
于甘肃武威浩瀚的戈壁滩上,一座高达27米的银灰色建筑静谧地矗立于黄沙之海中。这里没有高耸入云的冷却塔168股票配资,未见滚滚升腾的浓烟,甚至听不到机器轰鸣的声响,唯有700℃的液态熔盐在地下管道中缓缓流淌。
这看似平常的“核能浓汤”,竟是由昔日无人问津的稀土矿渣炼制而成,却足以支撑14亿中国168股票配资人民使用长达两万年之久!
这是美国耗时五十年亦未能征服的棘手难题,而中国仅用十五载时光,便将其成功塑造为全球范围内唯一稳定运作的实景工程。
一吨能源相当于350万吨煤炭,我国拥有长达2万年的能源储备优势。
谁能料到,我国解决能源难题的关键,竟隐藏于昔日的废弃矿渣之中?
于内蒙古的白云鄂博矿区,重型卡车络绎不绝,它们轰鸣着,肩负着稀土矿石的运输使命。
钍,这种银白色的金属,过去因精炼难度极高,长期被视为稀土开采中的“附属品”或“废弃物”。然而,时至今日,它已蜕变成为中国能源自主战略中的关键“王牌”。
我国钍资源蕴藏量究竟有多么庞大?尽管不同统计口径有所出入,但保守估计,已知的探明储量已超过30万吨。而实际可开采的量或许能够达到100万吨以上,其中仅内蒙古的白云鄂博矿区就占据了约22万吨的储量。
尤为重要的是,我国钍资源的九成以上均为在开采稀土矿过程中附带产出,其分离成本几乎微乎其微。
依据我国每年耗用50亿吨标准煤的能源总量来估算,一吨钍的能量相当于350万吨煤炭。按照此计算,这些钍资源在理论上的能量供应能力可达7万年之久,即便进行一定程度的折算,至少可用2万年!
这非但不是最为令人瞩目的亮点,相较于传统核电所依赖的铀矿资源,钍元素分布广泛,宛若“芝麻撒地”,遍布于沙漠、海岸线以及普通岩石之中。然而,在全球范围内,唯有我国能够实现“采稀土,附带捞钍”的低成本开采模式。
昔日,我国铀资源有八成需仰赖进口,一旦澳大利亚发生罢工,国内的核电站便不得不勒紧裤腰带节约用电;而如今,从稀土矿中开采出的这些“土疙瘩”已蜕变为“永恒能源宝库”,我国在能源问题上再也不必仰人鼻息。
这种将“废”转化为“宝”的独特资源优势,使得中国在全球钍基能源竞赛中天生具备先机。
面对其他国家因钍矿开采成本高昂而忧心忡忡,我们却将众人眼中的“废弃物”,转化为保障国家能源安全的“黑色珍宝”。
美国50年卡壳
钍基熔盐堆这一技术并非新近兴起,美国在上世纪60年代便已成功研制出了实验性的装置。
彼时,橡树岭国家实验室的工程师们成功证实了“熔盐兼具燃料与冷却剂双重功能”的可行性。然而,未及数年,该项目便草草终止。
问题症结在于“材料腐蚀”这一难题,在高达700℃的熔盐环境中,其腐蚀性甚至超过浓硫酸,致使普通钢管仅需三天便会被彻底溶解。
昔日,美国苦寻不得能够持续抵御此类高温腐蚀的材料,铺设管道的费用甚至超过了建设核堆本身。冷战时期,美国对于能够生产核武器的铀反应堆需求迫切,而钍因无法直接应用于核弹制造,其重要性逐渐下降。
因此,美国果断选择了放弃这条“崎岖之路”,并将研究资料公开,他们认为无法克服的难题,对他人而言亦无解之道。
这张卡片,跨越了整整半个世纪,而中国,却毅然选择了这条最为崎岖的道路。
2011年,中国科学院将钍基熔盐堆技术提升为战略性先导专项,汇聚了国内最优秀的材料科学专家。
科研团队日以继夜地沉浸在实验室之中,与高达700℃的“盐汤”为伍。他们从家中炒菜锅的镍合金中汲取灵感,进而不断试验,探索各种合金配方的可能性。
为了探寻最耐腐蚀的材料,他们不遗余力地熔化上千锅熔盐,累计记录了上万组详实的数据。在实验室的地板上,磨损严重的劳保鞋层层堆积,见证着他们不懈的努力与付出。
有心人终将得偿所愿,2018年,新型镍基合金终于与世见面!此材料即便在700℃的熔盐环境中浸泡长达五年,其腐蚀深度也仅限于0.5毫米,其耐腐蚀性能更是远超国际同类材料,高达十倍之巨。
攻克了材料难关后,一系列挑战接踵而至:校对近十万个精密的信号接头,技术人员做到了零失误;价值高达八亿元的设备源源不断地运抵戈壁,全程无任何损失;数百名科研人员每年离家超过300天,在仅有食堂的一间屋子的千亩园区内,他们坚守了整整八年。
尤为令人叹为观止的是我国工程师所展现的“安全智慧”。他们为反应堆设计了一款名为“冷冻塞”的创新装置,其工作原理与家用冰箱的冷冻室颇为相似。一旦温度出现失控,冷冻塞便会自动熔化,随后熔盐在重力作用下流入地下的安全罐中,遇冷迅速凝固成固态,从而将放射性物质牢牢锁定。
此外,此类反应堆无需依赖冷却水,恰似拥有“耐旱能力”的勇士,无论沙漠还是戈壁,皆可随意选址建造,从而一举消除了传统核电“依赖水源”这一根本性的难题。
在2023年10月,武威实验堆成功实现了首次临界运行;紧接着,于2024年6月,该堆实现了满功率的稳定运行。到了2025年,我国更是创下了全球首次钍铀燃料转换的纪录,并实现了“不关机加燃料”的突破。历经15年的不懈努力,中国在这项技术上走完了美国50年未曾完成的征程,将那曾经被认为是“不可能”的挑战,转化为触手可及的“中国能”。
2035年电费减半?
