核能礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略研究

張金帶 ，李子穎 ，蘇學斌 ，譚亞輝 ，李勝祥 ，蘇艷茹 ，李建華 ，鄧平 ，徐樂昌，潘自強

（1. 中國核工業(yè)地質(zhì)局，北京 100013；2. 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029；3. 中國鈾業(yè)有限公司，北京 100013；4. 核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149；5. 中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司，北京 100029；6. 中國核工業(yè)集團有限公司，北京 100822）

一、前言

核能礦產(chǎn)資源是指鈾資源和具潛在應(yīng)用前景的釷資源，目前主要是指鈾資源。核能礦產(chǎn)資源是軍民兩用的重要戰(zhàn)略資源，是發(fā)展核工業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我國將從核工業(yè)大國走向核工業(yè)強國，必須具有足夠強大的核能礦產(chǎn)資源供應(yīng)能力做保障。因此，需要充分結(jié)合國內(nèi)實際，著眼全球，找出差距，研究核能礦產(chǎn)資源的發(fā)展戰(zhàn)略，提出實施核能礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略的重點任務(wù)。

二、核能礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀和供求形勢

（一）核能礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀

世界核能礦產(chǎn)資源狀況：截至2015年1月1日，世界回收成本< 260美元/kgU的保有已查明的可回收資源為 7.641h106t（原地資源為1.019h107t），但其分布及開發(fā)產(chǎn)量都極不均衡，其中澳大利亞、哈薩克斯坦、加拿大、俄羅斯、美國、納米比亞、南非、尼日爾、巴西、中國排名前十的國家的鈾資源量占了80.25% [1]。據(jù)世界核能協(xié)會（WNA）統(tǒng)計，2015年全球生產(chǎn)天然鈾60 514 t，其中89%的份額被Kazatomprom公司、Cameco公司、Areva公司、ARMZ公司（包括U-one）、 RioTinto公司、Navoi公司、BHP Billton公司、Paladin公司、中國核工業(yè)集團有限公司（CNNC）和中國廣核集團有限公司（CGN）十大鈾礦公司控制。

中國核能礦產(chǎn)資源狀況：截至2017年年底，我國已探明360余個鈾礦床。我國鈾礦類型目前以“四大類型”為主，其中砂巖型鈾資源量占45.51%，花崗巖型占21.84%，火山巖型占16.38%，碳硅泥巖型占8.14%，其他類型約占8.13%。我國鈾成礦條件總體較好，最近完成了新一輪預(yù)測，潛在常規(guī)鈾資源量超過2h106t，非常規(guī)鈾資源量超過1h106t，我國是鈾資源潛力較大的國家[2]。我國形成了較完整的鈾礦勘查采冶體系，鈾礦勘查形成了較系統(tǒng)的地質(zhì)理論體系和“天–空–地–深一體化”技術(shù)，并全面進入了500～1500 m深度的“第二找礦空間”，最近10多年在北方新探明了6個萬噸級至十萬噸級的砂巖型鈾資源基地；鈾采冶工藝技術(shù)齊全，主要采用地浸、常規(guī)開采–堆浸、常規(guī)開采–攪拌浸出等采冶工藝，建立了CO2+O2地浸采鈾工藝技術(shù)為標志的第三代采鈾技術(shù)，最近10多年在新疆、內(nèi)蒙古建成了多個現(xiàn)代化的地浸采鈾礦山，2017年在新疆伊犁建成了首個千噸級地浸采鈾基地，地浸采鈾產(chǎn)量占比已超過70%。

（二）供求形勢

世界大部分核電國家堅持繼續(xù)發(fā)展，全球核電規(guī)模仍將增長。截至2017年年底，全球在運行的核電機組共448臺，總裝機容量為391.74 GWe；在建核電機組為60臺，裝機容量約為60.96 GWe。2016年全球共計核電發(fā)電2490 TW·h，占世界總發(fā)電量的10.6% [3]。2016年全球鈾礦山生產(chǎn)的天然鈾為62 366 tU，全球鈾資源比較豐富，供需穩(wěn)定，能滿足核電發(fā)展需求。未來按低需求方案預(yù)測，至2035年核電裝機容量將增加到418.608 GWe，相應(yīng)天然鈾需求量將增加到66 995 tU/a；按高需求方案預(yù)測，則至2035年核電裝機容量將增加到682.753 GWe，相應(yīng)天然鈾需求量將增加到104 740 tU/a。

