中国核能革命:钍反应堆如何重塑全球能源格局

精清评旅游 2024-09-12 17:00:42

大家好,我是猫说。非常高兴上期关于 《将解决中国未来 20000 年的能源用电问题 | 中国即将运行世界上第一座钍核反应堆》的视频播放量能够突破一万大关,这对近期播放量较为惨淡的情况来说,真的就如同放了一颗卫星般令人振奋。所以,我连夜赶工,为大家带来了第二部 ——《中国核能革命:钍反应堆如何重塑全球能源格局》。希望各位观众老爷能够喜欢,顺便能够给个一键三联!猫说在这感激不尽。

20世纪60年代,美国科学家阿尔文·温伯格博士的钍反应堆构想被誉为核能领域的一项突破性创新。他设想的钍反应堆不仅有可能更安全、更高效,还可能彻底改变全球能源格局。然而,温伯格的愿景在1973年被迫中断,原因竟是他因对核安全提出的担忧而被解雇。

温伯格在2006年去世前,曾对钍技术在美国的搁置深感遗憾,曾感叹:“要是我们当初坚持走钍的道路就好了……”,“我们今天可能就会拥有一个更安全、更丰富的核工业。”

如今,几十年后,猜猜是谁捡起了温伯格被遗弃的火炬?是中国。

没错,当温伯格开始他的工作时,这个在核领域几乎没有存在感的国家,现在正引领着钍革命。他的故事深刻地提醒我们,一个国家未选择的技术道路可能会成为另一个国家的机遇,中国启动世界首个钍核反应堆。1939 年,阿尔伯特·爱因斯坦写信给罗斯福总统,警告核武器的潜在危险。

鲜为人知的是,他在 1945 年写的一封信中建议将钍作为比铀更安全的替代能源用于核能。这封信在美国基本上被忽视了,但却被中国科学家引为灵感。出人意料的是,中国成功启动了世界上第一个钍熔盐核反应堆。这一开创性的成就标志着核能历史上的一个关键时刻,有可能重塑全球权力动态格局。中国成功的消息让西方国家争相追赶,因为他们突然发现自己在一项许多专家认为可能是解决我们星球日益增长的能源需求的关键技术上落后了。

这不仅仅是一项科学突破,更是一场地缘政治地震,有可能颠覆全球能源生产的既定秩序。要理解这一成就的重大意义,我们需要深入了解这个新反应堆如此具有革命性的核心所在。与传统核电站依赖铀作为燃料不同,这个新的中国反应堆利用了钍的力量,长期以来,钍一直被吹捧为比铀更安全、更高效的替代能源,是一种可以为人类提供数千年能源的元素。钍以挪威雷神托尔的名字命名,它不仅仅是另一种放射性元素。它是核能领域潜在的改变游戏规则的元素。

与铀不同,钍非常丰富。事实上,据估计,钍在地壳中的含量是铀的三到四倍。仅这一丰富性就使其成为铀的一个有吸引力的替代品,但好处不止于此。在能源生产方面,钍也比铀效率高得多。钍反应堆可以提取其燃料中近 100%的能量,而传统铀反应堆只能利用 3%到 5%。这意味着钍反应堆可以产生与铀反应堆相同的能量,同时产生的放射性废物要少得多。但也许支持钍的最有力的论据是其固有的安全特性。

中国实施的反应堆设计,即熔盐反应堆,通常被描述为“防熔毁”。这是因为燃料已经处于液态,消除了像切尔诺贝利或福岛那样的堆芯熔毁风险。此外,钍反应堆需要外部中子源来维持链式反应。如果出了什么问题,反应就会简单地停止。这种被动安全特性与传统核电站所需的主动安全系统大不相同,主动安全系统在极端情况下可能会失效。

钍的另一个关键优势是它对武器化的抵抗力。与铀不同,钍不容易被武器化用于制造核武器。这一特点使其成为那些希望发展核能而又不引起国际安全担忧的国家的一个有吸引力的选择。一次一颗盐晶体,彻底改变能源生产。中国突破的核心不仅在于使用钍,还在于实施熔盐反应堆技术。这种设计通常被称为核能的“圣杯”,代表着我们在核能生产方法上的范式转变。

在熔盐反应堆中,核燃料溶解在熔盐冷却剂中。这种独特的结构与传统的固体燃料反应堆相比有几个优势。首先,它在更高的温度下运行,这意味着更高的发电效率。它也在大气压力下运行,降低了传统反应堆中可能发生的爆炸性压力积聚的风险。熔盐反应堆最有趣的特征之一是它们在干旱环境中运行的能力。

与传统核电站需要大量水进行冷却不同,这些反应堆可以用空气冷却。这为在世界缺水地区生产核能开辟了可能性,有可能改变这些地区的能源生产。然而,需要注意的是,虽然熔盐反应堆有很多优势,但它们也并非没有挑战。熔盐的高度腐蚀性带来了材料科学方面的难题,必须克服这些难题。此外,这项技术仍然相对较新,尚未在大规模上进行测试,这引发了对其长期可靠性和维护的质疑。

