海水提铀研究进展及展望——中核矿业科技集团有限公司总工程师杨润生

2025年11月13日，中核矿业科技集团有限公司总工程师杨润生在深圳核博会“海洋高质量发展核力无限论坛”上发表《海水提铀研究进展及展望》主旨报告。

报告围绕海水提油的研究背景、国内外进展、现存问题和未来发展举措展开。报告认为，随着核电发展带来天然油需求增长，海水中的非常规油资源具有巨大储量和战略意义，但当前技术仍未达到工程化应用水平，需要在材料性能、实施方式和评价标准等方面继续突破。

关键点
1. 汇报主题与单位业务（00:07）
报告人介绍本次汇报聚焦海水提油相关研究进展和展望，并简要说明所在单位主要从事天然油采冶领域的研究、设计和总承包工作。

2. 天然油供需压力凸显海水提油意义（00:35）
报告指出，天然油是重要能源资源和战略性矿产，全球和我国核电发展都将推动天然油需求增长，而未来矿山生产能力可能下降，供需失衡风险增加。海水中的油资源储量巨大且属于共享型资源，若能经济开发，将对核能事业长期稳定发展具有重要战略意义。

3. 海水提油受到政策与科研界持续关注（02:10）
近年来国内外对海水提油关注度上升。中国工程院、国家发改委和能源局等将海水和盐湖非常规油资源开发关键技术纳入战略研究和规划，中核集团也将海水提油研究作为先导技术纳入创新工程，相关科学问题还入选中国科协年度十大前沿科学问题。

4. 海水提油对核能发展的四方面作用（03:23）
报告认为海水提油的重要意义包括保障我国天然油资源可持续供应、补齐油资源提取技术短板、推动工程化应用，以及培养海水提油创新人才队伍。

5. 海水提油创新联盟扩大协同研发（03:45）
中核集团于2019年牵头组建海水提油创新联盟，截至去年12月，成员单位由最初14家扩展到41家，覆盖国内多数具备海水提油研发能力的科研机构、高校和院所。

6. 国内外研究主要集中在吸附材料（04:16）
海水提油研究起步较早，英国在上世纪五十年代率先开展相关研究，我国也在上世纪六十年代开始，日本、美国等国家随后加入。总体来看，各国研究重点多集中于吸附材料，现场实验相对较少。

7. 不同国家形成不同研究路线（04:49）
德国主要开展材料遴选并认为席安沃功能集团材料适合海水提油；日本基于类似功能材料开展室内实验和海试；美国在日本基础上研发新型材料并提升吸附容量；印度提出利用海水淡化浓水在河道中提油，但报告称未见具体实验参数报道。

8. 我国研究尚未达到工程化应用程度（06:24）
我国不同高校和院所均在开展海水提油研究，整体仍以材料研究和室内实验为主，虽取得一定进展，但尚未达到工程化应用水平，吸附材料容量多在三到五毫克每克量级。

9. 中核矿业科技基于盐湖提油经验开展研究（06:56）
报告介绍其海水提油研究建立在前期盐湖提油成果基础上。在西藏盐湖实验中，团队发现生物附着是制约提油的重要技术难题，并提出抗生物附着提油材料概念，相关材料吸附容量达到七点一毫克每克。

10. 海南昌江海试平台取得阶段成果（07:32）
团队在海南昌江搭建中核集团海试平台，并依托该平台完成联盟单位提油材料81批次真实海洋环境海试，累计获得690克黄饼油产品。今年阶段目标是获得一公斤油产品，报告认为问题不大。

11. 遴选两款可规模化生产材料（08:07）
团队基于海试遴选出两款可供规模化生产的海水提油材料，包括功能纤维和纳米纤维毡，主要基于席安沃功能集团，在造价、吸附容量和规模化制备方面较有竞争力。下一步将继续改性以提升吸附性能并降低成本。

12. 探索外部动能驱动提升吸附效率（08:45）
除材料研究外，团队还研究利用其他动能驱动海水提油吸附过程，包括风光电驱动、抽搐海水驱动、波浪能驱动和潮吸能驱动。经过比选，团队认为潮吸能驱动成本最低，后续将继续研究。

13. 初步建立评价标准体系（09:16）
团队已在性能测试和技术程度评价方法方面申请中核集团企业标准及核能相关学会团体标准，初步建立海水提油评价标准体系。

14. 当前主要问题制约工程化（09:32）
报告认为当前海水提油虽研究热情高、已有进展，但尚未达到工程化水平。关键问题包括吸附材料的吸附容量、机械性能和抗生物附着性之间的平衡，提油装置、工程单元和平台设计，以及尚不完善且不统一的评价标准体系。

15. 未来五年发展规划与阶段目标（11:00）
根据集团要求，团队编制了十五五期间海水提油发展规划，未来五年将从基础理论研究、平台选址、工艺技术研究和平台构建四方面继续推进。阶段目标是在今年公斤级提取基础上，2030年具备吨级油产品提取能力，2040年实现百吨级提取能力并达到工程化应用。