我國核電建設(shè)仍將處于持續(xù)穩(wěn)定增長階段，核能發(fā)電規(guī)模和比重將進一步提高，核電將成為綠色能源的重要支柱。我國（大陸）截至2017年年底，在運核電機組共37臺，總裝機容量為3.581h107kW，居世界第四位；在建核電機組20臺，總裝機容量為2.287h107kW，居世界第一位。在運核電裝機容量占全國電力裝機總量的2.02%，2017年核電累計發(fā)電量為2.475h1011kW·h，約占全國總發(fā)電量的3.94%，與世界平均水平相比還有很大差距[3]。按常態(tài)發(fā)展目標測算，我國到2030年將建成運行總裝機容量為（下限目標）1.18h108kW，核電當年所需天然鈾為2.2h104t，當年消耗鈾資源儲量為3.14h104t。如果按核電機組的全壽期為60年計算，至2030年建成的所有核電機組將共需要消耗鈾礦儲量為1.8h106t。如果是快速發(fā)展方案，對鈾資源的需求將更為巨大[4]。

全球核能礦產(chǎn)資源分布的不均衡性，勢必需要通過市場調(diào)節(jié)供求。我國核能礦產(chǎn)資源與未來需求相比仍有較大差距，有很強的緊迫性，需要有長遠的發(fā)展戰(zhàn)略，一方面國內(nèi)要加強勘查和開發(fā)工作，以保障有足夠的供應(yīng)比例；另一方面也勢必需要面向全球，提升利用國際資源的能力，爭取早日邁入世界核能礦產(chǎn)資源強國的行列。

三、世界核能礦產(chǎn)資源強國的主要特征和我國的發(fā)展戰(zhàn)略目標

（一）核能礦產(chǎn)資源強國的內(nèi)涵和指標體系

核能礦產(chǎn)資源強國的內(nèi)涵是指擁有安全可靠的核能礦產(chǎn)資源供應(yīng)保障體系、先進的科技水平、雄厚的企業(yè)實力、強大的國際經(jīng)略能力和巨大的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿?，綜合實力國際排名靠前的核能礦產(chǎn)資源國家。據(jù)此，可以設(shè)置表征核能礦產(chǎn)資源強國的五項一級指標，19項二級指標（見表1）。

表1 核能礦產(chǎn)資源強國的指標體系

（二）世界核能礦產(chǎn)資源強國的主要特征和我國的發(fā)展戰(zhàn)略目標

世界核能礦產(chǎn)資源大國、強國，一種是依靠其本土資源優(yōu)勢發(fā)展強大，一種是靠技術(shù)、資金實力和依托國家綜合實力跨國運作、控制海外資源，或者兩者兼?zhèn)洹８鶕?jù)此特點，按照上述指標體系分析，加拿大、澳大利亞、哈薩克斯坦、俄羅斯、法國、美國、中國、日本、納米比亞、尼日爾共十個國家可列為全球核能礦產(chǎn)資源大國，其中國際排名前六的國家加拿大、澳大利亞、俄羅斯、美國、法國和哈薩克斯坦可稱為全球核能礦產(chǎn)資源強國。世界核能礦產(chǎn)資源大國、強國可分成三類：第一類為資源稟賦型（A型），第二類為資源掌控型（B型），第三類為稟賦與掌控復(fù)合型（A+B型）。

資源稟賦型（A型）：本身具有豐富的鈾資源，但其資源卻被掌控在他國公司手中。本國鈾礦冶技術(shù)能力和資金都不足或發(fā)展緩慢，也沒有核電站，鈾產(chǎn)品銷往國外，資源開發(fā)的目的主要是吸引投資，促進就業(yè)，從而帶動經(jīng)濟發(fā)展。資源稟賦型國家主要是納米比亞和尼日爾。

資源掌控型（B型）：國內(nèi)鈾資源貧乏或出于保護而不再開發(fā)，但卻在他國掌控了較多的鈾資源。具備先進的鈾礦地質(zhì)勘查、采冶工藝技術(shù)或資金優(yōu)勢，國內(nèi)核電占比大，基本依靠海外資源保障國內(nèi)需求，積極向國外擴張控制資源，搶奪市場話語權(quán)。資源掌控型國家主要是法國和日本。

