第08版:能源安全

中国能源报 2023年05月29日 星期一

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探寻非常规铀资源,陆海并进开发

我国最大海水提铀海试平台建成投运

《 中国能源报 》( 2023年05月29日   第 08 版)

  位于海南昌江黎族自治县海域的我国最大海水提铀海试平台。
  中核集团/供图

  本报讯  记者朱学蕊报道  我国最大海水提铀海试平台——中核集团海水提铀海试平台5月17日在海南昌江黎族自治县海域建成投用并首次对外开放。据悉,该平台由8个8米乘8米的浮动网箱连接组成,距海南核电码头5海里。

  据《中国能源报》记者了解,现场试验是关乎海水提铀技术能否成功的关键一环,目前国内仅有少数单位开展了海水提铀现场试验。此次投运的海水提铀试验平台是我国建成的国内最大海水提铀试验平台,具备开展真实海洋情况下的材料验证试验能力,后续将面向我国海水提铀技术创新联盟单位开放使用。未来,该平台还将与研究试验中心、国际交流中心共同组成“两个中心,一个平台”的海水提铀科研基地,打造形成世界领先的海水提铀原创技术高地。

  核工业是高科技战略产业,也是国家安全的重要基石,铀资源作为核工业“口粮”,在核燃料循环体系中发挥着重要的支撑和保障作用。《中国能源报》记者此前从业内专家处了解到,我国陆地铀资源潜在资源量较大但探明量不大,而且铀矿资源开采呈规模小、品位低、较分散特点,目前天然铀对外依存度较高,多渠道保障铀资源供应是现实诉求。

  当前,在“双碳”目标背景下,我国核能发展迎来新的发展契机,按照业界预计的每年核准开工6—8台核电机组以及后续核能供热、供汽等多元化利用估算,预计到2035年,我国核电装机容量将达到1.5亿千万,天然铀需求量相应将突破3万吨。基于此,探寻开拓非常规铀资源,推动陆地和海洋铀资源并进开发,成为核能产业可持续发展的战略性选择。

  经业界估算,海水中铀资源总量可达45亿吨,是传统陆地铀矿资源的1000倍,足以支撑核能产业“超长续航”。不过,海水铀储量虽十分客观,但其浓度却很低,1吨海水中仅含铀3.3毫克,而且海水含有多种高浓度其他杂质,从中提取铀化合物,实现海水铀资源开采,犹如大海捞针。因此,经济回收海水铀资源既是一项前瞻性和颠覆性技术,也是一项待攻克的世界难题。

  在国际上,2016年《Nature》曾发表评论文章,总结出7个可改变世界的化学分离过程,其中之一便是海水提铀技术。在我国,中国工程院曾于2014年以重点咨询项目“开展从海水和盐湖中提取铀资源的战略研究”为基础,建议将海水等非常规铀资源开发关键技术纳入国家科技规划。2022年,“制约海水提铀的关键科学问题是什么?”列入中国科协 “2022年重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题”之一。

  从研究层面看,从上世纪中期海水提铀发轫至今,各国纷纷致力于在海水提铀材料上寻求突破。上世纪50年代,英国、德国先后研制并发现关键吸附剂材料;上世纪60年代,我国从海水中成功提取出30克铀;上世纪80至90年代,日本研发吸附装置,开展规模性海洋试验并从海水中获得提1千克铀产品(黄饼)。可以说,经过几十年发展,海水提铀材料研制取得一定进展,但仍面临提铀技术的工程化应用挑战。

  面对海水提铀研究这样的前沿性科技问题,最大限度吸引并聚集优势创新资源攻克挑战至关重要。

  2019年11月,中核集团联合国内14家科研院所,发起成立海水提铀技术创新联盟,旨在加快推动海水提铀技术早日实现工程化应用。据《中国能源报》记者此前了解,联盟成立时就已明确未来30年海水提铀 “三步走”路线图:第一阶段(2021-2025),实现海水中提取公斤级铀产品能力;第二阶段(2026-2035),建成海水提铀吨级示范工程;第三阶段(2036-2050),实现海水中提取铀产品连续生产能力。