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原文标题:2021年全球及中国钍资源开发利用现状分析,钍反应堆是未来核电新方向「图」
一、钍矿床分类
钍是一种放射性金属元素,金属钍带钢灰色光泽,质地柔软,化学性质较活泼。钍资源类型的划分,是一项十分复杂的工作。因为钍矿床的形成受各种地质因素的制约,在分类过程中,不同学者所采用的分类标准和角度有差异,所强调的控矿主因素不同,因此会出现不同的分类方案。将钍资源类型按照钍矿赋存围岩分为火成岩类、变质岩类和沉积岩类三种大的类型,再结合矿床的含矿主岩,划分出20余种矿床亚类:
钍矿床分类
资料来源:CNKI,华经产业研究院整理
二、钍的主要用途
钍是自然界存在最重要放射性元素之一,是潜在的核能资源,也是地球核物质中的主要辐射源,在衰变过程中产生一系列放射中间子体,并伴随放出α、β、γ射线对人体和环境产生危害。电真空和照明工业、冶金工业、化学工业与核燃料是钍的主要应用领域。
钍的主要用途
资料来源:CNKI,华经产业研究院整理
三、全球钍资源分布情况
目前全球钍资源量约为637万吨,世界钍资源主要分布在20多个国家和地区,其中独联体、澳大利亚、巴西、美国、印度、埃及、土耳其、加拿大、委内瑞拉、格陵兰、南非、挪威这12个国家和地区,占有世界已查明总量的80%以上。印度钍资源最丰富,是世界上最大的钍资源占有国,占世界已查明总量的13.28%,也是亚洲钍资源开发利用最先进的国家。
全球已查明钍资源量分布情况(单位:%)
资料来源:国际原子能机构(IAEA),华经产业研究院整理
目前,针对钍资源的研究还较为薄弱,缺乏对钍成矿作用的统一认识,同时由于其可作为核能的特殊性,使得很多研究处于不公开状态,目前全球公开的具体矿床包括白云鄂博Fe-Nb-Th-REE矿床、相山铀钍矿床、Tranomaro钍矿床和印度的喀拉拉邦西海岸砂矿。
全球主要典型钍矿床基本特征
资料来源:CNKI,华经产业研究院整理
四、中国钍资源利用现状分析
1、产量
我国是贫铀富钍,拥有的钍资源储量约为30万吨,仅次于位居全球第一的印度。据不完全统计,我国的钍资源广泛分布在全国23个省市和地区,截至2021年我国钍资源产量为2.9万吨。
2017-2021年我国钍资源产量及增速
资料来源:公开资料整理
2、进口情况
尽管我国钍资源储量丰富,但开采出来的量远不能满足国内市场需求,导致市场对国外进口的依赖性较大,并且近年来进口依赖程度逐年提升。据统计,2021年我国钍矿砂及其精矿进口量为5.11万吨,同比增长49.4%,进口额为0.99亿美元,同比增长141.5%;截至2022年1-4月我国钍矿砂及其精矿进口量为0.67万吨,同比下降72.58%,进口金额为0.49亿美元,同比增长32.97%。
2015-2022年4月我国钍矿砂及其精矿进口情况
资料来源:中国海关,华经产业研究院整理
从我国钍矿砂及其精矿进口来源地来看,马达加斯加与泰国是我国钍矿砂及其精矿主要进口地区,2021年进口量分别为3.52万吨与1.37万吨,进口量合计占比95.6%。
2021年我国钍矿砂及其精矿进口来源地进口量分布(单位:%)
资料来源:中国海关,华经产业研究院整理
从我国各省市钍矿砂及其精矿进口量分布来看,北京、浙江与湖南位居前三,2021年进口量分别为22398吨、18640吨与5604吨。
2021年我国各省市钍矿砂及其精矿进口量分布
资料来源:中国海关,华经产业研究院整理
3、市场规模
近年来随着我国经济的持续稳定发展,以核电行业为代表钍资源下游行业逐步得到国家重视,推动我国钍资源行业市场规模由2017年的5.37亿元增长至2021年的10.41亿元,2017-2021年均复合增长率达到18.02%,展示出我国钍资源行业较快的发展速度。
