全球8成钨产自中国!核聚变的“卡脖子难题”,咱有底气破解

B站影视 港台电影 2025-10-30 07:59 1

摘要:2025年初,中国“人造太阳”EAST以1066秒的稳态运行刷新世界纪录,让可控核聚变这一“终极能源”离现实又近了一步。但欢呼之余,行业内更清楚:要让核聚变从实验室走向商业化,还得闯过材料卡脖子的难关。而此时,占全球83%产量的中国钨资源,正成为破解困局的关键

2025年初,中国“人造太阳”EAST以1066秒的稳态运行刷新世界纪录,让可控核聚变这一“终极能源”离现实又近了一步。但欢呼之余,行业内更清楚:要让核聚变从实验室走向商业化,还得闯过材料卡脖子的难关。而此时,占全球83%产量的中国钨资源,正成为破解困局的关键筹码。

一、核聚变的“耐高温难题”:非钨不可的底层逻辑

可控核聚变的核心是在装置内创造上亿摄氏度的高温环境,让氢同位素发生聚变反应。这听起来简单,实现起来却难如登天——任何接触高温等离子体的部件,都得扛住堪比太阳表面的炙烤。

在众多材料中,钨成了唯一的“幸存者”。这种被称为“工业牙齿”的金属,有着自然界最高的熔点(3422℃),还能抗腐蚀、耐辐射,即便面对高能粒子流的冲击也能保持稳定。而核聚变装置中最关键的“偏滤器”部件,更是非钨不可。偏滤器就像“人造太阳”的高温排气口,直接承接上亿度的等离子体冲击,负责排出杂质维持反应稳定,没有钨这种“硬骨头”根本撑不住。

国际热核聚变实验堆(ITER)早就明确:偏滤器的核心材料必须用钨。但问题随之而来:全球能造出符合标准的核聚变用钨材料的国家寥寥无几,核心技术长期被少数国家垄断。这意味着,即便各国能搞定核聚变的理论和装置设计,没有合格的钨材料,一切都是空谈。

二、中国的“钨资源底气”:80%产量背后的话语权

当其他国家还在为钨材料发愁时,中国早已手握最核心的资源优势。2024年数据显示,全球钨矿储量460万金属吨,中国占比52%;而当年全球8.1万金属吨的钨矿产量中,中国贡献了6.7万吨,占比高达83%。这种“半壁江山储量、八成产量”的格局,让中国在全球钨产业链中拥有绝对话语权。

更关键的是,中国的钨优势不止在资源端。经过百年发展,国内已经形成了从钨矿采选、冶炼加工到硬质合金精深加工的完整产业链。从上游江西、湖南的钨矿开采,到中游仲钨酸铵(APT)、钨粉的制备,再到下游钨合金部件的精密加工,每个环节都有成熟的技术和产能支撑。2024年国内硬质合金产量已达6万吨,同比增长9.09%,为高端材料研发提供了坚实基础。

这种全产业链优势,是其他国家难以复制的。澳大利亚、俄罗斯虽有钨矿储量,但缺乏完整的加工体系,挖出的钨精矿最终还得运到中国加工;欧美国家虽有高端制造能力,却受制于资源短缺,原材料供应完全依赖进口。有行业专家算过一笔账:全球每生产10件高端钨制品,至少有7件的原材料来自中国,加工环节也多半在中国完成。

三、技术突围:从“跟跑”到“领跑”的钨材料逆袭

光有资源不够,还得能把资源变成符合核聚变标准的高端材料。十年前,中国在核聚变用钨材料领域还是一片空白,连成熟的技术路径都没有。当中科院EAST团队带着偏滤器研发需求寻找合作时,发达国家早已探索多年却进展缓慢。

转折点出现在安泰科技的实验室里。面对“钨铜结合”这个世界性难题——钨和铜性质迥异、完全不固溶,根本无法常规焊接——科研团队从零开始摸索,硬生生闯过了108道工序的考验。他们用定向低温大变形技术造出高性能细晶钨板,用热等静压复合技术让钨铜界面结合率达到100%,还开发出专用的无损检测技术保障产品质量。

