绿色海洋的未来：是时候谈论钍燃料了

航运业在寻找能够实现深海零排放革命性的替代燃料时是否被误导了？现在是否有一种行之有效的“完美解决方案”等待探索？挪威能源科技研究所 (IFE) 首席工程师罗伯特·麦克唐纳 (Robert McDonald) 表示，现在应该是关注钍燃料和模块化小型反应堆技术独特潜力的时候了。

你听说过钍吗？这种丰富的天然金属是一种清洁、高效的燃料，具有超强的能量密度。事实上，一吨钍产生的能量与 350 万吨煤的能量相同。钍也是比铀更安全的核燃料，是未来核能利用的发展方向，是一种完全零排放的燃料。

那么，为什么不将其作为推动航运业实现零排放转型的替代燃料呢？

“嗯，这是一个非常令人兴奋的观点，”罗伯特·麦克唐纳 (Robert McDonald) 解释道。

今年4月，挪威的海事集团乌斯坦(Ulstein)发布了一个大胆的船舶设计概念——恰如其分地命名为ULSTEIN THOR，这是世界上第一艘钍动力船。

这个长为149米的 3R（补给、研究和救援）船设计采用以钍为燃料的熔盐核反应堆(MSR)，其工作原理是将钍溶解成液态盐，引起连锁反应，产生蒸汽来驱动蒸汽涡轮发动机，从而产生大量清洁电力。然后，其他的电池动力船舶只可以插入这个“浮动发电站”并在世界任何地方充电，有效地将海上的短海电池动力革命转移到深海领域。

麦克唐纳说，这是“一个绝妙的想法”，他认为“钍可能是最可行的未来海上替代燃料之一”。

ULSTEIN THOR

小就是美

麦克唐纳自1985年以来一直从事于核电相关领域，过去八年一直在IFE工作。这家挪威组织是国际能源研究的领跑者，拥有 650 多名专家级员工。IFE 作为一家非盈利机构运营，资金来自政府拨款和商业合同，致力于支持行业、社会和广泛的利益相关者调查和开发更节能的流程、可再生能源解决方案、面向未来的能源系统等等。

麦克唐纳的重点是协助研究人员、开发场景、运行模拟，并通常利用他丰富的实践经验来帮助开启新的创新和理解。在过去的几年里，模块化小型反应堆技术一直是人们感兴趣的关键领域。

“模块化小型反应堆是一种功率输出为 10-300 MWe 的核反应堆，”他解释道。“它们高效、易于安装——通常在工厂建造，最后10%在现场组装——易于扩展、安全（移动部件很少且几乎零维护），并且与其他可再生能源不同，只需要非常小的占地面积。

“目前有70多种小型和微型设计正在开发中，典型用途包括区域供热、海水淡化、一般发电和制氢。将它们用于海运业是一个新想法……而且非常相关。对于大量应用而言，它们可能被证明是零排放难题的重要组成部分。在某种程度上，它们非常适合。”

独特的好处

这种适用性不仅仅与缺乏温室气体排放有关。麦克唐纳解释说，对于以钍为燃料的熔盐核反应堆(MSR)，它们几乎不需要加油——只需要每隔3到7年从反应堆中取出废盐（取决于其规格）。这意味着没有加油、没有定期停靠，并且航次计划可以根据实际任务，而不需要考虑船舶油舱的限制。对于拖网渔船、游轮、集装箱运输船或THOR等补给船来说，一个充满机遇的新世界即将开启。

废物极少，在使用熔盐核反应堆(MSR)的情况下，只需对旧盐进行再加工以去除副产品（主要是铀 235），然后将其用作新的反应堆燃料。“它的效率令人难以置信，”麦克唐纳指出。“尽管今天还没有钍反应堆投入商业运行，但它是一项经过验证的技术，最早的例子可以追溯到1950年代至1960年代。然而，这也意味着，与铀不同，这种燃料目前没有完善的供应链。但由于钍在地壳中的含量非常丰富（是铀的三倍左右），这只是何时开始采矿过程的问题。

“每一种新能源都必须从某个地方开始。使用钍的障碍当然不是不可克服的。”

海上的新型动力

IFE 和 Ulstein 对海上运输领域中的钍和 MSR的应用感兴趣的并不是唯一的。来自丹麦的Seaborg正在开发一种浮式电力驳船，它可以支持电网、补充其他可再生能源，并用于海上和陆上工业。一家热衷于调查反应堆为其捕虾船队充电的潜力的拖网渔船公司也与 IFE 取得了联系，而海上能源生产商显然渴望研究如何利用MSR 来满足其远程操作的电力需求。

“我会告诉你什么，”麦克唐纳总结道。“直到今年，MSR和钍燃料似乎都是小众感兴趣的领域，而现在这种势头确实在增长。在 IFE，我们的目标是尽我们所能支持工业和社会寻找利用钍巨大潜力的最佳途径。

“THOR 概念的到来确实引起了人们的极大兴趣，在我看来，这仅仅是个开始。