2017-2021年我国钍资源行业市场规模
资料来源:公开资料整理
4、下游需求现状
需求量方面,近年来我国钍需求量保持稳定增长,2021年我国钍的需求量已经达到8.01万吨,同比增长29%。
2017-2021年我国钍资源表观需求量及增速
资料来源:公开资料整理
目前合金是钍行业主要应用市场,钍为银白色金属,熔点高,可与铝、铍、铋等制成合金。2021年,钍行业在合金应用领域市场规模9.21亿元。用中子轰击钍可以得到一种核燃料——铀233,另外,钍也是比铀更安全的核燃料,是未来核能利用的发展方向。2021年钍在核电领域市场规模0.93亿元。
2017-2021年我国钍资源各应用领域市场规模
资料来源:公开资料整理
五、中国核电发展现状分析
截至2021年年底,我国运行核电机组共53台(不含台湾地区),装机容量为5326万KW,新增装机容量337万KW。结合我国核能发展的现状及核电发展规划,将钍利用作为国家能源战略。钍是我国核能可持续发展的潜在资源。2035年,我国实现快堆核能系统的商用化。可以在快堆电站后逐步引入钍燃料。
2012-2021年我国核电装机容量情况
资料来源:国家能源局,华经产业研究院整理
随着核电装机容量的不断上升,我国核电发电量也在不断增长,根据国家统计局数据显示,截至2021年我国核电发电量为4075.2亿千瓦时,同比增长11.27%,占全国发电总量的5%。
2012-2021年我国核电发电量情况
资料来源:国家统计局,华经产业研究院整理
六、钍核能开发的优势
钍元素本身不是裂变物质,但在一个普通的233Th原子核在吸收一个中子后就会变成233Th,它很快就经历两次β衰变,变成U一种长寿命的易裂变物质,从而取代235U用于核反应堆。与铀一样是战略资源,将来可替代铀,并引导核电发展的新方向。
1、钍用于核能发电的技术、理论和方法已基本成熟
自然界中天然核燃料仅有235U,其在天然状态下的含量仅为0.7%,而稳定状态的238U高达99.3%。238U必须经过一系列的人工转换才能成为可裂变的235U,并被用作核反应堆的燃料。另一种能取代235U的铀同位素是233U,其在自然界并不存在,要用232Th人工转换的方式将其转变为可裂变的核燃料。通常在热中子反应器中,利用232Th可产生裂变的233U。钍矿床中的钍以232Th形式存在,不需要浓缩,且提炼分离较为简单、经济。另一特性是钍作为反应器燃料时,以金属态存在,易于加工。
2、钍资源可以应对能源危机
1吨钍相当于200吨铀、350万吨煤,可提供10亿千瓦时的电力。钍反应堆必将成为未来核电发展的新方向,将更安全、高效、更可持续。
3、钍核能的开发利用有利于解决严峻的环境和安全问题
钍核能的零排放、低辐射和较少的核废料优势,有助于对抗环境污染的新武器。钍核能的开发更为安全、环保,开发成本也低。
4、钍核能的利用安全性高,选址自由
新的钍反应堆在常压下运行,操作简单安全。由于冷却剂是氟化盐,冷却后变成了固态盐,核燃料不易泄漏,不会与地下水作用造成生态灾害。选址上可建于几十米深的地下,可安全隔绝射线,又可防止人为武器攻击。
原文标题:2021年全球及中国钍资源开发利用现状分析,钍反应堆是未来核电新方向「图」
华经产业研究院对中国钍资源开发利用行业发展现状、行业上下游产业链、竞争格局及重点企业等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国钍矿行业发展前景预测及投资战略研究报告》。
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