赶日超美！中国海水提铀重大突破，45亿吨铀矿保障核能战略资源

2月9日，中国核能领域传来震撼世界的消息——中核集团宣布在真实海洋环境下成功实现海水提铀公斤级产品提取。这一突破不仅破解了长期制约我国核能发展的铀资源供应瓶颈，同时完成“赶日超美”，含金量直接拉满。

众所周知，铀元素是核裂变发电的这个原料是清洁能源的一个上游关键矿产，而跟很多关键能源矿产一样，中国本土铀资源其实并不算丰富。目前已探明的储量大概只有20万吨，仅占全球总量的不到5%，且以中低品位矿为主。

而与此形成鲜明对比的是，中国又是全球第二大铀消费国，消费占比高达20%，在严重不对称的供需关系下，导致中国长期依赖进口铀，对外依存度高达70%以上，而铀在中国的主要用， 95%以上都是用于核燃料。

更重要的是，当前中国正在大力发展核电，在建核电装机容量已突破5000万千瓦，位居世界第一。而根据国家原子能机构此前预测，中国核电装机容量在2035年有望达到1.5亿千瓦，其中核能发电量在全国总发电量中的占比能占到10%左右。

那么问题就来了，未来10年，中国就需要大量的核燃料来支持核电项目，如果铀依然依赖进口的话，对于中国的核电建设来说，无疑一把达摩克利斯之剑悬在头顶，所以说实现铀资源自由，已迫在眉睫。

就在这时，中国科研人员把目光投向了广袤大海——海水中蕴藏着约45亿吨铀，是陆地铀资源的数千倍，这些铀本身也是因陆地岩石长期风化后，被河流冲刷溶解汇入海洋。而中国拥有漫长的海岸线和广袤的海洋疆域，无疑具备了承担海水提铀的先天优势，大海就成了中国铀资源自由的“希望之地”。

很多人不知道的是，中国在海水提铀领域的布局，早在上世纪60年代就已经开始，彼时上海成立了海水提铀办公室，1967年又组建了671课题组，专门针对海水提铀的专项研究，并且在1970年就成功提取到了30克铀，受到了周恩来总理的高度评价。

遗憾的是，进入80年代后，海水提铀研究被暂时搁置，直到进入21世纪，随着中国核电进入高速发展期，科研经费逐步充足，这一被尘封的课题才重新被科研院所提上日程，开启了全新的攻关之路。

从全球范围来看，除了中国以外，日本和美国是另外两个热衷于海水提铀的国家，而且三国的研究节奏有着惊人的相似之处。

美国在60年代也积极开展了一段时间的海水提铀的研究，但随着国际地缘局势的变化，到了后期美国也就停滞了这个项目。直到2010年之后，才重新拾起相关研究，可以说，美国在节奏上几乎跟中国是同步的。

其中日本因为陆地资源极度匮乏，所以对“海底捞资源热情最高，作为一个不能拥核的国家，日本在该领域的投入纯粹是为了满足核电发展需求，积极投入海水提铀研究，完全属于“为爱发电”。

据悉，日本早在80年代就完成了海水提铀的规模化验证，始终持续推进相关技术研发，2000年前后更是开展了为期两年的规模化海试，期间累计提取出约1公斤黄饼。所谓黄饼，是核燃料产业链中的核心中间贮存产物，本质就是八氧化三铀，换句话说，日本其实是真正意义上全球第一个实现公斤级海水提铀的国家。

相比之下，中国在公斤级海水提铀的节点上比日本落后了40年，但差距并不意味着落后，反而暗藏后发优势。中国实现的公斤级提铀，只是按部就班达成的第一阶段目标，后续还规划了吨级、百吨级的产业化路线，布局清晰、目标明确，真正朝着“赶日超美”的方向稳步推进。

不过，海水提铀绝非易事。从日本的研究道路就能看出。日本虽然率先实现公斤级提铀，但几十年来也没有形成大规模的产业化部署，一方面有政策原因，但更关键的地方在于技术难度大。

跟很多其他元素一样，铀在海水中的浓度极低，仅为3.3微克每升，相当于在1000吨海水中才能提取出约3.3克铀，再加上海水中存在大量钠、镁、钙等竞争离子，会严重干扰铀的提取，进一步增加了技术难度。

在我国集团宣布实现真实海洋环境提铀之前，全球相关研究大多局限于实验室，主要通过模拟海水开展技术验证。但这些模拟海水的铀浓度大多在毫克级，远高于真实海水，无法反映技术的实际提取效能。直到近些年，基于纯天然、无添加的真实海水提铀研究，才成为全球行业共识。

中国这次走出了一条“协同攻关”的道路，牵头成立海水提铀技术创新联盟，搭建起“强核心、大协作”的攻关体系，围绕吸附材料、提取工艺、工程化应用等核心难题持续发力，成功实现了这一领域的突破。

海水提铀的方法有很多，类似吸附、溶剂萃取、膜分离、离子交换、化学沉淀等方法，而目前业界公认最可行、最高效的方法，唯有吸附法。

而吸附法的关键就在于吸附剂的配方设计。行业内从效率角度来看，主要就是采用化学吸附。但是传统材料吸附容量低、选择性差、循环稳定性不足，几大科研团队通过分子结构设计创新，分别开发出共价有机框架、电化学双极材料、生物基吸附剂等新型材料，显著提升了铀吸附容量和抗干扰能力。

例如，潍坊大学与华北电力大学联合研发的共价有机框架材料，通过结构几何与功能活性位点修饰，实现了对海水中铀的超高提取效率。

海水提铀需实现“吸附 - 解吸 - 富集 - 纯化”全流程连续化运行，同时控制成本。中国团队通过优化工艺流程、开发高效解吸剂、集成自动化设备，不仅攻克了规模化吸附材料的研制难题，让吸附材料能在复杂海洋环境中稳定“捕获”铀离子，还优化了提取工艺，解决了铀的富集、纯化等关键问题，最终生产出黄饼（八氧化三铀），再以此为基础，逐步完成整个核燃料产业链的闭环。

总的来说，中国这次海水提铀的公斤级海试成功，不是偶然，而是几十年技术积累的结果。虽然曾经落后日本40年，但我们一步一个脚印，不仅实现了突破，还制定了明确的产业化规划，真正朝着赶日超美、实现铀资源自由的目标迈进。

未来，随着技术不断成熟，核电发展再也不用看别人脸色，中国的清洁能源之路，也会走得更稳、更远。