微头条丨内陆建设核电成为可能!钍基熔盐核能或将引发能源产业变革
2023-06-28 10:11:47 来源:览富财经网

无论是在技术研发还是产业布局方面,我国的民用核能行业发展都走在了世界前沿。而随着我国四代核能技术研发取得突破进展,在内陆建设核电站也将成为现实。近日,位于甘肃省武威市的2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆通过国家核安全局审核,这为未来内陆核电站建设项目的推进打下坚实基础。作为第四代反应堆核能系统,钍基熔盐堆核能系统安全性、环保性和经济性优势明显,再加上运行过程中采用无水冷却技术,因此更适用于内陆特别是干旱地区。在国家的大力支持下,目前我国多家上市公司已经开始布局钍基熔盐核能技术产业,这个新兴市场也将带来丰厚的经济与社会价值回报。


(相关资料图)

被誉为人类实现核聚变前的终极能源方案

钍基熔盐核能之所以被誉为人类实现核聚变前的终极能源方案,就是因为其核心原料钍是公认的“未来燃料之一”。目前主流核能技术依然以铀为核燃料,而钍基熔盐核能以钍作为核燃料,1吨钍裂变产生的能量可以媲美200吨铀或350万吨煤炭。打一个形象的比喻,仅仅是拳头大小的一块钍金属,就可以为拥有近900万人口的英国首都伦敦供电一周。和目前常用的轻水反应堆相比,熔盐反应堆的运行温度更高,因此发电效率更高。研究实测显示,钍基熔盐堆发电效率高达45%~50%。

除了高效性之外,钍基熔盐核能的安全性也更为突出。我们知道,核能是一把双刃剑,核安全一直是国际社会关注的热点。而液体熔盐堆采用高温熔盐作核燃料,燃料被融进液体,再加上工作压力比常规核反应堆更低,因此爆炸性熔毁的风险很小。而且熔盐无需专门制作燃料组件,并且具有低蒸气压特点,也杜绝了堆芯融化事故和破口事故的可能性。

更为重要的是,从规模化应用推广上来说,它也可以解决当下民用核电站过于依赖水冷却的痛点。因为核电设施运行过程中需要用大量冷水冷却,这也是目前全球核电主要修建在沿海地区的重要原因。而钍基熔盐核能以复合型氟化盐作为冷却剂,仅需少量水即可,这无疑让建设内陆核电的进程大大缩短。甚至,从长远来看,熔盐堆输出温度可达七百摄氏度以上,除了用于发电之外,它在工业热应用、高温制氢、氢吸收二氧化碳制甲醇等多个领域都有广阔的应用空间,对于发展核能综合利用事业意义深远。

我国钍基熔盐核能技术产业发展走在世界前沿

全球最早探索钍基熔盐核能的国家就是美国。早在二战期间,美国橡树岭实验室就首次提出熔盐核反应堆计划,并以其为核心制定了核动力轰炸机项目。此后,在民用领域,美国又于1965年建成了首个民用熔盐核反应堆,并于2000年携手八大核电国家首次提出第四代核能技术。然而,在钍基熔盐核电技术布局数十年的美国却因为种种原因,将这一技术方案搁置,反而是我国越来越看好钍基熔盐核电,这其实是和我国的国情紧密相连的。

自建国以来,我国开始逐步探索民用核电事业,并且完成了产业布局,迈入了全球第一梯队。不过,从核心技术领域来说,尽管我国掌握了“二代+”、三代核电技术,但依然绕不开铀燃料这个难题。因为我国的铀资源储量有限,再加上开采成本昂贵,因此对外依存度高。我国铀矿资源对外依存度常年超过70%,远超50%的国际警戒线。从产业自主掌控的角度来说,大力发展以钍基熔盐堆核电为代表的第四代核电技术,成为避免又一个“资源卡脖子”的明智之选。

早在2011年,在国家的大力支持下,中科院就启动了首批中科院战略性先导科技专项(A类)“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”。按照计划,我国将整合各方资源,集中力量以20年为周期在国际上率先实现钍基熔盐堆的应用。十年磨一剑,甘肃武威钍基熔盐堆作为这个重磅计划的实验性项目,其主体工程于2021年完工,也成为全球唯一运行的钍基熔盐实验堆。它的问世,也宣告了我国在钍基熔盐核能技术产业发展领域继续走在世界前沿。目前,在我国A股上市企业中,包括上海建工、宝色股份、海陆重工等多家上市企业,都已先后开始进行项目配套及业务布局。

钍基熔盐是我国实现核能内陆布局的突破口

以甘肃武威钍基熔盐堆项目的成功为契机,钍基熔盐核能技术产业将成为我国实现核能内陆布局的突破口。因为我国是人口大国,国民经济的快速发展以及人民生活水平的不断提高,让我国对于能源供应需求有了更高的标准。

和铀不同,地球地层中钍的储量非常高,我国钍的储量同样非常丰富,远高于铀和钚等元素。截至目前,我国已探明的钍蕴藏量已经超过30万吨,位居世界前三。从储量分布来看,我国有多个省和地区都已发现钍资源,其中不乏内陆省份。按照中国科学院的资料显示,仅仅是内蒙古白云鄂博矿区,钍储量就近22万吨。随着更多内陆地区经济水平提升,这些内陆省份的缺电难题也将持续凸显。而从可持续发展角度来说,以目前我国电能消耗作为参考,仅仅是采用钍基熔盐核能发电,我国现有钍的储量就足以满足未来数万年的发电供应。随着钍基熔盐核能大规模投入商业运营,我国将不再为核燃料来源和能源危机担忧。

与此同时,从切尔诺贝利核事故到福岛核事故,核电安全一直备受关注。在现有的能源结构体系中,火力发电环境污染问题最突出,再加上煤价暴涨,发展绿色能源是大势所趋。虽然我国依然在持续推进能源改革,光电、风电等新兴能源都在加大使用力度,但能源产业对于环境的依赖度很高,大力发展民用核能依然是实现能源变革不可或缺的环节。钍基熔盐核电打破了核电站对水的依赖,对于实现核能内陆布局意义重大。对于水资源相对匮乏、内陆面积广阔的我国来说具有重要意义。

从市场角度来看,庞大的人口基数与高速发展的经济水平,决定了我国核电市场规模前景无限广阔。纵观全球,包括欧美日韩俄等核电大国在内,其核电发电量占比普遍在19%以上,其中法国的核电占比更是超过70%。而在我国,目前核电发电量占总发电量的比例仅为5%。因此,大规模发展钍基熔盐核能技术产业,将是功在当下、利在千秋的大事,也足以对相关产业链企业和资本市场带来源源不断的回报。

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