核能正在迎来一次强势回归,而支撑它的燃料,正在成为大国博弈的新焦点。
全球有超过40个国家计划新建核反应堆,但支撑这些反应堆运转所需的核燃料却相当稀缺。
世界各国都在讨论重启核电机组,然而由于过去很长一段时间内铀的产量维持在低位,未来20年左右核燃料很可能出现明显的供应缺口。
任何一种大宗商品若过度依赖单一国家都会带来风险,而当这种商品是铀这样的战略资源时,风险就格外突出。
为了弄清下一轮核能时代的燃料究竟从何而来、又将由谁掌控,一场环游世界的探访由此展开。
哈萨克斯坦南部蕴藏着足以撬动全球能源版图与国际政治格局的资源,位于哈萨克斯坦南部的卡拉桑二号铀矿,是该国核资源生产的支柱之一,埋藏于地下的铀矿正吸引着世界各国的目光。
铀是核能的核心,能量就储存在其中,核能利用的本质就是将铀中的能量释放出来,转化为人类文明所需的动力。
预计到2040年,全球对铀的需求将比目前翻一番,主要驱动力来自各国核电装机容量的显著扩张。然而问题在于,全球铀储量大多集中在八个国家,其中哈萨克斯坦的出口量位居世界第一。
哈萨克斯坦大多数铀矿业务由国有企业哈原工统一运营,这家企业是全球最大的铀生产商。目前哈萨克斯坦的产量约占全球一次生产的百分之四十,公司在该国南部拥有14座矿山。
铀听起来稀有,实际上在自然界中的丰度约为黄金的500倍,是一种天然存在于岩石中的重金属。但天然铀不能直接作为燃料使用,必须先经过浓缩,才能在反应堆内维持链式反应。
如今大多数铀矿并不采用传统开采方式,而是通过地浸法回收。工人在地下铀矿层钻井,将溶液注入地下溶解岩石中的铀,再把富铀溶液抽回地面,经过处理形成一种被称为"黄饼"的粉末,最终加工为核燃料。
这种资源要运往世界其他地区,其路径正变得越来越不确定。
哈萨克斯坦与俄罗斯长期保持着紧密的经贸联系,但2022年爆发的俄乌冲突使得经俄罗斯通往欧洲市场的出口路线变得复杂。
部分西方客户希望绕开俄罗斯,因此哈原工根据客户需求,有时改走"中间走廊",即经里海、阿塞拜疆、格鲁吉亚抵达黑海,再运往目的地。这条路线让哈萨克斯坦的铀仍能进入全球市场,但地缘冲突暴露出核燃料贸易中的关键咽喉。
正是因为全球铀供应高度集中在少数几个国家手中,中印两国都在拼命扩大自身的开采能力。
印度对铀的执念其实由来已久,早在上世纪60年代始建核反应堆以前,印度就已经开始在全国范围内四处找铀。媒体也曾多次报道"找到充足的铀矿",但后来大多被证明过于乐观。
真正的转折出现在2011年,印度南部安德拉邦发现了一个世界级大型铀矿,初步勘探估计储藏量可能超过17.5万吨,一度被誉为世界上最大的金属铀矿之一,只是后来数据又被修正为8.5万吨。
即便如此,印度目前的国内年产量也只有400吨左右,缺口只能依赖进口填补。印度之所以如此紧迫,与其能源结构直接相关。
作为仅次于中美两国的世界第三大电力需求国,印度长期高度依赖煤电,煤炭发电占到了电力供应总量的四分之三。在全球纷纷推进能源转型的大潮下,印度唯恐落后于国际发展步伐,急于在核电装机上冲出成绩,铀燃料的自给率也就成了摆在其面前的现实考题。
中国的情况则明显不同,目前中国查明的铀资源量约30万吨,年产量约2000吨,是印度的五倍左右,但对应到国内每年万吨级的实际需求,仍然远远不够。
为拓展铀矿资源,中核集团和中广核集团已经先后成立了铀业公司,专门负责铀的开发和贸易。