16. 未来举措聚焦协同、标准和平台建设（11:44）
报告提出三项举措：发挥海水提油创新联盟作用，加强科技交流并聚焦关键问题；建立全面、客观、统一的技术经济评价标准体系；吸引国内外创新力量，聚焦降本增效，谋划海水提油大科学装置和开放共享的国际研发中心，推动成果转化和应用。

时间线
00:02 - 开场致谢并介绍汇报主题、单位情况和报告结构。
00:35 - 阐述海水提油研究背景，说明天然油需求增长、供给压力和海水资源开发的战略意义。
02:10 - 梳理国内政策、科研关注和创新联盟建设，说明海水提油已成为重要前沿方向。
04:11 - 回顾国内外研究进展，重点介绍各国在吸附材料、实验方式和研究阶段上的情况。
06:56 - 介绍本单位在盐湖提油基础、海南海试平台、材料遴选、动能驱动和标准体系方面取得的进展。
09:32 - 分析当前海水提油距离工程化仍存在的材料性能、装置实施和评价标准问题。
11:00 - 提出未来五年规划、2030年和2040年阶段目标，以及联盟协同、标准完善和国际研发平台建设等发展举措。

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海水提铀研究进展、关键瓶颈与工程化展望

2025年11月13日，中核矿业科技集团有限公司总工程师杨润生在深圳核博会“海洋高质量发展核力无限论坛”上作《海水提铀研究进展及展望》主旨报告，围绕海水提铀的战略意义、国内外研究基础、中核矿业科技的阶段性成果、当前技术瓶颈以及未来发展路径进行了系统介绍。

报告指出，天然铀资源保障正在面临日益突出的供需压力。随着全球核电持续发展，天然铀需求将显著增长，预计到2030年全球需求将达到约8.6万吨，到2040年进一步增长至约15万吨。与此同时，传统铀矿山生产能力预计到2040年下降约40%，供需失衡风险加大。对我国而言，核电规模扩张将带动天然铀需求快速上升，到2040年我国核电天然铀需求可能达到2025年的约三倍，天然铀资源自主可控已成为核地矿领域的重要任务。

在这一背景下，海水铀资源具有重要战略价值。海水中铀资源总量约45亿吨，属于储量巨大的非常规铀资源，同时具有共享型资源特征。如果未来能够实现经济开发，将为我国核能事业长期稳定发展提供重要资源支撑。海水提铀不仅关系到天然铀资源可持续供应，也有助于补齐我国非常规铀资源提取技术短板，推动相关技术从实验室研究走向工程化应用，并在重大科研任务中培养跨学科创新人才队伍。

我国对海水提铀的政策支持和科研关注持续升温。2014年，中国工程院开展“从海水和盐湖中提取铀资源”重点咨询研究，建议将海水、盐湖等非常规铀资源开发关键技术纳入国家科技规划。2016年，国家发改委和能源局在《能源技术革命创新行动计划（2016—2030）》中提出，到2030年建立吨级规模盐湖、海水提铀试验基地。海水提铀还曾被《Nature》列入“改变世界的七大化学分离技术”。中核集团自2019年起将海水提铀研究纳入“创新2036工程”先导技术，中核矿业科技申报的相关关键科学问题也入选中国科协年度十大前沿科学问题，显示出该领域已从前沿探索逐步进入有组织推进阶段。

在组织基础方面，中核矿业科技作为中核集团三级单位、中核铀业十二家平台公司之一，主要承担天然铀采冶领域研究、设计及总承包工作。2019年，中核集团牵头组建海水提铀创新联盟，旨在协同推进海水提铀技术研发。联盟成员已由最初14家扩展至41家，涵盖国内多数具备海水提铀研发能力的科研机构、高校和院所，为我国开展跨单位、跨学科、跨领域联合攻关奠定了组织基础。

从国际研究历程看，英国早在20世纪50年代率先开展海水提铀研究，随后日本、美国、德国、印度等国相继加入。德国侧重材料遴选研究，发现偕胺肟功能基材料较适合海水提铀；日本围绕偕胺肟材料开展了室内实验和海试，探索堆积型、竖编型等海试方式；美国在日本研究基础上发展高性能吸附材料和金属有机框架材料，提升了实验室吸附容量，并开展串联、并联吸附研究；印度则提出利用海水淡化浓水进行提铀吸附的设想，但公开实验参数较少。总体来看，国际研究长期集中在吸附材料开发，真正开展系统现场海试的工作仍相对有限。

我国海水提铀研究起步较早，20世纪60年代即开始相关探索。目前，多所高校和科研院所围绕吸附材料和室内实验开展研究，并取得一定进展，但整体技术成熟度仍不足。多数材料吸附容量约为3—5毫克/克，与工程化应用和经济开发要求仍存在差距。海水提铀面对的是极低浓度、大体量、复杂海洋环境下的选择性富集问题，仅依靠实验室材料指标提升还不足以支撑工程化，需要同步解决材料性能、海试验证、装置设计、运行模式和经济性评价等系统问题。