稟賦與掌控復(fù)合型（A+B型）：不僅本身具有較豐富的鈾資源，而且掌控著大量的國外優(yōu)質(zhì)鈾資源，礦業(yè)資本市場成熟，擁有先進的鈾礦地質(zhì)勘查、采冶工藝技術(shù)，能夠影響并主導(dǎo)全球天然鈾市場走向，有清晰的全球戰(zhàn)略。多數(shù)有較大的核電發(fā)展規(guī)模，對鈾資源的需求強勁，稟賦與掌控復(fù)合型國家主要有美國、俄羅斯、澳大利亞、加拿大、哈薩克斯坦。其中哈薩克斯坦情況較為特殊，其綜合國力不算強大，也沒有發(fā)展核電，但依仗本國鈾資源的絕對優(yōu)勢，依托其他強國，也對外控制部分資源。

根據(jù)我國核能發(fā)展趨勢和我國地質(zhì)條件及核能礦產(chǎn)資源的特點，我國發(fā)展戰(zhàn)略目標應(yīng)是稟賦與掌控復(fù)合型（A+B型）的核能礦產(chǎn)資源強國。

四、我國核能礦產(chǎn)資源與世界強國的差距

我國探明的鈾資源總體上與核能發(fā)展在世界所占比例還是不夠相稱的。從建設(shè)核能礦產(chǎn)資源強國的需要出發(fā)，結(jié)合我國國情，我國掌控的核能礦產(chǎn)資源在全球的占比地位應(yīng)達到前三位，國內(nèi)天然鈾供給能力應(yīng)不低于需求的1/3?，F(xiàn)在主要差距表現(xiàn)在如下幾個方面。

國內(nèi)資源雖然較為豐富，但富礦、大礦的天然地質(zhì)稟賦條件不如加拿大、澳大利亞、哈薩克斯坦，探明的資源量還較為有限，鈾資源品位偏低，大型、特大型鈾礦床數(shù)量還較少，而且勘查程度偏低，目前，基礎(chǔ)地質(zhì)研究和勘查工作資金投入不足，在國家層面尚缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和總體部署，整個國土面積的可勘查面積有近50%處于很低的程度，500 m以深大多地區(qū)處于空白。

在鈾礦勘查能力方面，數(shù)字化、信息化技術(shù)應(yīng)用和找礦儀器設(shè)備的先進性及研發(fā)能力也與目前世界部分核能礦產(chǎn)資源強國還有較大差距，基礎(chǔ)地質(zhì)研究和中大比例尺的系統(tǒng)性預(yù)測評價還有很多薄弱環(huán)節(jié)。

在鈾資源開發(fā)能力方面，產(chǎn)能偏低，2020年以后要滿足國內(nèi)供應(yīng)不小于1/3的比例還面臨很大壓力。企業(yè)綜合實力還不強，采冶自動化、規(guī)模化、集約化和數(shù)字化生產(chǎn)水平及勞動生產(chǎn)率等方面還遠不如世界核能礦產(chǎn)資源強國，地下開采的技術(shù)裝備落后，安全環(huán)保技術(shù)還有較多薄弱環(huán)節(jié)。

在利用國際資源能力方面，我國走出國門投資和開發(fā)鈾資源的時間較晚，資源掌控量和形成的產(chǎn)能規(guī)模還不大，經(jīng)略能力還不強，國際化礦業(yè)人才還較為缺乏。目前在國外掌控的權(quán)益資源、權(quán)益產(chǎn)能不僅規(guī)模較小，資源品質(zhì)不高，而且?guī)缀鯖]有市場話語權(quán)。

五、實施核能礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略的重點任務(wù)

（一）需要實施一批重大創(chuàng)新工程

重大創(chuàng)新工程主要包括：構(gòu)建全球鈾資源信息數(shù)據(jù)庫和開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)研究；開展大深度攻深找盲技術(shù)體系研究、核能礦產(chǎn)資源勘查關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)和核能礦產(chǎn)資源勘查先進分析測試技術(shù)研發(fā)；開展第四代智能化地浸采鈾技術(shù)研究、地浸采鈾二次開發(fā)技術(shù)研究與應(yīng)用、深層鈾資源開發(fā)技術(shù)研究與應(yīng)用、大型沉積盆地鈾煤協(xié)調(diào)開采技術(shù)研究、鈾多金屬共伴生礦綜合利用技術(shù)研究與應(yīng)用、地浸采鈾工藝廢水深井處置和地下水修復(fù)技術(shù)研究、常規(guī)采冶廢物最小化技術(shù)研究等。