中国建造核反应堆的成本约为美国的三分之一。这部分是由于标准化设计和更简化的监管流程,但也因为中国最近建造了更多的反应堆,并从学习曲线中受益。中国成功启动这个钍反应堆并非孤立事件,而是其更广泛、雄心勃勃的战略的一部分,旨在将自己定位为清洁能源技术的全球领导者。

这一举措对一个长期以来因其对煤炭的严重依赖而被批评为世界上最大的污染国之一的国家来说,是一个巨大的转变。中国政府制定了一项大胆的计划,在未来 15 年内建造多达 150 个新反应堆。这比世界其他国家在过去 35 年里建造的总和还要多。如果成功,这一大规模扩张将巩固中国作为核超级大国的地位,并有可能使其成为世界上最大的核能生产国。

这场核复兴是中国更广泛的低碳未来愿景的一部分。中国已经是太阳能和风能等可再生能源技术的世界领导者。通过在其投资组合中加入先进核能,中国正将自己定位为主导整个清洁能源技术领域。这一战略的影响远远超出了中国的国界。

作为“一带一路”倡议的一部分,中国一直在积极向其他国家出口其核技术。随着更安全、更高效的钍反应堆的发展,中国有可能加速这一进程,向世界各国提供其先进的核技术。中国每年培养超过 2000 名核工程专业毕业生,是美国的两倍多。

事实上,几所美国大学已经开始提供用普通话教授的核工程课程,以吸引中国学生。中国的核能如何重塑世界秩序。中国成为世界卓越的核电供应国的潜力对全球地缘政治有着深远的影响。能源一直是国家实力的关键组成部分,对能源资源和技术的控制在历史上一直是地缘政治影响力的主要来源。

中国的核出口计划,特别是与“一带一路”倡议相结合时,可能会大大扩大其全球影响力。通过向发展中国家提供尖端核技术,中国可以与它们建立牢固、持久的经济和政治联系。这一前景在西方各国首都,尤其是华盛顿,并没有被忽视。美国长期以来一直习惯于作为核技术的全球领导者,现在发现自己在被迎头赶上。

中国主导下一代核能的雄心已经引起了美国政策制定者和行业领袖的警觉。从先驱到旁观者:核巨人的衰落。对于熟悉核能历史的人来说,中国在钍反应堆技术上的崛起具有讽刺意味。美国曾经是无可争议的核创新领导者,实际上开创了许多中国现在正在实现的技术。20 世纪 60 年代,美国田纳西州橡树岭国家实验室的科学家成功运行了一个使用钍燃料的小型熔盐反应堆。结果很有希望,许多人认为这项技术代表了核能的未来。然而,由于各种政治和经济原因,美国政府决定将资源集中在传统的铀基反应堆上。

几十年前做出的这个决定产生了深远的影响。当美国继续完善其现有的核技术时,它在很大程度上放弃了对像钍反应堆这样的替代设计的研究。这为其他国家,特别是中国,打开了大门。全球对中国突破的反应喜忧参半。一些国家认识到钍反应堆的潜力,已经加快了自己的研究计划。拥有世界近三分之一已知钍储量的印度长期以来一直对此感兴趣,现在正在加倍努力。其他国家,包括加拿大和英国,也对熔盐反应堆重新产生了兴趣。然而,许多国家发现自己处于与美国类似的境地——在一场他们曾经领先的竞赛中被迎头赶上甚至超越。

多数国家遇到的问题之一是这些反应堆中使用的熔盐的腐蚀性。这带来了必须克服的材料科学挑战,以确保该技术的长期可行性。此外,大多数国家的核监管框架已经过时。这些框架是围绕传统反应堆设计制定的,这意味着需要制定新的法规来适应这些新型反应堆。

中国雄心勃勃的时间表引发了质疑。虽然中国已经展示了其快速扩大新技术规模的能力,但西方国家仍然对核能安全和质量控制给予细致的关注。任何事故或挫折都可能严重损害公众对这项新技术的信任。中国的核飞跃是一记警钟。中国成功启动世界首个钍熔盐反应堆标志着能源生产新时代的黎明。这一成就有可能重新定义全球能源动态,并加速向低碳未来的过渡。

对于西方国家,特别是美国来说,这一发展是一记警钟。它凸显了在核研究和开发方面进行新投资的必要性,以免他们在这一关键技术领域落后。最终的问题仍然是:谁将领导清洁能源革命?中国肯定已经通过这一突破表明了自己的主张,世界正站在新能源范式的边缘。钍熔盐反应堆的成功开发和部署可以在应对气候变化的斗争中提供一个强大的新工具,同时满足世界日益增长的能源需求。总之,中国的核策略确实震惊了世界。它重塑了全球能源格局,并向其他国家发出了挑战。

钍革命已经到来,其影响将远远超出能源生产领域。在这个历史的关键时刻,有一点是肯定的:全球秩序正在发生变化,而能源是这一转变的核心。全世界都在屏息以待,看着中国引领这场新的核前沿的冲锋,感谢观看,我们下期视频再见。

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