其中最具标志性的一步,是2012年5月中广核完成对非洲纳米比亚湖山铀矿100%股权的收购——这是近十年来全球范围内发现的最大铀矿,资源储量约29.3万吨,位列世界第三,几乎堪比中国国内已探明的总储量。
这也解释了为什么中印两国都把目光投向另一种被寄予厚望的核燃料——钍。
印度坐拥全球最大钍资源,既有机会满足自身需求,也有望成为全球重要的能源供应者。
印度的钍雄心明确,但真正实现商业化仍需数十年。科学家们如今也在探索如何让钍与现有的铀反应堆协同工作。
视线转向美国爱达荷州的沙漠,全球铀储量有限,按目前消费速度估算仅可支撑约120年。过去70年里,铀支撑着全球反应堆的运转,但它从来不是唯一选项。
美国初创公司"清洁核心钍能源"研发出一种名为"ANEEL"的新型燃料,由钍与浓缩铀混合而成。企业负责人表示,公司着眼于现有的400余座反应堆,希望通过更高效、更安全的能量提取方式塑造核能未来,这正是钍派上用场之处。
下一步是证明该燃料在真实环境下的表现。测试将在爱达荷国家实验室的先进测试反应堆中进行,接受极端条件考验。
该反应堆功率至少是全球下一座测试反应堆的两倍,测试位置容量之大,可同时放入多组测试棒。企业负责人以汽车为喻:现有燃料如同已使用多年、具备运行历史的机油,而钍与浓缩铀混合的新燃料,目标是以新方式驱动同一辆"车",实现更高效率。
这种新燃料相比常规铀燃料表现如何?由于钍固有的特性以及公司专利化的燃料设计,可以实现更高的燃耗,即能量提取效率更高,同时废物更少,加之燃料本身导热性能更好,被视为具备事故容错能力,安全裕度更高。
清洁核心公司已在放眼实验室之外,其首个重要合作伙伴正是印度。
当世界重新拥抱核能时,燃料之争已不只是供给问题,更关乎谁能掌控这条关键能源链条。
钍或许不会一夜之间取代铀,但确实拓宽了世界的核能选项。下一章节的核心不再是从地下挖出什么,而是设计出什么——未来的反应堆需要一种全新的"火种"。
业内人士总结道,尽管当前可以从国际市场获取铀,但能源安全需要从长远视角保障供应;无论世界铀资源多么丰富,铀本身也面临各种竞争性用途,因此寻找替代方案永远是明智之举,资源越丰富越好。
能源归根到底是最根本的自然资源,一个国家若能在能源上完全自给自足并无限扩张,其战略优势将无可比拟。回到最初的问题,中印两国铀矿年产量的差距——2000吨对400吨,五倍的悬殊,只是核燃料版图上最直观的一层对比。
更深一层的现实是,中国拥有30万吨已探明储量与万吨级需求之间的落差,而印度则有8.5万吨大型铀矿与400吨年产量之间的错位,两国都必须靠海外并购与进口来填补缺口。
哈萨克斯坦占据全球四成产量的支配地位、俄乌冲突撬动的运输走廊变局、纳米比亚湖山铀矿被中广核揽入囊中的战略布局,共同勾勒出一条围绕铀展开的全球供应链,任何一个环节的波动都可能牵动核电大国的神经。
而印度以全球最大钍储量为筹码、联手美国清洁核心公司试水ANEEL燃料的动作,则提示着另一种可能:当铀被少数国家握在手中时,谁能率先把钍推向商业化,谁就有机会在下一轮核能时代跳出被动的燃料依赖。
对于中印这样的核电后发大国而言,年产量的数字只是起点,真正的较量在于能否把储量、产能、海外资源和替代燃料四张牌一起打好,让能源安全真正建立在可以自主掌控的根基之上。
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