对于广大民众而言,钍基熔盐堆并非遥不可及的科技愿景,而是实实在在能减轻荷包负担的“省心利器”;而对于我国经济而言,它更是构筑全球竞争力新优势的“关键砝码”。
目前,武威实验堆的电力供应成本介于每度电0.1至0.18元之间。展望未来,随着2030年10兆瓦级反应堆的竣工,以及2035年其商业化运营的落实,我们预计电费将有望进一步降低至每度电0.05元。
这究竟意味着什么?其成本竟然比当前火电低出整整一半以上!
这是工业领域的重大利好。
我国作为制造业的强国,电费构成了众多高耗能企业的主要成本来源。随着钍基熔盐堆技术的商业化进程,钢铁、化工、电子等行业将迎来用电成本的显著降低,从而在国际市场上显著增强其产品的竞争力。
尤为关键的是,钍基熔盐堆在碳排放方面仅相当于煤炭发电的1%,这不仅有助于达成“双碳”目标,还能助企业卸下“环保重负”,从而真正实现“绿色创收”。
核能的价值远超发电范畴。其输出的700℃高温,可直接服务于海水淡化,一座核反应堆每天可提供20万吨淡水,这对于缓解西北干旱地区的缺水问题具有显著效果;此外,它还能用于零碳制氢,效率提升高达40%,成本逼近化石能源制氢,这无疑为我国在氢能源领域的竞争注入了一剂强心针。更有甚者,核能还可被压缩至集装箱大小,为电网尚未覆盖的岛屿和边防哨所提供电力供应。展望未来,它甚至有望成为月球基地不可或缺的“能源宝库”。
在国际舞台上,我国的钍基熔盐堆技术已然备受青睐。众多国家虽然铀矿资源不足,却拥有丰富的钍矿储量。更为关键的是,钍-232不能被直接用于制造核武器,其燃料循环过程也不会产生可用于制造武器的钚-239,从而在源头上有效遏制了核扩散的风险。
现今,众多“一带一路”沿线国家纷纷主动寻求合作,咨询是否可以“租赁中国能源炉”。一旦我国成功构建全球首个完整的钍基熔盐堆安全监管体系,不仅将拥有核心技术的专利权,更将握有规则制定的主动权,从而实现从“能源追赶者”到“规则领导者”的华丽转变。
钍基熔盐堆与光伏、风电的结合,堪称能源领域的“黄金搭档”。我国西北地区,凭借其充足的光照与强劲的风力,无疑是发展新能源的理想区域。然而,新能源发电却深受天气影响,依赖于白天的阳光与风力。夜间,当阳光与风力消失,新能源发电便陷入停滞的尴尬境地。
钍基熔盐堆具备全天候稳定供电的能力,白天依托光伏和风力发电,夜间则依靠“盐汤”提供动力,从而一举消除了新能源发电的不稳定性问题。这使得西北戈壁地带得以蜕变为一个源源不断产出清洁能源的“能源宝库”。
结语
自美国摒弃的规划蓝图,至我国建成的壮丽实景;自稀土矿中无人问津的废料,至足以支撑两万年的超级能源;自五十载难以突破的技术困境,至十五载逆袭而成的中国奇迹,坐落于甘肃武威戈壁滩的这堆“熔盐之火”,燃烧出的不仅是清洁的电能,更是我国科技的坚韧与自信。
真正的能源独立,并非取决于资源的储备量,而在于对核心科技的掌控程度。
昔日,我国进口铀矿时须仰人鼻息,石油、天然气的供应则仰赖马六甲海峡;今时今日,我国以稀土矿中的“土中珍宝”炼制出“永恒能源”,终于摆脱了他人的能源封锁,不再受制于人。
在波澜壮阔的大国竞争舞台上,捷径之路始终难觅踪迹。唯有坚定不移地踏过最为崎岖的征途,方能最终赢得胜利的桂冠。
中国,在这条赛道上,已稳如磐石,领跑于世界之巅!
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