核燃料大战升级:中国全球“抢铀”进行时

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1905 年,爱因斯坦提出质能方程式 E =mc²,奠定了核能及核武器的理论基础。铀因其放射性及在核反应中能通过裂变释放巨大能量,被广泛应用于核能、核武器、国防军工以及医疗、科研等行业。然而,全球铀矿分布严重不均,低成本开采极为稀缺,铀 -235 含量更低,这使得铀矿成为制约全球大国核能和核武器发展的关键因素。

中国近些年在建核电产能规模长期位居世界第一,到 2024 年底,在运在建核能规模升至世界首位。但目前中国核电占比还不到 5%,在“双碳”战略目标下,核电工程建设只会越来越多。与此同时,全球地缘冲突不断,铀在保障国家安全中的重要性日益凸显。能源安全叠加国家安全,中国开始了在全球范围内的“抢铀时间”。

中国,十分缺铀矿

铀(U),原子序数 92,是自然界中能够找到的最重的原生元素,带有放射性,拥有超长的半衰期(数十万年~45 亿年)。早先,铀化合物主要被用于瓷器的着色,质能方程式问世后,铀被用作了核燃料。一颗鸡蛋大小的铀 -235 核裂变,可产生 2280 万度电,足够深圳三分之二的家庭使用。当年广岛原子弹使用了 64 公斤的铀 -235,但其中只有不到 1 公斤参与了裂变反应。

铀的超强威力,使其成为全球核电的绝对主力“燃料”。它不仅用于发电,还广泛用于各种军事和民用领域,如航母、潜艇的铀核反应堆;贫铀能用来生产贫铀弹和高强度装甲;农业辐照育种;放射治疗、造影诊断都需要用到铀。

据 IAEA(国际原子能机构)统计,全球已探明的铀矿储量为 607.85 万吨,总体并不算特别稀缺。但其开采成本高昂,开采成本低于 80 美元 /kg 的仅占 16.5%,低于 40 美元开采成本以下的铀资源仅可使用 10 年左右。

与此同时,铀矿全球分布不均匀,澳大利亚、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯和纳米比亚五国占据了近七成的份额。其中,哈萨克斯坦因开采成本最低,成为全球铀矿产出第一大国。2022 年,哈萨克斯坦铀矿产量超过 2 万吨,傲视全球,一国产量的全球占比就高达 43%,全球在产铀矿矿山中成本最低的,前四分之一都位于该国。哈萨克斯坦国家原子能公司(哈原工 KAP)亦成为全球第一大铀矿企业。

除了分布不均、开采费用高之外,铀的三个同位素中,仅有铀 -235 是自然界中唯一能够发生链式反应的铀同位素,而其含量非常低,仅约 0.711%。因此,只有通过铀浓缩,不断提高铀 -235 的浓度,才能满足不同需求。一般而言,丰度 3% 的铀 -235 为核电站发电用的低浓缩铀,丰度大于 80% 为高浓缩铀,大于 90% 的武器级高浓缩铀,则主要用于制造核武器。

中国铀矿自给十分严峻,需求和供给的缺口巨大,亟需进口补充。根据 WNA(世界核协会)统计,2022 年中国铀产量约 1700 吨,近十年保持稳定;而到 2024 年,中国铀需求量高达 1.3 万吨,之间有超过 1 万吨的缺口。走过 2011 年日本核辐射阴霾,中国正大力推动核电产业,新一轮黄金时期正在展开。对于缺乏的铀资源,需要通过复杂博弈的国际贸易、资本整合,以及自主找矿来不断完善。

合作,全球整合

中国的核电产业已经复苏,正在走向超级周期,作为核能“粮仓”,铀的紧迫性更为突出。在经历三年零核准后,2019 年中国重启核电核准,2019-2024 年分别核准 4 /4/5/10/10/11 台核电机组,核电核准有加速势头。

增量方面,截至 2024 年 11 月末,全球在建的 66 个核电机组中,有近一半(30 个)位于中国,在建机组数量占全球 45.5%,在建装机容量高达 34377 兆瓦,占比 47.9%,无论是数量还是装机量均高居世界第一。国家能源局此前发布的《十四五现代能源体系规划》中显示,到 2025 年,中国核电运行装机容量达到 7000 万千瓦左右;2035 年,在运规模达到 1.8 亿千瓦,装机前景广阔。

存量方面,到 2024 年底,中国核电在运在建规模已反超美国,升至世界第一。目前,在运和核准在建核电机组 102 台、装机 1.13 亿千瓦。自主知识产权的三代核电技术已经落地,“华龙一号”示范工程全面建成投产,“国和一号”示范工程 1 号机组并网发电。

无论增量还是存量,对铀料的需求都将持续存在。据测算,一台 1GW 的核电机组一年消耗 170-200 吨天然铀,中国的消耗均值为 200 吨左右,换料周期为 18 个月。按 2035 年在运行规模 180GW 计算,铀需求将增长到 3.6 万吨,将超越美国成为全球第一大天然铀消费国。

考虑到自主勘探开采的超长周期及不确定性,通过国际贸易和海外合作,是弥补当下短缺的最有效路径。2023 年,中国进口天然铀 1.7 万吨,主要来自哈萨克斯坦(1.1 万吨)和纳米比亚(5734 吨),还从俄罗斯进口了 467 吨的 U -235 浓缩铀、钚及其化合物。

目前,中国和俄罗斯及哈萨克斯坦的铀合作快速升温。2024 年 5 月,中国进口俄罗斯铀等同位素高达 2.33 亿美元,创造历史新高。2024 年 12 月 17 日,哈原工 KAP 宣布俄罗斯原子能公司旗下“铀一集团”,将其在哈萨克斯坦铀矿项目的股权资产转让给中国公司。