2014年,EAST完成上偏滤器改造,成为全球首个安装钨铜偏滤器的全超导托卡马克装置,标志着中国彻底打破技术垄断。到2020年,安泰科技已经能为法国WEST装置提供全部456件钨铜偏滤器部件,且100%验收合格。如今,全球最重要的两大核聚变装置的核心部件,都烙上了“中国制造”的印记。

在另一家企业楚江新材的车间里,同样上演着技术突破的故事。其子公司顶立科技研发的钨基材料,能直接用于核聚变装置的“第一壁”,承受1亿度高温的直接冲击。2025年,顶立科技不仅拿到了1.2亿元的追加订单,其生产的钨合金超高温烧结装备还间接进入了ITER供应链,前三季度销量同比激增40%以上。

四、破局卡脖子:钨资源如何支撑核聚变产业化

核聚变要实现商业化,离不开规模化、低成本的材料供应,而中国的钨产业正在构建这样的支撑体系。这种支撑力,来自三个层面的底层逻辑:

资源保障的稳定性是基础。尽管国内部分老矿存在品位下降的问题——钨原矿品位从2004年的0.42%降至2020年的0.28%,但新矿补充正在推进。厦门钨业旗下博白巨典钨钼矿计划2026年建成,达产后年产钨精矿3200吨;中钨高新柿竹园矿山技改项目2027年完工后,年产量将从8000吨提升至1万吨。更重要的是,国内正在完善再生钨回收体系,《再生钨原料》行业标准2024年底正式实施,目标是将再生利用率从目前的20.7%提升到30%以上,进一步拓宽供应渠道。

技术转化的产业化是关键。科研团队早已意识到,实验室的样品和工业化的产品是两回事。安泰科技的专家就坦言,要把产品合格率从实验室的30%~40%提升到70%~80%以上,不仅要优化工艺,更要吃透材料结合的本质原理。如今,国内企业已经实现了从“能造”到“造好”再到“量产”的跨越,核聚变用钨材料的成本正逐步下降,为商业化应用铺路。

全球合作的开放性是优势。中国的钨材料不仅服务国内项目,更主动融入全球产业链。从为ITER提供认证钨板,到给法国WEST装置供货,中国用过硬的产品赢得了国际认可。这种“资源+技术+产能”的组合优势,让中国在全球核聚变合作中拥有了不可替代的地位——即便其他国家掌握了部分核心技术,也离不开中国提供的关键材料。

五、不止于核聚变:钨资源的战略价值再升级

值得注意的是,中国的钨优势不仅赋能核聚变,更在多个高端领域形成联动效应。在军工领域,钨合金穿甲弹、耐高温部件依赖钨材料支撑;在半导体行业,钨丝正逐步替代金丝用于芯片封装;在新能源汽车领域,电机轴承、电池电极等部件也需要钨合金的加持。2025年以来,钨精矿价格从每吨14万涨至28万,正是高端制造需求爆发的直接体现。

这种多领域的需求共振,反过来又推动了钨材料技术的迭代。核聚变用的钨铜复合技术,已经应用到特高压开关触头、第三代核电主泵推力盘等产品上;而航空航天领域的严苛要求,也让钨材料的抗疲劳性能不断突破。可以说,中国的钨产业链正在形成“一点突破、多点开花”的良性循环。

从资源禀赋到技术突破,从实验室成果到产业应用,中国的钨资源正在改写全球高端制造的格局。当核聚变成为能源革命的下一个风口,中国不仅不会被卡脖子,更能凭借80%的钨产量优势,成为全球核聚变产业化的“材料引擎”。这背后,是资源保护与开发的平衡,是技术创新与产业升级的协同,更是中国制造业从大到强的生动缩影。未来,随着“人造太阳”的光芒越来越亮,中国钨的战略价值还将不断释放。

来源:荔林摘红果

相关推荐