Page 49 - 能源动力工程的发展与展望

第二章 发展清洁能源的意义

快中子反应堆中使用了 Pu/Th 燃料，目前净电功率 820MWe，计划运行至 2056
年（World Nuclear Association，2021）。以布雷顿而循环的钍基核燃料反应堆
45%~50% 的热电转换效率估算，目前全球在运行的钍燃料实验室 / 反应堆总电
功率约为 1110Mwe，以 Wigeland 等（2014）估算的非盐熔堆中 1.88~3.42t/GWe

的钍消耗量估算，在钍燃料反应堆日益增长的趋势下，将来全球钍资源的需求将
不断上涨。
在能源领域应用中，目前较多国家都在不断开展含钍核燃料的相关研究及反

应堆实验测试。印度的钍基燃料反应堆有望在 2022 年实现商业化；挪威在 2018
年获批在商业运营反应堆中添加含钍核燃料；中国科学院计划于 2030 年商业化
运转两座钍基熔盐堆（Xu，2017）；而在非能源领域，由于钍元素自身的放射
性隐患及其可替代性，相关应用已逐渐减少。钇化合物已可替代白炽气体罩中的

ThO2 并起到的大幅提高亮度的作用；混有镧系、钇和锆元素的镁合金，已能够
取代镁 - 钍合金的功能，应用于航空航天领域；铈和镧目前已能够作为钍的替代
品用来制作特殊焊条；应用在光学涂层中的氟化钍，目前也出现了数款替代材料
（USGS，2017，2018，2019，2020，2021）。因此，虽然钍在非能源领域的应

用将持续维持在较低水平，并可能有所降低，但随着钍基核燃料的不断商业化，
钍在能源领域的需求和消费量将会不断增长。
（二）中国开发利用钍资源具有很好的基础
中国钍资源丰富，除满足国内市场外，尚有部分硝酸钍出口，但国内钍资源

利用率低，存在钍的资源浪费和次生环境问题（石秀安等，2011）。在资源勘查
开发利用方面，中国钍资源面临三个方面突出的问题。一方面，由于从未开展过
钍资源评价工作，全国缺少系统完整的数据，现有部分资源量都是通过推测或共
伴生矿产计算而来的数据；另一方面，中国钍资源综合利用水平低下，已有大部

分钍资源随矿渣和尾渣掩埋，存在环境安全隐患；再一方面，缺乏有效的政策支
持，虽已研制了一些回收工艺，但由于国内没有钍资源市场，未能有效推广利用。
例如，为提高资源利用效率，中国已禁止单一开采独居石矿，但独居石矿石
年进口量却居高不下，下游独居石加工生产过程中的污染主要为废气废水和放射

性尾渣，虽目前已开发了 CaO-NaCl 焙烧分解等尾渣综合回收工艺，能够实现独
居石中钍的全回收和绿色循环，但目前中国独居石生产企业均没有对所产废渣进
行放射性元素回收，仅是集中堆放积压，造成战略资源浪费的同时，也对周围环

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