中国科学院11月1日发布消息，由中国科学院上海应用物理研究所牵头建成的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，首次实现钍铀核燃料转换，在国际上首次获取钍入熔盐堆运行后实验数据，成为目前唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆，初步证明了熔盐堆核能系统利用钍资源的技术可行性，进一步巩固了我国在国际熔盐堆研究领域的引领地位。
这是钍基熔盐堆研发进程中的重要里程碑，为我国未来钍资源的规模化开发利用、发展第四代先进核能系统提供核心技术支撑与可行方案。
历程回顾 实验堆2020年1月开工建设，2024年6月首次实现满功率运行，2024年10月完成世界首次熔盐堆加钍，在国际上率先建成独具特色的熔盐堆和钍铀燃料循环研究平台。目前，科研团队正围绕加钍后的关键科学问题开展系统研究。 百兆瓦级钍基熔盐堆示范工程 团队负责人戴志敏表示，团队将以2035年建成百兆瓦级钍基熔盐堆示范工程并实现示范应用为目标，加速技术迭代与工程转化，为国家提供安全可靠的钍基能源发电新路径。 钍基熔盐堆 是一种清洁高效的能源系统，与高温熔盐储能、高温制氢、太阳能、风能、煤气油化工相结合能够形成多能互补、低碳复合的能源系统和低碳化工体系。我国钍资源极其丰富，建设钍基熔盐堆、实现钍资源的工业应用，可以推动国家在战略上实现能源独立，为我国国家能源安全与可持续发展提供重要支撑。 熔盐堆：工业脱碳的“核动力引擎” 目前，世界上大多数核电厂都使用加压轻水反应堆（压水堆）。这些反应堆以水为冷却剂，在高压下将水泵到堆芯。那里有原子核裂变释放的能量将水加热，然后以蒸汽形式释放出来，驱动涡轮机发电。 然而，如果用盐替代水作为主冷却剂，则可以在大气压力下吸收大量热能，从而使采用这种技术的反应堆能够在非常高的温度下运行。这反过来又可以生产高品位热能，为工业流程（如为绿色钢铁制氢）脱碳提供了可能性，而不会像目前使用化石燃料制氢那样排放大量温室气体。 钢铁生产占全球二氧化碳排放量的7%以上（CO₂）。随着钢铁需求的不断增长，这一比例将在未来几十年大幅上升。钢铁对能源、交通、建筑和消费电器等行业至关重要。然而，核能可以帮助钢铁生产走上净零之路。 全球每年生产的钢铁约为20亿吨。根据国际能源署的数据，到2050年，钢铁需求预计将增长超过三分之一，这主要发生在发展中国家。越来越多的全球企业正在寻找方法，旨在实现这一行业能源密集型工业过程的脱碳。 推动氢冶金研发与示范 助推清洁低碳氢绿色应用 2024年12月底，工业和信息化部、国家发展改革委、国家能源局联合印发了《加快工业领域清洁低碳氢应用实施方案》（工信厅联节函〔2024〕499号，以下简称《实施方案》），提出“到2027年工业领域清洁低碳氢应用装备支撑和技术推广取得积极进展，清洁低碳氢在冶金、合成氨、合成甲醇、炼化等行业实现规模化应用”。《实施方案》针对“有序提升氢冶金应用水平”提出了具体举措，以推动氢冶金研发和应用，助推钢铁行业绿色低碳转型。 国内钢铁行业已积极开展氢冶金实践。当前，氢冶金工艺主要围绕高炉富氢冶炼、氢基直接还原炼铁、氢基熔融还原炼铁等开展研发和示范应用。