够国用2万年!中国突破无限能源?全球首个钍基熔盐堆即将开建

张先生说知识 2024-08-06 14:29:21

在科技迅猛发展,信息传播飞速的今天,不论是专业的科学家,还是普通的上班族,亦或没有过多社会交集的务农者,城堡内的学生,甚至是垂髫孩童,对于电力、核能亦或能源、环保,都能谈上几句。

而前几日,重启10余年的钍基熔盐堆传出好消息,有望在2029投入使用。

熔盐堆

熔盐堆是“核”裂变反应堆的一种,可在高温下保持低蒸气压,使机械应力降低,提高安全性。而这样的安全性对于目前的科学研究,却是非常重要。

要知道现今社会,熔盐堆产生的能源对于航空、太空、航海、武器,以及我们日常所用的电力等都有着至关重要的作用。

甚至可以说,我们能维持这如今安稳、优质的生活离不开一些超级武器以及高标准设备,以及以能源制取的电力、氢气等的护持,而这样的能源也被更多的科学家运用到更多的材料、工程之中。

单以能源计算,2023年全球一次能源消费总量达到了620EJ,以标准煤计,达到了211.48亿吨标准煤,而这一统计出自《世界能源统计评论2024》。

而2023年的一次能源消费总量,也攀升至自1950年有此评论以来的最高点,这样的消耗量带来的是二氧化碳的排放量首超400亿吨,而全球变暖虽然已非新鲜事,但这样的二氧化碳排放无疑会加速变暖的进程。

此时确实需要更多的环保能源来解决这一问题,而熔盐堆的研究则是由此而来。

既能运用可再生资源,又可减少碳排放,不影响能源运用,最重要的是具有可持续性,是目前所有核能科学家的追求。

钍基熔盐堆

熔盐堆的实验已进行了80余年,无论是铀还是钚,都能提供巨大的能源,这样的能源可以作用于武器,可以作用于飞行器,亦可以作用在电能等工业工程以及一些尖端的材料。

而不可避免的,这两种元素产生能源后都会不同程度地产生放射性物质,这些物质却是人类避之不及的东西。

而我国在钍基熔盐堆的突破却打破了这样的限制,钍基熔盐堆却是能够快速燃烧放射物质,减少放射污染,且二氧化碳的排放量也大幅降低。

2011年1月25日下午,钍基熔盐堆核能系统启动,这也是在20世纪70年代,我国因资金不足被迫终止熔盐堆研究后首次正式开展此项技术的研究。

虽然都隶属于锕系元素,相比于铀反应所生成的能够持续数百年的放射性废弃物质,钍循环则会燃烧所有废弃乏燃料,使得反应后的放射性降低,甚至消除,其安全系数也是所有核能反应中较高的存在。

而就是这样的钍基熔盐堆不仅能满足核能的特点,还可用于发电、制取氢气,也正是如此,我国在跨越40年之后,仍对钍基熔盐堆的实验念念不忘,甚至率先走出了第一步。

在与美国、日本、俄罗斯、印度等多国争相研发的进程中,于2023年6月,我国甘肃2MW实验性钍基熔盐堆领先一步达到临界。

同时国家相关部门,也为中国科学院某研究所颁布了钍基熔盐实验堆运行许可的通知,而其相关规划也显示将于2030年,建立100MW以上的钍基熔盐堆。

因何令世界瞩目

钍基熔盐堆作为第四代熔盐堆,具有鲜明的优势,首先就是低污染的特性,使得所有人在谈及“核”裂变的时候不必再谈虎色变。

同时,钍基熔盐堆具备发电、制氢的特点,可用于工业供热、海水淡化、发干净电力,以及满足燃气使用等多个领域贡献。

据资料显示,我国2023年上半年人均用电量为508度,全社会用电量同比增长5%,以目前我国家庭的生活需求,这一用电量数据则会逐年上涨。

在钍基熔盐堆之前,我国的发电能源大多依赖煤炭、石油等,而风力、太阳能的开发虽然投入很多,但并未能达到持续性的输出,我国目前使用煤炭发电占比仍占60%以上。

众所周知,无论是煤炭还是石油,均是不可再生资源,我国2023年煤炭进口47442万吨,同比增长61.8%,金额达到3723亿元,同比增长30.2%。

随着煤炭开采量越来越多,储量逐渐减少,而以目前的世界交际环境,能源类产品的价值将越来越高,我国如果不能自给自足,也只能高价自别国进口。

同时,为了减少煤炭的使用,我国某些领域还需从他国进口天然气来代替煤,而这一开销也所费颇多。

至于氢气,作为公认的理想的清洁高能燃料,可用于航空领域、汽车的驱动能源、原油提炼,以及日常生活的食用油、洗发精、润滑剂、清洁剂等的脂肪氢化,等等。

而目前虽然制取氢气的方法很多,但无一例外的制取成本颇高,且易燃易爆的特性使其储存也非常艰难,所以并未广泛应用。

而钍基熔盐堆的发电、制氢等特点,让本来花费甚巨的能源进口可以大幅缩减,按照规划,2029年实验成功正式运行后,以电力方面计,每年就能输出10兆瓦的干净电力,随着此项技术的成熟,将会有更多的利用率,且不再限于单个研究所。

而氢气的需求也将会随着钍基熔盐堆的反应而不再艰难,这样的高产量能源会很大程度地减轻我国煤炭、天然气、石油等的不可再生能源的需求量,不仅能够减少相关支出,还能解决能源焦虑,降低二氧化碳的排放,且不产生放射污染,绝对是国之利器。

目前美国、俄罗斯、日本、印度等国家也在研究此项目,想来也是青睐其优势,为国家的未来发展铺路,抛开各种正当或不正当的竞争而言,钍基熔盐堆对全球的发展都是非常有利的。

以目前工业发展的速度,虽然也在极大的开发新能源,许多技术都有突破,但终归遗留诸多的问题。

尤其对环境的不友好严重地影响了人类的生存环境,“核”反应后的放射污染、二氧化碳大量排放后导致的全球变暖都在阐述这一问题。

而钍基熔盐堆燃烧废弃燃料,二氧化碳的低排放使其立于所有能源开发的制高点。

跨越国界,如果全球的电力、化工等均能大幅度使用新能源制取,则煤炭、石油、天然气的需求量则会相对降低,那么不可再生资源的开采量也会随之降低,而这也会减轻开采对地球的伤害。

同时减少二氧化碳的排放量,减缓全球变暖,人们的生活环境也不会受到太大的改变。总之,钍基熔盐堆对世界而言都有着明显且利好的作用。

漫漫戈壁滩,黄沙建能源

甘肃,位于我国的西北部,莫高窟、嘉峪关、丝绸之路等均赋予甘肃以古老的神韵,伴随而来的就是人们印象中的高海拔与漫漫黄沙,而能够提供新能源的钍基熔盐堆实验以及试运行却在此扎根。

我国目前已确定的钍储量为22.42万吨,是铀储量的3倍以上,位居世界第二,仅次于印度。

而相关的科学预测显示,这样的储量应用于钍基熔盐堆的运行,可使我国近万年不必发愁能源,可称无限能源。

钍基熔盐堆实验达到临界,其多功能且环保的特点受到了全世界的关注。

但不可忽视的是,这一号称够中国用2万年的无限能源的开发目前仍处于实验阶段,而为了那个充满希望的将来,也不禁让人们对目前研发的科学家充满期待、

但我们也坚信,被赋予众望的科学家们一定会在不久的将来终会成功!

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