摘要:前阵子跟做材料研究的朋友吃饭,他聊起最近的工作眼睛都亮了:“现在实验室里聊核聚变,都绕不开钨!之前囤的钨粉样品,最近好多企业来问价,听说有些下游厂都开始提前备货了。” 这话让我挺意外——以前提到核聚变,大家先想到的是氘氚燃料、超导磁体,怎么突然轮到“钨”成了香
前阵子跟做材料研究的朋友吃饭,他聊起最近的工作眼睛都亮了:“现在实验室里聊核聚变,都绕不开钨!之前囤的钨粉样品,最近好多企业来问价,听说有些下游厂都开始提前备货了。” 这话让我挺意外——以前提到核聚变,大家先想到的是氘氚燃料、超导磁体,怎么突然轮到“钨”成了香饽饽?
后来查了不少资料才明白,原来核聚变装置要想稳定运行,“钨”是绕不开的关键材料。最近全球好几家核聚变实验室都传出突破消息,商业化落地的脚步越来越近,钨的需求眼看就要往上冲。但这东西不是普通金属,全球储量有限,国内能做高端钨材料的企业也没几家。今天就把这里面的门道说清楚,核聚变为啥非要用钨?这波风口里,普通人该怎么看懂机会?咱们用大白话聊透。
核聚变要“点火”,为啥非钨不可?它是装置里的“防火墙”
先得搞明白,核聚变到底是啥?简单说,就是模仿太阳的能量产生方式,把氢的同位素氘和氚加热到上亿度,让它们聚变成氦,同时释放出巨大能量。但问题来了,上亿度的等离子体(聚变反应的“燃料”)温度比太阳核心还高,用啥东西装它?普通金属别说装,靠近就直接气化了。
这时候钨就派上用场了——它要做核聚变装置里的“第一壁材料”,也就是直接接触高温等离子体的那层“防火墙”。为啥非得是钨?看几个关键性能就懂了:
首先是熔点极高。钨的熔点高达3422℃,是所有金属里最高的。虽然核聚变等离子体上亿度,但“第一壁”不会直接接触等离子体,而是通过辐射接收热量,温度会控制在1000-2000℃,这个温度下,其他金属比如铁(熔点1538℃)早就化了,只有钨能扛住。
其次是抗辐照能力强。聚变反应会产生大量高能中子,这些中子会像子弹一样撞击“第一壁”,普通材料被撞几次就会开裂、变形,而钨的原子结构稳定,能承受中子的长期轰击,不容易损坏。就像家里的锅,普通锅烧几次就变形,而钨做的“锅”能反复承受高温烘烤,耐用性不是一个级别。
还有不“污染”燃料。如果“第一壁”材料在高温下蒸发,原子混入等离子体,会影响聚变反应的效率。钨的蒸发率很低,就算在高温下,也几乎不会有原子跑到等离子体里,能保证反应稳定进行。这就像煮东西,用不粘锅不会有涂层掉进去,而钨就是核聚变装置里的“不粘锅”。
现在全球主流的核聚变装置,比如国际热核聚变实验堆(ITER),还有中国的“人造太阳”EAST,“第一壁”用的都是钨材料。ITER计划在2035年实现商用级别的聚变发电,到时候对钨的需求会呈几何级增长。有机构预测,仅ITER项目,对高端钨材料的需求就超过1000吨,而全球每年高端钨材料的产量还不到5000吨,供需缺口眼看就要出现。
钨不是普通金属,全球就这几个地方有,国内企业占了大便宜
知道了钨对核聚变的重要性,再看看这东西的“家底”——它不是随处可见的铁铜,全球储量有限,而且分布集中,国内企业在这方面占了不少优势。
首先是储量全球领先。根据美国地质调查局的数据,全球钨储量大概在330万吨,中国就占了190万吨,接近60%。湖南、江西、河南是国内钨矿的主要分布区,比如湖南的柿竹园钨矿,是全球最大的钨矿之一,储量超过20万吨。其他国家比如俄罗斯、加拿大虽然也有钨矿,但储量都在30万吨以下,跟国内没法比。
但别以为储量多就随便用,钨是战略性矿产,国内早就开始限制开采了。从2015年开始,国家就对钨矿实行开采总量控制,每年的开采量不超过10万吨(金属量),目的是保护资源,避免乱采滥挖。这就意味着,钨的供给不会随便增加,尤其是高端钨材料,生产周期长、技术门槛高,短时间内产量很难提上来。