其中,铀一集团将其在 Zarechnoye 矿的 49.979% 股份出售给 SNURDC 阿斯塔纳矿业,后者由国核铀业发展有限责任公司控股,背后站着国家电投集团;将 Khorasan- U 的 30% 股份出售给中广核旗下中国铀业发展有限公司,该公司也是中广核矿业(01164.HK)的大股东。Khorasan- U 铀储量估计约 3.3 万吨,开采将持续至 2038 年。

此外,中俄还将在哈布琼诺夫 1 号、2 号和 4 号铀矿区展开深度合作,三国还筹划联合开发北哈拉桑区块和扎尔巴克的铀矿资源。至此,国核铀业已成为哈萨克斯坦铀矿开采最大的合作伙伴,通过股权介入,也可大幅度规避单纯国际采购,而被西方国家阻挠和监视的风险。

中俄哈三国核电公司重组合作具有战略意义,强化了中国和两大产铀国的同盟纽带。而且在全世界范围内,中国只有与哈萨克斯坦是独一无二的“永久全面战略伙伴”关系,铀在其中发挥着重大作用。

铀安全,多条腿走路

铀的重要性,甚至让美国也难以离开俄罗斯。美国自冷战后基本放弃铀开采和铀浓缩,只能依赖进口,其浓缩铀中有近 30% 来自俄罗斯,每年可给俄罗斯带来 10 亿美元收入。目前,美国一手对俄罗斯全面封锁和制裁,但另一手,却仍未敢完全禁用俄罗斯的核燃料。

2023 年,美国和中国是俄罗斯铀的主要买家,美国甚至取代中国成为俄罗斯铀最大进口国,进口量增加至 702 吨。所以,美国对俄罗斯的铀是既爱又恨,一方面拨款 27 亿美元刺激国内浓缩铀产业发展;另一方面,又试图限制俄罗斯低浓缩铀的进口。

美国也在竭力维护自身的铀利益链。比如,世界第二大铀矿企业卡梅科 Cameco 第一大股东是富达基金,美国还多次表示希望在哈萨克斯坦驻扎美军军事力量。此外,特朗普试探“让加拿大成为美国第 51 个州”,铀矿资源也是其中考虑的一部分。

角逐之中,中国更多秉持的是合作共赢模式。如今中国的“铀渠道”遍布非洲、中亚、澳洲等全球各地,更通过股权合作、资本并购,保障国家核安全。

四大核电集团中核集团、中国广核集团、国家电投和华能中,主要从事铀矿投资的有中核旗下中国铀业,中广核旗下中广核矿业、国家电投旗下国核铀业,属于中国三家天然铀专营企业。

三家公司在海外合纵连横,收获颇丰。中广核矿业是目前唯一上市纯铀矿企业,旗下四座铀矿山均在哈萨克斯坦,2023 年权益产量 1277 吨,未来有望提升至 1700 吨。在非洲的纳米比亚湖山露天铀矿,中广核铀业持有 54% 股份,是中广核集团天然铀重要供应基地。

中国铀业隶属于中核集团,也在冲刺上市。2019 年 7 月,中核集团从力拓集团手中收购纳米比亚罗辛铀矿 68.62% 的股权,该矿是全球第六位,也是第二大露天铀矿山。两家公司在这个西非贫穷国家创造了中非合作的典范。加上中国曾援助纳米比亚 4000 吨大米,助其修建铁路、改善教育环境,两国在铀领域的合作关系更加坚固。

海外合作的同时,中国也大力推行“铀矿找矿”战略。自上世纪 50 年代开始,中国铀矿勘探硕果不断。目前国内铀资源主要分布在北部的内蒙古、甘肃、陕西等地以及中南部的江西、湖南两省。

2025 年 1 月 10 日,中国在鄂尔多斯盆地泾川地区发现超级铀矿,虽然未公布具体勘探储量,但从“特大型”的表述中,也足可以看出其规模之大,这是在新时期找矿的一次巨大突破。1963 年 10 月金银寨 1 号副井建成,为中国第一颗原子弹的诞生坚定了基础。

但铀矿从探明到开采使用需要非常长的周期,且中间面临诸多不确定性。一般而言,前期勘探需要 10-20 年,取得开采许可后,仍需约 5 年进行细节研究及设备筹建。

因此,对于目前紧缺铀的中国来说,需要多条腿走路。根据目前核电央企的规划,目标是让三分之一的核燃料循环由国内生产,三分之一通过海外矿山的股权收购及合资获得,三分之一在开放的铀市场上购买。形成“三足鼎立”的供给格局,国家铀安全能够得到更好的保障。

写在最后

1964 年 10 月 16 日,中国第一颗原子弹在罗布泊成功爆炸,成为世界上第五个拥有核武器的国家。这不仅标志着中国核工业的发端,更打破了超级大国的核垄断和核讹诈,提升了中国的国际地位。

如今,核工业的关键作用不仅体现在武器装备,更成为全球新型能源发展浪潮的关键组成部分——在传统火电、水电无法应对全球高涨的电力需求的情况下,作为核电核心粮草的铀矿,就必然会陷入到更加激烈的争夺之中。

在这场没有硝烟的战争中,中国和俄罗斯、哈萨克斯坦、纳米比亚等铀矿富国建立了紧密的合作关系,找矿获得重大突破,诞生了东亚唯一上市铀矿企业中广核矿业,以及正在准备上市的中国铀业。

储备更多的铀矿资源,既是市场需求,也是战略要求,更是在当今世界大国博弈中的超级筹码。

正文完
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