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全球各國(guó)都在搶奪新能源高地,能源安全關(guān)系到國(guó)家命脈。隨著傳統(tǒng)能源日益緊張,各國(guó)都在焦慮中尋找出路。
就在這時(shí),中國(guó)傳來了震撼世界的消息,率先在美國(guó)之前建出了"無限能源"系統(tǒng),權(quán)威專家估算該技術(shù)足以滿足中國(guó)兩萬(wàn)年的能源需求。
在中國(guó)甘肅武威的戈壁深處,一座27米高的銀灰色建筑正悄然改寫全球能源的未來。
它并不是對(duì)現(xiàn)有核電技術(shù)的簡(jiǎn)單改良,而是一場(chǎng)從根本邏輯上發(fā)起的顛覆。
這是中國(guó)將半個(gè)多世紀(jì)前美國(guó)人放棄的藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的決心,也承載了自1971年上?!?28工程”以來幾代人的核能夢(mèng)想。
2018年動(dòng)工,到2023年底成功并網(wǎng)發(fā)電。2024年6月,它達(dá)到了滿功率運(yùn)行狀態(tài),并在同年10月完成了關(guān)鍵的加釷實(shí)驗(yàn)。商業(yè)化的腳步緊隨其后,首座商用堆計(jì)劃在2025年3月便啟動(dòng)建設(shè)。這不僅是一項(xiàng)技術(shù)突破,更是一個(gè)系統(tǒng)性的重構(gòu)器,它正從三個(gè)層面,徹底改變未來能源的游戲規(guī)則。
挖稀土順便解決國(guó)家能源安全
這場(chǎng)變革的起點(diǎn),在于它徹底改變了能源對(duì)資源的依賴。全球能源競(jìng)爭(zhēng)的核心,不再是爭(zhēng)奪地理位置集中的石油或鈾礦,而是轉(zhuǎn)向了一種與稀土礦伴生的新燃料——
中國(guó)的資源稟賦在這一點(diǎn)上具有決定性優(yōu)勢(shì)。內(nèi)蒙古的白云鄂博礦區(qū),不僅是稀土寶庫(kù),其伴生的釷工業(yè)儲(chǔ)量就高達(dá)28.6萬(wàn)噸,有數(shù)據(jù)甚至認(rèn)為中國(guó)釷儲(chǔ)量超過140萬(wàn)噸,占全球近四分之三。
這意味著獲取核燃料的方式發(fā)生了根本改變。釷作為稀土開采的副產(chǎn)品,其分離成本幾乎可以忽略不計(jì)。
這種“挖土順手帶出燃料”的模式,讓中國(guó)能源的命脈不再完全受制于外部進(jìn)口。據(jù)估算,這些儲(chǔ)量足以支撐中國(guó)長(zhǎng)達(dá)兩萬(wàn)年的能源需求。一噸釷所能釋放的能量,相當(dāng)于350萬(wàn)噸煤炭。
更重要的是,這種技術(shù)打破了核電站必須依水而建的地理束縛。傳統(tǒng)核反應(yīng)堆需要巨量水資源進(jìn)行冷卻,只能建在沿?;虼蠼蠛优?。
而熔鹽堆的工作溫度雖高達(dá)700攝氏度,卻在常壓下運(yùn)行,且無需大量水來降溫。這使得能源生產(chǎn)力可以深入廣袤的內(nèi)陸和沙漠戈壁,實(shí)現(xiàn)能源布局的“去中心化”,徹底改變了國(guó)家能源基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃邏輯。
一座不會(huì)爆炸的核電站
傳統(tǒng)核電站的安全性,建立在一套極其復(fù)雜、層層加碼的主動(dòng)控制系統(tǒng)之上,如同一個(gè)被嚴(yán)密監(jiān)控的“高壓鍋”。福島核事故的悲劇,正是這套系統(tǒng)在極端災(zāi)害面前失效的后果。
釷基熔鹽堆的革命性,在于其安全理念的根本轉(zhuǎn)變:它不再依賴復(fù)雜的工程系統(tǒng)去“控制”風(fēng)險(xiǎn),而是利用物質(zhì)固有的物理特性去自動(dòng)“消解”風(fēng)險(xiǎn)。
它的核心安全機(jī)制源于物理規(guī)律。首先,核燃料直接溶解在液態(tài)氟化鹽中,一旦溫度異常升高,熔鹽會(huì)熱脹冷縮,體積膨脹導(dǎo)致裂變物質(zhì)的密度下降,反應(yīng)速率便會(huì)自動(dòng)減慢,這是一個(gè)天然的“自我剎車”機(jī)制。
