海水里溶着超过 40 亿吨铀,相当于陆地已知储量的一千倍,理论上足够人类核反应堆烧上整整五万年。从海洋里捞核燃料的诱人故事最近有了新动作:加州初创企业 Fluxnium 走出隐匿模式,宣布拿到 700 万美元 种子轮融资,领投方是 Congruent Ventures,跟投名单里还赫然坐着全美最大核电运营商 Constellation Energy。
创始人 Jeff Green 曾在不同赛道连续创业,如今他的叙事逻辑非常顺滑:AI 算力暴涨引发核能复兴,美国立下 2050 年将核电装机容量增加两倍的宏愿,但西方核电严重依赖哈萨克斯坦、俄罗斯等地的铀矿供应链;过去五年未浓缩黄饼价格上涨了 75%,既然陆地矿山受制于地缘风险,为什么不把聚合物纤维像海带一样挂进大洋,用高比表面积直接吸附海水里的铀?
实验室里的化学奇迹,一旦泡进真实海水,往往要先被物理极限上一课。
这个商业构想听起来几乎没有死角,但只要把账本和材料学实测摆上台面,就会发现海水提铀距离商业现实依然隔着一道鸿沟。
3.3 微克背后的工程陷阱
海水中铀的绝对总量固然庞大,但它的浓度低得令人绝望:每升海水里仅仅溶解了 3.3 微克 的铀。这意味着想要捞出 1 公斤铀,理论上至少需要让 30.3 万立方米的海水完整流经吸附介质。大自然确实提供了洋流这个天然水泵,但把化学吸附剂长期浸泡在大洋环境里,带来的工程麻烦远比增加表面积复杂得多。
美国橡树岭国家实验室(ORNL)与太平洋西北国家实验室(PNNL)几十年来的研究,早就厘清了这一路线的核心瓶颈。实验室测得的基准 amidoxime 纤维在海水中暴露 56 天,单次吸附量约为 3.9 克铀/公斤吸附剂,饱和容量可达 5.4 克。看起来似乎能够工作,但真正决定经济生死的是多次循环寿命。
PNNL 对成熟吸附纤维进行的真实海水多周期实测揭露了一个残酷事实:纤维第 1 次复用时吸附性能尚可维持近 100%,但在海水持续浸泡冲刷下,关键的偕胺肟基团极易水解并转化为羧酸基团;这一转化导致吸附剂转而大量抓取海水中的钙、镁等竞争离子。到了第 4 次复用(即第 5 次吸附周期),材料的吸附容量断崖式暴跌至初次的 28%。在长达 140 天的 5 次完整循环中,每公斤吸附剂累计提取的铀仅约 10 克。
除了化学水解,还有不可避免的生物附着(biofouling)。PNNL 在光照海域的对照实验表明,海洋生物与微藻在纤维表面滋生 42 天后,铀的吸收量会直接锐减 30%。一根刚出厂时表现优异的高比表面积纤维,出海泡上几个月就会因生物裹挟与化学变质而迅速钝化。
账本里的计量戏法
初创企业在对外发声时,常常混淆元素铀与商品黄饼的计价口径。根据真实衰减曲线测算,ORNL 与 PNNL 评估的海水提铀全流程成本约为 610-830 美元/公斤铀;换算成国际公认的商品八氧化三铀(U3O8,即黄饼)计价,对应的是 235-319 美元/磅。作为对照,日本原子能机构(JAEA)此前的系统测算甚至高达 1230 美元/公斤铀。
但截至 2026 年中,全球铀矿巨头 Cameco 的现货指标价格仅为 89.68 美元/磅,长期协议价约 96.50 美元/磅。也就是说,目前技术体系下最乐观的海水提铀成本,仍是传统陆地商业矿山开采价格的 2.8 至 3.8 倍。
宣称海带养殖式布放可以大幅压缩开销,同样避开了深远海作业的重资产包袱。在以往测算中,高能电子束辐照与复杂化学接枝使得吸附材料的初始制造费用占到了总成本的近七成;而海上重型工作船的定期巡视、狂风巨浪下的系泊损耗、运回陆地后的强酸强碱脱附洗脱,没有一项能够脱离现实重工业流程。
学术界近期也有其他尝试。例如 2025 年湖南大学在《Nature Sustainability》发表的双极电化学提铀系统,在 100 升实验槽中跑出了每公斤铀 83.20 美元的纯化学品耗材成本。然而该系统每提取 1 公斤铀需要耗费 1944 度电,仅在工业电价下的纯电费就达 97-194 美元/公斤,尚未把极板折旧、动力泵送和工业基建计入在内。
并非领跑者,而是一张战略保单
Fluxnium 走出隐匿模式时向外界描绘了一幅开拓者图景,但它在技术和落地进度上都算不上领跑。
在中国,中核集团与中国铀业科研联盟早在 2025 年就宣布在真实海域拿出了公斤级提铀产品,并针对纳米膜与电催化路线规划了 2030-2035 年的吨级工程示范。在美国本土,另一家初创企业 SuperCritical Materials 也在 2026 年 7 月率先拿下了 PNNL 与 Battelle 核心吸附技术的独家专利授权。
递交给美国 SEC 的 Form D 文件显示,Fluxnium 实际上是在 2026 年 5 月向三位投资人交付完成了 6,999,998 美元的首批股权融资。区区 700 万美元的种子轮资金,在昂贵的深海试验面前不过是杯水车薪,甚至不足以支撑一套百公斤级的真实海洋连续测试。这家公司至今也未公开其所依仗的具体专利号、抗水解分子配方或全口径生命周期度电测算。
天下之事,利害常相因。Constellation Energy 这类重度依赖核反应堆的能源巨头之所以真金白银掏钱进场,看的显然不是 Fluxnium 下个季度能不能采出便宜的黄饼。在中亚与西非供应链变数丛生的当下,只要地缘危机将全球矿价推向历史极端,海水提铀就能发挥其独特的价值。
- 结论.海水提铀在眼下的本质不是能够替代常规矿山的商业收割机,而是核电产业面对供应链割裂风险时,试图锁死成本上限的战略期权。
即使材料每磅折算成本高达 250 美元,它也构成了西方核电燃料供给的一道物理防线。它的存在就是为了给陆地矿山划定一个远期价格天花板;至于 5 万年的无限清洁能源故事,还是等吸附材料能够顶住真实海洋的化学水解与微生物附着,再来下结论也不迟。