晋南钢铁、纵横钢铁开展了高炉富氢冶炼探索，宝钢湛江钢铁、河钢张宣科技、中国钢研等单位开展氢基竖炉直接还原炼铁探索，鞍钢集团开展绿氢流化床直接还原炼铁探索，建龙集团开展氢基熔融还原炼铁探索，行业具备清洁低碳氢在冶金领域应用基础条件。 未来氢冶金具有良好的发展前景。 一是钢铁行业自产富氢焦炉煤气，为氢冶金发展提供了良好的资源条件； 二是国外以天然气为气源的竖炉直接还原炼铁工艺装备已成熟，可结合中国国情，改进和研发相应技术装备； 三是随着绿氢制取技术突破和成本降低，以及钢铁行业纳入全国碳市场，碳减排收益的体现，氢冶金将逐步具有竞争优势。 河钢：向新逐绿 “氢起”发展新动能 2022年12月16日，河钢全球首例120万吨氢冶金示范工程一期在张宣科技全线贯通，至今已稳定运行2年多时间。该示范工程是中国钢铁史乃至世界钢铁史上由传统“碳冶金”向新型“氢冶金”转变的重要里程碑，引领钢铁行业迈入“以氢代煤”冶炼“绿钢”的时代。 2024年12月，张宣科技全球首条氢冶金绿色汽车板连铸生产线投产，以氢基直接还原铁为原料，实现全流程近零碳冶炼。目前已形成六大系列汽车板材料，产品通过国际权威认证机构认证，成功打入欧洲市场并进入奔驰、宝马等高端供应链。 鞍钢集团全球首套绿电绿氢流化床氢冶金中试线全流程工艺贯通 2025年8月28日，在鞍钢集团氢冶金项目新闻媒体沟通会上获悉，鞍钢集团建设的全球首套绿电绿氢流化床氢冶金中试线实现全流程工艺贯通，已稳定产出金属化率达到95%的绿色近零碳直接还原铁产品，成功实现从实验室研发到中试的跨越。 氢冶金项目于2022年9月正式开工，历经两年攻坚完成建设。2024年5月，鞍钢集团发布绿色低碳主品牌“angreen”和低碳排放钢工艺路线图，其中“流化床氢气炼铁工艺技术”成为首批授权使用“angreen”的工艺技术。截至本月，流化床氢冶金中试线已实现全流程工艺贯通。 在钢铁脱碳减排进程中 中国的作用愈发凸显 根据世界钢铁协会统计，作为全球最大的钢铁生产与消费国，中国粗钢产量占全球总量的一半以上，钢铁行业的直接碳排放约占全国碳排放的12%以上。 落基山研究所（RMI）发布的《加速首批突破性近零碳钢铁投资与部署——中国篇》显示，近年来在“1+N”政策体系引导下，宝武、鞍钢、河钢等上游头部钢铁企业（合计产量约占全国总量的38%）陆续设定碳达峰碳中和目标，并通过氢冶金、绿电替代和废钢循环等路径加快绿色转型，部分低碳钢产品已在汽车和建筑领域实现初步应用。这些实践不仅为国内“双碳”提供了支撑，也为全球钢铁绿色转型提供了可借鉴经验。 政策层面的支持更让这一转型路径愈发清晰 中共中央2025年10月24日上午举行新闻发布会，介绍和解读党的二十届四中全会精神。国家发展改革委党组书记、主任郑栅洁在回答记者提问时指出，加快全面实现绿色转型，就是要以碳达峰碳中和目标为牵引，加快推进4方面举措，即加快构建实施碳排放总量和强度双控制度、加快能源绿色低碳转型、加快产业结构绿色低碳转型、加快生产生活方式绿色低碳转型。 图片来源于网络，仅用于示意 中国在钍基熔盐堆这一前沿核能技术上取得的突破，不仅代表了科技自立自强的成就，更与以钢铁行业为代表的工业深度脱碳需求形成了战略契合。当创新的核能技术遇上强有力的国家政策与不断成熟的市场机制，将共同构成推动中国乃至全球实现“双碳”目标的强大引擎，为高耗能产业的绿色未来提供了一条清晰、可行的技术路径。
