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戈壁灘上,銀色穹頂?shù)膶?shí)驗(yàn)堆正悄然改寫全球能源格局。
甘肅省武威市的戈壁灘上,一座具有里程碑意義的2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆首次實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換,成為 全球唯一運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)釷燃料入堆的熔鹽堆。
這項(xiàng)突破由中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所牽頭攻克,標(biāo)志著我國(guó)在第四代核能技術(shù)領(lǐng)域站上世界領(lǐng)先位置。它解決了傳統(tǒng)核電的安全隱患、核廢料處理以及鈾資源稀缺三大痛點(diǎn),為我國(guó)能源安全提供了全新解決方案。
一、技術(shù)突破:從“鈾依賴”到“釷時(shí)代”的關(guān)鍵跨越
釷基熔鹽堆技術(shù)的突破,代表了我國(guó)在先進(jìn)核能系統(tǒng)上的重大飛躍。2025年11月1日,中國(guó)科學(xué)院正式宣布,2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆實(shí)現(xiàn) 三大歷史性突破。
實(shí)驗(yàn)堆首次在反應(yīng)堆運(yùn)行狀態(tài)下,成功將不可裂變的釷-232轉(zhuǎn)化為可裂變的鈾-233,成為目前全球唯一正在運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)釷燃料循環(huán)的熔鹽堆。
這項(xiàng)突破在國(guó)際上首次獲取了釷入堆后的中子能譜、燃料行為、材料腐蝕等核心運(yùn)行數(shù)據(jù)。
釷基熔鹽堆利用高溫熔鹽作為冷卻劑,是國(guó)際公認(rèn)最適配釷資源核能利用的堆型。它采用 第四代先進(jìn)核能系統(tǒng),具有固有安全、無(wú)水冷卻、常壓工作和高溫輸出等優(yōu)點(diǎn)。
我國(guó)釷資源儲(chǔ)量豐富,已探明的釷工業(yè)儲(chǔ)量約為28萬(wàn)噸,位居世界前列。這項(xiàng)技術(shù)路線契合我國(guó)釷資源豐富的資源稟賦,為我國(guó)能源安全提供了全新解決方案。
二、安全與效率:釷基熔鹽堆的雙重革命性優(yōu)勢(shì)
與傳統(tǒng)核電站相比,釷基熔鹽堆在安全性和燃料效率上實(shí)現(xiàn)了革命性突破。安全性方面,釷基熔鹽堆 從根本上消除了核泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
它全程在常壓狀態(tài)下工作,從根本上消除了高壓爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。其熔鹽冷卻劑遇到超溫時(shí)會(huì)自動(dòng)凝固,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)即刻停止,從根源上杜絕福島式的堆芯熔毀事故。
釷基熔鹽堆無(wú)需大量冷卻水,不僅打破核電站必須“傍海而居”的選址限制,更使內(nèi)陸建設(shè)成為可能。這一特性讓核電可以覆蓋我國(guó)80%的人口密集區(qū),極大擴(kuò)展了核能的應(yīng)用范圍。
燃料效率方面,釷的能量密度驚人: 1噸釷的發(fā)電量相當(dāng)于350萬(wàn)噸煤或200噸鈾。釷燃料利用率超過(guò)98%,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)核電站,核廢料量?jī)H為鈾堆的50%,放射性毒性周期從數(shù)萬(wàn)年縮短至200年。
三、產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu):萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)賽道加速形成
隨著技術(shù)突破,一條覆蓋“資源-材料-設(shè)備-工程”的全產(chǎn)業(yè)鏈正在加速成型。 上游資源環(huán)節(jié),包鋼股份掌控白云鄂博礦區(qū)75%以上的釷資源,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量超30萬(wàn)噸,堪稱“釷資源界的沙特”。
包鋼股份2025年已完成高純度釷提取中試,回收率從15%提升至35%,成本直降50%,掌握了核燃料供應(yīng)鏈的定價(jià)權(quán)。