其次,在反應(yīng)堆底部設(shè)有一個(gè)由固態(tài)鹽構(gòu)成的“冷凍栓”。在任何極端斷電或失控情況下,冷卻系統(tǒng)失效,這個(gè)鹽栓就會(huì)被高溫熔化,攜帶核燃料的熔鹽會(huì)在重力作用下,自動(dòng)流入下方的應(yīng)急儲(chǔ)存罐。
在那里,熔鹽會(huì)迅速冷卻并凝固成固體,將所有放射性物質(zhì)牢牢包裹在內(nèi),不會(huì)發(fā)生泄漏和擴(kuò)散。整個(gè)過程無需任何電力或人為干預(yù),是物理規(guī)律的必然結(jié)果。
這種“被動(dòng)安全”設(shè)計(jì),從根本上排除了類似切爾諾貝利或福島式的堆芯熔毀災(zāi)難。同時(shí),它產(chǎn)生的核廢料總量減少了80%以上,且高放射性廢物的毒性衰變周期,從數(shù)萬(wàn)年急劇縮短至數(shù)百年,極大地減輕了核能發(fā)展的代際負(fù)擔(dān)。
不只發(fā)電,更是零碳工業(yè)的心臟
釷基熔鹽堆的真正潛力,遠(yuǎn)不止于發(fā)電。它輸出的700攝氏度高溫,本身就是一種極具價(jià)值的工業(yè)能源,使其成為一個(gè)多功能的“零碳母機(jī)”,能夠孵化和驅(qū)動(dòng)一個(gè)全新的綠色工業(yè)體系。
利用這種高溫?zé)崮苓M(jìn)行電解水制氫,效率可以提升40%以上,為未來的氫能源經(jīng)濟(jì)提供了理想的動(dòng)力源。
同時(shí),這種高溫也可以用于大規(guī)模海水淡化,一座反應(yīng)堆每日可生產(chǎn)20萬(wàn)噸淡水,為干旱地區(qū)和沿海城市提供穩(wěn)定的水源保障。
我們可以想象這樣的場(chǎng)景:在西部戈壁,一座熔鹽堆不僅為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電力,還源源不斷地生產(chǎn)著驅(qū)動(dòng)未來交通的氫能,并為周邊地區(qū)提供著寶貴的淡水,形成一個(gè)自給自足的“能源綠洲”。
它的形態(tài)也極其靈活。除了大型商用電站,它還可以被設(shè)計(jì)成集裝箱大小的微型堆,為偏遠(yuǎn)的島嶼、邊防哨所,甚至未來的月球基地提供高密度、高可靠性的能源。
這徹底改變了能源的應(yīng)用場(chǎng)景,使其可以像分布式光伏一樣,靈活嵌入到任何需要穩(wěn)定能源的角落。
總結(jié)
中國(guó)的成功,讓美國(guó)能源部等機(jī)構(gòu)重新審視并重啟了沉寂半個(gè)多世紀(jì)的熔鹽堆研究,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)總干事格羅西也對(duì)中國(guó)核電發(fā)展給予了高度肯定。
這并非孤立事件,它與中國(guó)在光伏、儲(chǔ)能、新能源汽車等領(lǐng)域建立的全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)一脈相承。光伏和風(fēng)電解決了綠色發(fā)電的問題,但其間歇性需要穩(wěn)定的基荷電力來補(bǔ)充。釷基熔鹽堆恰好就是這個(gè)最關(guān)鍵的補(bǔ)充。
它提供了一種不受天氣影響、可以全天候穩(wěn)定輸出的清潔能源,讓中國(guó)的新能源戰(zhàn)略從“多點(diǎn)開花”走向了“系統(tǒng)整合”。
從甘肅武威的這座實(shí)驗(yàn)堆開始,中國(guó)點(diǎn)亮的不僅是一盞燈,更是一個(gè)由其定義部分規(guī)則的新能源時(shí)代。這是長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略耐心和體系化的科技攻關(guān),它關(guān)乎的不僅是一個(gè)國(guó)家的能源安全,更是人類文明未來可持續(xù)發(fā)展的一條可行路徑。
信息來源
澎湃新聞《觀察|中國(guó)引領(lǐng)四代核能革命:釷基熔鹽堆,比聚變更有希望的終極能源?》
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