足够14亿人用2万年! 中国突破“无限能源” | |
www.wforum.com | 2025-10-04 22:53:59 知鉴明史 | 0条评论 | 查看/发表评论![]() |
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2024年6月17日,一座隐藏在甘肃武威戈壁滩的神秘核能装置,悄然实现了满功率稳定运行。这座实验反应堆,不冒烟、不排水、也不需要高压冷却,却被称为“能量锅”,其内部煮沸的并非普通液体,而是700°C的液态氟化盐,溶解其中的是一种被忽视了几十年的金属元素——钍。 这项技术的名字叫“钍基熔盐堆”,听起来有些陌生,但它却被誉为人类通往“无限能源”的钥匙。根据中国科学院的测算,仅140万吨钍资源,就足够14亿人用电两万年,而中国,恰好拥有全球四分之三的钍储量。 这不是空谈。就在2025年,中国计划开建全球首座10兆瓦级钍基熔盐核电站,并计划在2029年实现并网发电。这项堪比“核能革命”的突破,正在悄悄改变世界能源格局。这项被美国60年前放弃的技术,为何如今在中国落地生根?中国又是如何一步步突破这项世界级难题的? 钍,这个元素并不稀罕,中国的稀土矿里几乎都能顺手带出来。在内蒙古白云鄂博矿区,工人们一边开采稀土,一边“顺手捞钍”。这些原本被当作废料的钍矿,如今成了无价之宝。中国现有钍矿资源超过140万吨,占全球的74%,而这一切,竟是稀土开采的“副产品”。 对比之下,美国、印度虽然也有钍资源,但要么分布稀疏,要么难以分离,没有中国这样的“富钍富产”优势。中国的“富钍贫铀”局面,反倒逼出了这条独特的能源路径。 中国不是突然搞出来这个反应堆的,这背后是几十年的积累。早在1970年代,中国就已经开始研究钍基熔盐堆,那时候叫“728工程”。那时的科研人员手头只有美国解密的技术图纸,材料和工艺都得靠自己琢磨。因为无法解决耐腐蚀问题,项目被迫搁置。 直到2011年,转机才真正到来。中国科学院将钍基熔盐堆列为国家级战略项目,整合了十家科研单位,开始全力攻关材料腐蚀、燃料提纯等技术难题。为了解决熔盐高温腐蚀的问题,科研人员反复实验,在镍基合金中加入铬、钼、钨等微量元素,最终开发出一种新型耐蚀材料。 这种材料在700°C高温氟化盐中连续浸泡五年,腐蚀仅为国外样品的10%。这种进展,连德国专家都感到吃惊。2017年4月,甘肃武威与中科院签署合作协议,正式启动钍基熔盐堆实验项目。 2018年9月,项目开工建设。2019年,第一台缩比仿真堆建成,验证材料性能。2021年,2兆瓦实验堆TMSR-LF1主体完工,并于2023年获得运行许可。 到了2024年6月,这座实验堆已运行超过1000小时,具备满功率连续运行能力,并且实现了全球首次“不停机补充钍燃料”,这意味着钍堆真正具备了“边运行边加料”的能力。这套技术,不仅在中国实现了全流程验证,更以实际运行数据,彻底打破了西方对熔盐堆“不稳定、不安全”的质疑。 钍熔盐堆的优势,不止是发电。由于能输出700°C的高温热能,钍基熔盐堆还能用于海水淡化、绿氢制备、区域供热和船舶动力。其中,氢能的制备效率比传统电解水提升40%,基本可以与化石能源成本持平。 曾经只能建在河边、海边的核电站,如今可以建在干旱的戈壁滩、沙漠甚至高原。熔盐冷却系统不需要大量水源,彻底打破了传统核电的选址限制。小型模块化设计更是让它像“集装箱”一样随建随用,适合偏远岛屿、边防哨所、月球基地等特殊场景。 这项技术也已应用到船舶动力领域。2023年底,中国船舶集团江南造船发布了全球首型24000TEU级钍基核动力集装箱船方案。这艘长达400米的巨轮,采用的正是钍基熔盐堆作为动力系统,获得了挪威船级社的原则性认证。 钍堆结构小巧、能量密度高、发热稳定、运行安静,非常适合用于大型远洋货轮、核潜艇甚至未来的航母动力系统。钍不会制造核武器,也大大降低了“核扩散”的风险。 除了技术上的突破,钍堆背后是整个产业链的崛起。如今中国已建成了从钍矿开采、燃料提纯、材料研发、堆体制造、废料处理到氢能产出的完整闭环体系。2024年7月,国产UNSN10003合金管道正式投产,打破了高端材料对外依赖。 上千家企业参与项目建设,从钢铁、化工到装备制造,带动的是一整条高端制造产业链,不仅是科技成果,更是实打实的就业和工业升级。 对比来看,美国早在1965年就建成了世界上第一座钍熔盐实验堆——MSRE。该堆运行到1969年便被搁置,因为钍不适合制造核武器,而冷战时期的美国更在意军用价值。后来因为材料腐蚀、经济效益等问题,美国彻底放弃了熔盐堆计划。 如今看到中国完成了他们当年未竟的事业,美国橡树岭实验室的老专家开始翻阅中国实验视频反复研究,甚至美国能源部也悄悄重启了熔盐堆研究计划。但就目前而言,中国在这个方向的技术积累、运行经验、工程能力,已经领先全球至少10年。 钍基熔盐堆并非没有问题,最难的还是“在线分离裂变产物”。钍在反应过程中会形成铀-233继续裂变,但同时也会产生一些“搅局”的裂变产物。这些产物如果积累过多,会影响燃料效率。 中国的科研团队开发了在线净化系统,可以边运行边清除这些产物。虽然还在完善阶段,但已经突破了熔盐反应堆商业化的最大障碍之一。 2025年,中国将在武威开建全球首座10兆瓦级钍基熔盐堆核电站,计划2029年并网发电。这座核电站将采用小型模块化设计,一部分用于发电,另一部分用于绿氢产出。项目一旦建成,将成为全球首个“多能互补”的熔盐堆能源站。 中国还计划在2030年代初期启动60兆瓦示范堆建设,逐步推进到百兆瓦级商业堆,目标是2060年前形成成熟产业链,助力碳中和目标。 如今的中国,正从“清洁能源的追随者”变成“游戏规则的制定者”。在新能源领域,中国光伏组件出口占全球90%,新能源汽车全球份额超过67%,储能产业占比85%。如果钍能顺利商用,中国将在能源领域形成“全链路优势”。 这不是技术的炫技,而是对未来的资源控制力。钍的利用,让中国摆脱了对铀的依赖,避免了被卡脖子的风险,更是对国家能源战略安全的根本保障。 钍堆不是一夜之间建成的,它是中国科研人十几年夜以继日的成果。也不是简单的“新能源项目”,而是一次能源格局的重塑。属于中国的“无限能源时代”,正在悄然展开。 |
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