电站项目场址，为田纳西河流管理局服务。来源：United Renewable Energy]

场地释放与再开发。最后一步是获得监管许可并规划场地再利用。棕地场地可以重新用于太阳能电站（图4）、电池储能、数据中心或工业园区。像能源部的能源基础设施再投资贷款和美国通货膨胀消减法案税收抵免等联邦计划可以支持这些转型。

退役与拆除

为退役提供服务的WSP美国退役与拆除负责人Keith Kotimko强调，退役是与拆除分开的活动。“退役是作为拆除必要前驱的具体活动。它包含了为后续减排和物理拆除准备电站所需的所有步骤。这个过程包括基本行动，如停止发电、彻底清空和清洁主要系统[如灰和煤处理]、排空所有油类和燃料、吹扫燃气系统，以及完全移除所有储存的危险和非危险废物。最终，它以使资产断电并将其与输配电系统分离而告终。公用事业公司通常将这些准备工作作为‘最后一次停运事件’在内部管理，然后撤离场地，”他解释道。

Kotimko表示，在过去11年中，他直接参与了7座燃煤电站的退役规划和执行。他的拆除经验更为广泛，涵盖了24座各种类型的电站，包括燃煤、燃油、天然气、水电和核设施。

“成功的退役取决于超出标准操作程序的详细准备，”Kotimko说，并指出他的团队专注于“提前处理关键议题，如果处理得当，可以减少承包商投标中的额外应急成本，防止环境泄漏，并最大限度地减少后期昂贵的变更单。”Kotimko说，必须认识到退役不是标准的电站停运。

“尽管退役与电站停运共享活动[如清洁和排空]，但所需的努力程度根本不同。在退役中，留下硬化的灰烬或不清洁的管道是不可接受的，即使这在临时停运期间可能是允许的。当业主仅进行‘停运级别’的清洁时，拆除承包商不可避免地会发现大量残留物质，从而引发变更单，并常常导致环境泄漏到地面或水系统中。”

Kotimko告诉《POWER》：“这些项目的成功必须包括安全至上以及防止变更单。变更单不是项目的预期部分；它们通常是规划和范围界定不足的结果。”他说最常见的变更单源于四个疏忽。

清洁范围界定不清。材料移除的笼统要求往往无法达到拆除所需的清洁水平。

石棉调查不充分。调查必须具有足够的侵入性，以发现那些在拆除过程中无疑会被发现的隐藏材料。

场地/业主要求不够详细。这些要求涉及对运营标准的不同期望，例如对粉尘控制和监测的要求，或对所需提交文件的验收流程。

地下移除工作界定不清。“由于承包商通过视觉评估地上拆除，地下工作必须使用图纸明确定义，这些图纸指定了所有要移除的公用设施、基础和埋地特征的水平范围和垂直深度，”Kotimko说。“这个经常被忽视的步骤需要梳理现有文件，并可能执行公用设施定位服务。”

DeCourcey表示，从他团队最近在退役领域的工作中可以吸取教训。“公用事业决定在计划的退役日期之前退役热力资产可能具有风险并引起争议。向客户展示其益处至关重要，”他指出。

“不断增长的[电力]需求、上涨的[电力]价格，以及在特朗普政府环保署领导下环境标准可能被削弱，导致退役决定被推迟，以及已退役资产的重新利用，”DeCourcey说。“场址重新利用可以产生显著的经济价值，具体取决于场址资产的配置及其位置。重新利用有可能降低安装新兴技术的成本，例如氢动力发电或小堆。”

—Darrell Proctor是《POWER》的高级编辑。