中核矿业科技的研究工作以盐湖提铀经验为基础逐步拓展至海水提铀。前期在西藏盐湖提铀研究中，团队发现生物附着是制约提铀过程的重要技术难题，并率先提出抗生物附着提铀材料思路。在西藏盐湖实验中，该类材料取得成功，吸附容量达到7.1毫克/克。这一经验为后续海洋环境下材料设计提供了重要启示，即海水提铀材料不仅要具备较高铀吸附能力，还必须适应真实水体中的生物附着、机械冲刷和长期运行条件。

在工程验证方面，中核集团已在海南昌江建设海水提铀海试平台，依托真实海洋环境对联盟单位的提铀材料开展系统测试。截至报告时，平台已完成81批次海试，累计获得约690克黄饼铀产品，当年阶段目标是获得1公斤铀产品，预计可以实现。这一进展表明，我国海水提铀研究已不再局限于实验室材料筛选，而是开始通过海试平台积累真实环境数据、验证材料稳定性和优化运行流程，为后续公斤级、吨级乃至更大规模示范提供基础。

在材料遴选方面，中核矿业科技已筛选出两款具备规模化生产潜力的重点材料，分别为功能纤维材料和纳米纤维毡类材料。两类材料均主要基于偕胺肟功能基，在造价成本、吸附容量和规模化制备方面具有一定竞争力。后续改性方向将集中在进一步提升材料吸附性能、降低制备成本、增强抗海洋环境能力，并协调抗生物附着能力与提铀效率之间的关系，以提高海水提铀的经济可开发性。

除材料研发外，报告还强调了海水流经吸附材料方式的重要性。中核矿业科技已围绕多种能量驱动吸附过程开展研究，目标是利用外部或自然动力推动海水通过吸附材料，从而提高吸附效率并降低运行成本。目前已探索风光电驱动抽吸海水、波浪能驱动和潮汐能驱动等方式。初步比较显示，潮汐能驱动成本较低，未来将继续围绕潮汐能驱动方式开展深入研究。这说明海水提铀的工程化并非单纯依赖高性能材料，还必须与海洋能源、海工装备和运行维护模式结合。

报告同时指出，当前海水提铀仍面临三类主要问题。第一，吸附材料性能仍需突破，包括吸附容量不足、机械性能需要加强、抗生物附着与提铀效率之间存在矛盾等。第二，工程实施方式尚不成熟，需要研发适合海洋环境的提铀装置和设备，明确工程单元的结构、运行方式和维护模式，并进一步论证提铀平台建设方案。第三，评价标准体系仍不完善，不同团队在实验环境、测试方法和评价手段上存在差异，单纯比较吸附结果难以客观反映技术成熟度，因此亟须建立统一的材料性能评价标准和技术经济评价标准。

在标准体系建设方面，中核矿业科技已围绕材料性能测试方法开展标准化工作，并申请中核集团企业标准和中国核学会团体标准，初步形成海水提铀评价标准体系框架。统一标准的建立，将有助于解决不同研究成果之间难以横向比较的问题，也能够为技术路线筛选、工程化放大和投资决策提供更加客观的依据。未来海水提铀能否实现规模化应用，不仅取决于单项技术突破，也取决于是否形成可验证、可评价、可迭代的标准体系。

面向“十五五”时期，报告提出将重点推进基础理论研究、平台选址研究、工艺技术研究和平台构建。基础理论研究将聚焦海水中铀的高选择性捕集、吸附机理、材料失效机制和生物附着影响等关键科学问题；平台选址研究将服务于试验和示范工程布局；工艺技术研究将优化吸附、洗脱、富集和产品制备流程；平台构建则是推动海水提铀从公斤级产品获取向吨级验证迈进的关键支撑。

在阶段目标上，中核矿业科技将继续在公斤级铀产品提取研究基础上推进，到2030年力争具备吨级铀产品提取能力，到2040年实现百吨级铀产品提取能力，并推动海水提铀达到工程化应用水平。这个路径体现出由实验室研究、海试验证、公斤级产出、吨级示范再到百吨级工程化的逐级推进思路，也反映出海水提铀作为长期战略技术，需要持续投入和系统攻关。

未来工作将重点围绕三项举措展开：一是继续发挥海水提铀创新联盟作用，加强科技交流，联合国内外创新力量，聚焦关键科学与工程问题，争取实现颠覆性技术突破；二是建立全面、客观、统一的技术经济评价标准体系，用标准指导工程化应用，避免单一指标导向；三是打造开放共享的国际研发平台，吸引国内外创新团队共同参与，聚焦降本增效，谋划海水提铀大科学装置，建设开放共享的海水提铀国际研发中心，促进科研成果向实际应用转化。