（二）需要實施一批重大應(yīng)用示范工程

重大應(yīng)用示范工程主要包括：實施鈾礦大基地探采一體數(shù)字化礦山示范工程、重點鈾成礦區(qū)（帶）系統(tǒng)預(yù)測與資源擴大示范工程、重點鈾礦田/礦化集中區(qū)精細地質(zhì)評價技術(shù)示范工程、分布式地浸采鈾技術(shù)應(yīng)用示范工程、千噸級綠色高效地浸采鈾示范工程、重點鈾礦集中區(qū)集約化開發(fā)示范工程、海外核能礦產(chǎn)資源勘查區(qū)找礦示范、南方硬巖礦山環(huán)境影響最小化及安全監(jiān)控預(yù)警示范工程、北方砂巖地浸礦山環(huán)境影響監(jiān)控及地下水修復(fù)示范工程、重點盆地鈾煤協(xié)同開采環(huán)境影響及防治示范工程等。

（三） 建設(shè)一批鈾資源開發(fā)基地

國內(nèi)探明的鈾資源大部分集中在近30個鈾礦田或礦化集中區(qū)，建設(shè)鈾礦大基地具備了一定的資源條件。按照規(guī)?；?、集約化思路，繼續(xù)加大勘查力度，建設(shè)一批探明鈾資源量數(shù)萬噸至十萬噸級、天然鈾產(chǎn)能千噸級以上的鈾資源開發(fā)基地，形成以北方砂巖型鈾礦與南方硬巖型鈾礦開發(fā)相協(xié)調(diào)的產(chǎn)能格局。

（四）加強國外鈾資源勘查開發(fā)

積極落實“一帶一路”倡議?！耙粠б宦贰眹意欃Y源十分豐富，哈薩克斯坦、俄羅斯、烏克蘭、蒙古、印度、捷克、烏茲別克斯坦等15個國家的可回收鈾資源總量約占全球可回收鈾資源總量的32.6%。2015年，哈薩克斯坦、俄羅斯、烏茲別克斯坦、烏克蘭、捷克和羅馬尼亞六個國家的鈾生產(chǎn)總產(chǎn)量約為3.1h104t，占當年全球鈾總產(chǎn)量的50.6%，特別是哈薩克斯坦的鈾生產(chǎn)是當年全球總產(chǎn)量的39.3%，居全球第一位。由此可見，“一帶一路”國家的鈾資源及生產(chǎn)在全球鈾資源及生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。應(yīng)大力加強與“一帶一路”國家合作開發(fā)的整體布局，爭取使“一帶一路”國家發(fā)展成為與我國天然鈾供應(yīng)合作的重要區(qū)域。

穩(wěn)步推進與非洲國家合作，開拓澳大利亞、加拿大等資源大國鈾礦資源市場。非洲鈾資源豐富，互補性強，合作空間非常廣闊。澳大利亞、加拿大是世界鈾資源強國，政治穩(wěn)定，礦業(yè)及投資法規(guī)政策穩(wěn)定。澳大利亞保有的回收成本< 260美元/kgU的已查明可回收資源有1.78h106tU，居全球第一位，近年產(chǎn)量為5000～6000 t，居全球第三位。加拿大鈾資源以資源量大、品位極富而聞名全球，目前保有的回收成本< 260美元/kgU的已查明可回收資源有7.04h104t，近10年的年產(chǎn)量維持在9000～10 000 t，2009年之前長期居全球第一，之后位居全球第二。此外，還應(yīng)積極探索與其他鈾資源新興國家合作，如阿根廷等。

加強鈾資源貿(mào)易，不斷提高國際市場的經(jīng)略能力，提升我國鈾資源的儲備水平。在國際鈾價低迷期，能以較低的價格擴大鈾資源儲備，并保障國內(nèi)核電發(fā)展需求；在國際鈾價高峰時期，能抓住機會，向國外出售一些儲備資源。

六、保障措施和建議

（一）強化創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展

加強基礎(chǔ)研究，推進引領(lǐng)性原創(chuàng)成果重大突破。深化熱液型鈾礦和砂巖型鈾礦成礦理論研究，推動新區(qū)新類型鈾礦找礦的突破。加強鈾礦采冶基礎(chǔ)理論研究，繼續(xù)推進CO2+O2第三代地浸采鈾技術(shù)的優(yōu)化，并爭取突破“智能化+X”第四代采鈾技術(shù)。

加強創(chuàng)新能力體系建設(shè)。建立核能礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)國家重點實驗室和國防科技重點實驗室及創(chuàng)新中心等平臺，系統(tǒng)提高創(chuàng)新能力。加強與國際學術(shù)組織或科研機構(gòu)的合作，建立國際化聯(lián)合科研機構(gòu)。

健全多層次人才培養(yǎng)體系。加強相關(guān)高等院校放射性地質(zhì)和鈾礦采冶工程的學科建設(shè)，組織實施人才培養(yǎng)計劃，打造一支適應(yīng)核能礦產(chǎn)資源強國需要的人才隊伍。