中游材料領(lǐng)域,華菱鋼鐵獨(dú)家研發(fā)的SA738Gr.B核電鋼,以150mm的最大厚度和超國(guó)標(biāo)性能,成為釷基堆安全容器的唯一材料供應(yīng)商。久立特材則掌握GH3535高溫鎳基合金無(wú)縫管量產(chǎn)技術(shù),可耐受700℃高溫腐蝕與中子輻照。
下游設(shè)備市場(chǎng),上海電氣作為國(guó)內(nèi)唯一覆蓋四代核電全技術(shù)路線的龍頭,主導(dǎo)研發(fā)的700℃高溫熔鹽換熱裝置打破國(guó)際壟斷。
寶色股份、浙富控股、海陸重工等企業(yè)也在核心設(shè)備供應(yīng)方面占據(jù)關(guān)鍵位置。
高盛預(yù)測(cè),到2035年 全球釷基熔鹽堆市場(chǎng)規(guī)模將突破1.5萬(wàn)億元,中國(guó)將占據(jù)60%市場(chǎng)份額。
四、商業(yè)化路徑:從實(shí)驗(yàn)堆到示范堆的三步走路線
我國(guó)釷基熔鹽堆的商業(yè)化路徑已經(jīng)清晰可見。根據(jù)規(guī)劃,2025-2030年甘肅武威10兆瓦研究堆將投運(yùn),驗(yàn)證百噸級(jí)釷燃料循環(huán)。
國(guó)家發(fā)改委、能源局等4部門聯(lián)合印發(fā)的《能源技術(shù)創(chuàng)新突破行動(dòng)計(jì)劃(2025-2030年)》,明確要求推進(jìn)釷基熔鹽堆等四代核能系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用。
2025年將啟動(dòng)首批商用釷基熔鹽堆建設(shè),單堆裝機(jī)容量10萬(wàn)千瓦,總投資約200億元。這標(biāo)志著釷基熔鹽堆正式從實(shí)驗(yàn)階段邁向商業(yè)化階段。
到2030-2035年,百兆瓦級(jí)示范堆將并網(wǎng),度電成本有望降至0.2元,低于煤電成本。2035年后,5000萬(wàn)千瓦裝機(jī)目標(biāo)落地,年減碳量可達(dá)3億噸,推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)從“鈾時(shí)代”轉(zhuǎn)向“釷時(shí)代”。
中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所所長(zhǎng)戴志敏給出了明確目標(biāo)——以2035年為節(jié)點(diǎn), 建成百兆瓦級(jí)釷基熔鹽堆示范工程并落地應(yīng)用,為國(guó)家開辟安全可靠的釷基能源發(fā)電新路徑。
五、多能融合:釷基熔鹽堆的廣闊應(yīng)用前景
釷基熔鹽堆的意義不僅限于發(fā)電,更在于其多能融合的潛力。熔鹽堆產(chǎn)生的高溫?zé)崃坎粌H可以高效發(fā)電,還能直接用于 高溫制氫、化工生產(chǎn)和城市供熱。
熔鹽堆650℃的高溫輸出可直接用于制氫,與光伏制綠氫形成“核光耦合”,讓西北戈壁變身“清潔能源工廠”。這種多能互補(bǔ)的系統(tǒng)思維,使釷基熔鹽堆成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)。
在核動(dòng)力船舶方面,江南造船廠已完成30萬(wàn)噸核動(dòng)力集裝箱船設(shè)計(jì)驗(yàn)證。一艘熔鹽堆集裝箱船的運(yùn)力相當(dāng)于10艘LNG動(dòng)力船,且全生命周期碳排放歸零。
釷基熔鹽堆還能與太陽(yáng)能、風(fēng)能、高溫熔鹽儲(chǔ)能、煤氣油化工等產(chǎn)業(yè)深度融合,構(gòu)建 多能互補(bǔ)低碳復(fù)合能源系統(tǒng)。這種融合模式將為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整提供全新思路。
未來(lái)十至二十年,隨著釷基熔鹽堆技術(shù)從示范走向商業(yè)化,我國(guó)能源格局將發(fā)生深刻變革。預(yù)計(jì)到2035年,度電成本將降至0.2元以下,低于當(dāng)前煤電成本,屆時(shí)釷基熔鹽堆有望成為能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。
放眼更遠(yuǎn)的未來(lái), 釷基熔鹽堆可能重塑全球能源格局。正如頁(yè)巖氣革命改變能源版圖,釷基核能革命將推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)從“鈾時(shí)代”向“釷時(shí)代”轉(zhuǎn)型。
關(guān)注我,投資路上多一雙眼睛,少幾道傷疤。若看到滿眼錯(cuò)誤,是我錯(cuò)了;若覺得都是對(duì)的,更是我錯(cuò)了。可不信不可全信,取舍由心。
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