再看加工技术,国内企业已经追上国际水平。高端钨材料不是把钨矿挖出来就行,需要经过提纯、粉末冶金、锻造等一系列复杂工艺,比如核聚变用的钨靶材,纯度要达到99.999%以上,还要做到无气孔、无裂纹,技术难度极大。以前这技术被德国、日本的企业垄断,国内只能依赖进口,现在国内的厦门钨业、中钨高新等企业,已经能生产出符合ITER标准的高端钨材料,不仅打破了垄断,还出口到国外。
比如厦门钨业,他们的高端钨粉纯度能达到99.9995%,生产的钨靶材已经通过了ITER的测试,拿到了部分订单。中钨高新则在钨合金加工方面有优势,他们生产的钨铜复合材料,能用于核聚变装置的散热部件,比国外同类产品的性价比高30%。这些国内企业的技术突破,意味着在未来的核聚变钨材料市场里,咱们不用看别人脸色,还能抢占先机。
除了核聚变,钨还有“副业”,需求早就开始涨了
可能有人会说,核聚变商用还得十几年,现在说钨的机会是不是太早了?其实不用等核聚变,钨的“副业”早就支撑着需求上涨了,这也是它能成为香饽饽的另一个原因。
第一个“副业”是高端制造。钨的硬度极高,用它做的硬质合金(比如钨钢),硬度是普通钢的5倍以上,能用来做刀具、模具、钻头。比如汽车发动机的缸体加工,就得用钨钢刀具;手机屏幕的玻璃切割,要用钨钢刀片。随着新能源汽车、5G设备的发展,对高端刀具的需求越来越大,钨的用量也跟着涨。2023年国内硬质合金产量比2022年增长了8%,其中钨的消耗量增长了10%。
第二个“副业”是航天军工。钨的密度大(是铁的1.7倍),而且耐高温,适合做航天发动机的喷嘴、导弹的弹头。比如火箭发动机在工作时,喷嘴要承受3000℃以上的高温和高压燃气冲刷,用钨合金做的喷嘴能轻松应对。国内航天发射次数逐年增加,2023年发射次数突破60次,对钨合金的需求也跟着水涨船高。
第三个“副业”是新能源。在储能领域,钨可以用来做钠离子电池的正极材料,能提高电池的循环寿命和容量;在光伏领域,钨丝可以替代传统的钼丝,用于硅片切割,切割效率更高,成本更低。现在钠离子电池和光伏行业都在快速发展,钨的这部分需求也在慢慢释放。
这些“副业”加上未来核聚变的需求,钨的需求增长曲线已经很清晰了。有机构预测,到2030年,全球钨的需求量会达到18万吨,比2023年增长30%,而供给增长速度只有15%左右,供需缺口会越来越大,价格也可能随之上涨。
想把握机会?别盲目跟风,先搞懂这3个关键点
看到钨的机会,不少人可能想赶紧入手相关股票或产品,但别着急,这里面有几个关键点要搞清楚,避免踩坑。
首先是区分“高端钨”和“普通钨”。不是所有钨都能用于核聚变和高端制造,普通钨矿、低纯度钨粉的附加值很低,价格波动也大,而高端钨材料比如核聚变用的钨靶材、航天用的钨合金,技术门槛高,附加值也高,未来的需求增长主要集中在这部分。投资时要关注那些有高端钨材料技术和订单的企业,比如前面提到的厦门钨业、中钨高新,而不是单纯做钨矿开采的企业。
其次是关注技术突破进度。核聚变的商用进度直接影响高端钨材料的需求,如果核聚变装置出现技术瓶颈,商用时间推迟,钨的需求增长也会放缓。所以要多关注国内外核聚变实验室的进展,比如ITER的组装进度、中国“人造太阳”的实验成果,这些信息会直接影响钨材料企业的未来业绩。
最后是理性看待短期波动。任何行业都有周期,钨的价格也会受宏观经济、下游需求的影响出现波动。比如2022年因为疫情,高端制造需求放缓,钨的价格下跌了15%,但2023年需求恢复后,价格又涨了20%。投资时不要被短期价格波动影响,要看长期趋势,如果你觉得核聚变和高端制造的发展趋势不变,那钨的长期机会就还在。
核聚变是未来能源的重要方向,而钨作为其中的关键材料,机会确实值得关注。但咱们也要明白,任何风口都不是一蹴而就的,核聚变商用还有十几年的路要走,钨的需求增长也是一个循序渐进的过程。对于普通人来说,不用急于求成,先搞懂行业逻辑,关注技术和供需的变化,才能在机会来临时准确把握。
最后想问问大家:你觉得核聚变商用会如期到来吗?除了钨,你还知道哪些核聚变相关的关键材料?欢迎在评论区聊聊你的看法,咱们一起交流探讨!
来源:乐观一点号3