（二）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局和完善產(chǎn)業(yè)政策

加大地質(zhì)勘查投入，進一步加大國家財政資金對于戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、公益性鈾礦勘查的投入力度。強化地勘能力體系建設(shè)，建立中央財政預(yù)算核地勘專項，形成穩(wěn)定長效的財政投入機制。

深化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，繼續(xù)加強北方砂巖型鈾礦開發(fā)工作，形成南北方相協(xié)調(diào)的產(chǎn)能格局。國內(nèi)鈾資源開發(fā)繼續(xù)堅持“上大限小”“多探少采”的保護性開發(fā)戰(zhàn)略，建設(shè)具有國際競爭力的天然鈾產(chǎn)業(yè)體系。

完善礦權(quán)政策，提升資源利用水平。多種資源共伴生的地區(qū)或盆地的資源開發(fā)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，依規(guī)劃設(shè)置礦業(yè)權(quán)，做到依法依規(guī)有序勘查開發(fā)。在確保安全和環(huán)保的前提下，固體礦產(chǎn)礦業(yè)權(quán)可與油氣礦業(yè)權(quán)重疊登記。按照“鈾礦優(yōu)先、空間劃開、時序錯開、合理避讓”的原則，制定鈾礦和煤炭、油氣等礦產(chǎn)礦業(yè)權(quán)重疊設(shè)置的專門規(guī)定，并形成常態(tài)化的協(xié)調(diào)機制。

鼓勵創(chuàng)新合作開發(fā)模式，可以積極推進“一個責任主體、多方參與投資、股份合作開發(fā)”模式的實施。技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)積極研發(fā)鈾鐵、鈾磷、鈾鉬、鈾鈹、含鈾稀土等共伴生資源的綜合回收技術(shù)，降低對環(huán)境的影響，提高資源綜合利用水平。

完善環(huán)境保護政策。鼓勵企業(yè)為提高資源采選回收利用水平的技術(shù)開發(fā)和改造，財政資金和銀行信貸重點支持礦業(yè)領(lǐng)域循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展項目。加大礦山地質(zhì)環(huán)境修復(fù)治理和礦區(qū)土地復(fù)墾的投入。加強鈾采冶廢物最小化和地下水及土壤修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。推進退役后的鈾礦尾礦庫等鈾礦冶設(shè)施屬地管理。

（三）完善“走出去”的政策

我國企業(yè)進入國際天然鈾市場較晚，要占有更大份額，需要投入更多的資金和技術(shù)力量。當前天然鈾市場價格處于持續(xù)低迷狀態(tài)，我國在國外勘查開發(fā)鈾資源面臨著融資困難增加、盈利能力削弱、開發(fā)成本提高、開發(fā)技術(shù)難度增加等問題，對此，應(yīng)加大資金支持力度和加強政策協(xié)調(diào)。一是抓住國際鈾價“筑底期”的機遇，設(shè)立海外鈾資源勘查開發(fā)專項基金，幫助企業(yè)開展風險勘查和開發(fā)項目的并購；二是加強國有資本金支持，國家擬設(shè)立境外投資平臺，加大對海外鈾資源開發(fā)項目的國有資本金支持；三是加強政策協(xié)調(diào)支持，希望國家相關(guān)部門加強協(xié)調(diào)，建立金融機構(gòu)支持企業(yè)“走出去”的專項融資政策和專項融資渠道；四是利用近期國際天然鈾市場價格處于持續(xù)低迷的有利時機，加快掌控國外部分優(yōu)質(zhì)鈾資源和確保貿(mào)易儲備的力度。

七、結(jié)語

我國核能礦產(chǎn)資源的勘查開發(fā)經(jīng)過60多年的積累，形成了較好的資源基礎(chǔ)和較完備的能力體系，加上我國有完整的先進的核工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈為依托，對躋身世界核能礦產(chǎn)資源強國行列已經(jīng)具有較好的基礎(chǔ)條件。今后，只要堅持“創(chuàng)新發(fā)展、開放合作”的方針，把加強人才隊伍建設(shè)放到核心能力建設(shè)的首要位置，發(fā)揮好我國的制度優(yōu)勢和政策優(yōu)勢，核能礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略的實施一定能順利推進。

致謝

感謝參與本課題研究的李光亞、陳躍輝、張偉星、薛迎喜、張劍勇、朱博、薛建新、范洪海、肖詩偉、周覓等同志。