问题——传统能源约束与进口依赖仍是长期挑战;长期以来,石油全球能源结构中占据重要位置,其价格波动、运输通道风险和地缘政治变化,容易对高度工业化经济体造成外部冲击。我国原油对外依存度较高,能源供应链稳定性面临多重不确定因素。,核电作为清洁低碳的重要选项,在稳定供电上具备优势,但现行主流技术以铀燃料为主,国内资源相对有限,核燃料供应也会受到国际市场波动影响。如何确保安全的前提下拓宽核燃料来源、提升自主可控能力,成为能源转型中的现实课题。 原因——“家底”资源与技术路径的耦合,为钍基路线提供了可行性。钍在地壳中丰度较高,在我国稀土开采冶炼链条中常以伴生资源形式存在。过去,不少含钍物质沉积在尾矿渣中,综合利用水平仍有提升空间。将资源优势转化为能源优势,关键在于打通从材料制备、反应堆工程、运行控制到燃料循环验证的技术链条。钍本身不直接裂变,需要在反应堆中吸收中子转化为铀-233,再以铀-233作为裂变燃料释放能量。该过程涉及核物理、化工分离、耐腐蚀材料和在线运行控制等多学科难题,推进速度一直较慢,工程化验证难度更高。 影响——实验堆运行与转化验证,为核能安全与燃料多元化打开新窗口。据介绍,位于甘肃武威的液态燃料钍基熔盐实验堆以熔盐作为燃料载体和冷却介质,在常压条件下运行,降低了高压系统对设备完整性的要求。其设计强调“固有安全”:在异常工况下可借助物理与热工特性抑制反应,并通过应急排放与凝固机制减轻事故后果。更重要的是,钍—铀燃料转化的工程化验证,意味着我国在该技术路线上跨过关键门槛,获得了真实运行数据与经验,为下一步功率提升、系统集成和示范装置论证提供依据。业内人士指出,此路线在燃料供应多元化、提高资源利用效率上具备潜价值,其燃料循环特征在核材料管控与非扩散层面也有一定优势。 对策——坚持安全底线,推动从实验验证走向体系化创新。专家认为,钍基熔盐堆仍处于从试验走向示范的爬坡阶段,后续工作可聚焦三上:一是持续完善安全分析与监管框架,围绕熔盐化学、结构材料服役、放射性产物控制等关键环节开展系统验证,形成可审查、可追溯、可复制的安全证据链;二是加强关键材料与装备国产化攻关,提升耐高温、耐腐蚀材料及在线处理系统的工程可靠性;三是统筹资源综合利用与产业衔接,推动含钍资源规范提取、储备和利用评估,在环境保护与职业健康标准下稳妥提高综合利用水平。 前景——以示范应用带动产业链完善,形成面向未来的低碳能源储备。从国际发展看,熔盐堆概念曾在上世纪得到验证,但受当时技术路线与战略需求等因素影响,一度未能延续。当前全球能源转型提速,清洁、稳定、可持续的基荷电源需求上升,先进核能技术再次受到关注。业内预计,钍基熔盐路线能否走向更大规模应用,取决于安全性、经济性、工程可维护性及燃料循环配套能力能否整体达标。对我国而言,在保持核电安全高标准的前提下,持续推进多路线并行的核能技术储备,有助于在中长期形成更具韧性的能源结构,为构建新型能源体系提供支撑。
从钍矿渣到可持续能源的转变,说明了科技创新对资源价值的重塑。在全球加速迈向碳中和的背景下,这个进展不仅指向能源结构的优化,也为更多国家通过技术突破降低对传统能源体系的依赖提供了新思路。随着敦煌戈壁的试验数据不断积累并走向工程化应用,中国正在为未来能源发展提供新的可能。