目录
- 执行摘要：玻璃化沸石技术的崛起
- 2025年玻璃化沸石行业的现状
- 关键创新和技术突破
- 主要参与者和行业联盟（带官方公司资源）
- 市场规模、增长驱动因素及2030年预测
- 应用聚焦：核废料处置和环境修复
- 新兴用途：清洁能源、水处理及其他
- 监管环境与行业标准（引用官方机构）
- 投资趋势和融资机会
- 未来展望：战略路线图和颠覆性潜力
- 来源与参考文献
执行摘要：玻璃化沸石技术的崛起
玻璃化沸石技术正迅速成为释放危险和放射性废物的关键解决方案。到2025年，随着环境监管的日益严格和对长期废物封存的迫切需求，领先的核能和废物管理机构正积极推进和实施这一技术。玻璃化过程通过高温将废物材料转化为稳定的玻璃-陶瓷基体，而沸石作为重要的离子交换和结构剂，增强了所产生废物形式的耐久性和浸出阻力。
近年来，在玻璃化沸石系统的商业化和部署方面取得了显著里程碑。值得一提的是，Orano继续运营世界上最大的玻璃化设施之一，位于法国拉哈格，自成立以来已处理超过30,000个高放废物罐，同时持续升级以融入先进的沸石配方以增强放射性核素的封存。与此同时，西门子股份公司和英国国家核实验室正在投资下一代玻璃化工厂，利用合成沸石对难处理的裂变产物和重金属进行封装。这些努力旨在减少长期环境足迹，并确保符合不断变化的处置标准。
在亚洲，三菱重工业正在与政府机构合作，将玻璃化沸石应用扩展到新的废物流，包括工业和医疗放射性源。日本的试点项目展示了沸石改性玻璃基体的可扩展性，为该地区更广泛的采用铺平了道路。同时，瑞典核燃料与废物管理公司（SKB）正在对用于乏核燃料的沸石增强玻璃化进行研究，旨在到2027年最终确定演示规模的试验。
展望未来，玻璃化沸石技术的前景依然强劲。行业专家预计，随着监管推动和可持续废物管理的迫切性增加，欧洲、北美和亚洲地区将加大部署。研发工作正在集中于降低成本、设备模块化以及开发针对特定废物化学性质的沸石。随着各国政府和行业利益相关者优先考虑长期环境管理，玻璃化沸石技术有望成为全球危险废物固定策略的基石，持续至2030年及以后。
2025年玻璃化沸石行业的现状
玻璃化沸石技术将沸石的固定能力与玻璃化（玻璃）废物形式的耐久性结合在一起，已在2025年获得了新的关注，特别是在管理高放射性和危险废物的部门。这种方法满足了化学稳定性和长期封存的双重需求，因此成为全球核废物管理设施和环境修复项目的重要关注点。
2025年的一个重要发展是欧洲和东亚国家的国家废物管理机构对玻璃化沸石系统的采用增加。例如，Orano继续与法国和日本当局合作，推动基于沸石的玻璃化作为其核燃料再处理和废物固定策略的一部分。在日本，日本原子能机构（JAEA）报告称成功扩展了沸石玻璃化试点生产线，旨在减少储存废物流中铯和锶的浸出性。
该技术的吸引力在于其能够在玻璃基体内封装放射性核素，利用沸石预浓缩和交换危险离子，然后进行熔化。这将产生低溶解性和高环境退化抵抗性的废物形式。来自SKB（瑞典核燃料与废物管理公司）和英国核退役管理局（NDA）的最新数据表明，与传统的硼硅酸盐玻璃相比，玻璃化沸石产品在封存性能方面表现改善，尤其是对于如锝和碘等问题放射性核素。
在制造方面，像圣戈班这样的公司已经扩展了其特种陶瓷和耐火产品线，加入了先进的沸石-玻璃复合材料。这些材料正在法国产和韩国进行静态和连续玻璃化过程的试验。
展望未来，行业预测将进一步优化玻璃化沸石系统，重点关注成本降低、过程可扩展性和生命周期评估，以满足日益变化的监管要求。尤其在欧盟和亚太地区的主要利益相关者正在投资研究，以根据特定废物流定制沸石组成，并提高玻璃化单元的处理能力。随着国际指令收紧废物处置标准和社会对可持续解决方案的压力加大，玻璃化沸石技术有望在2020年代后期实现更广泛的商业部署。
关键创新和技术突破
玻璃化沸石技术代表了危险和放射性废物管理领域的重大进步，将沸石的分子捕获能力与玻璃化玻璃基体的长期稳定性结合在一起。到2025年，该领域正在见证几项值得注意的创新，旨在提高过程的效率、可扩展性和固定废物形式的环境安全性。
一项重要的突破是开发了混合过程，使用合成沸石作为放射性核素的预浓缩剂，随后通过高温玻璃化将其封装在硼硅酸盐玻璃中。这种方法正在由Orano等组织进行试点，允许更高的废物装载量和改进的裂变产物的固定，包括铯和锶，这对于减少放射性同位素的长期流动性至关重要。
最近的创新还重点关注用于核电站的废弃沸石的直接玻璃化。丰田通商公司正在积极开发处理来自去污操作的沸石离子交换介质的系统，将其转化为适合深地质处置的稳定玻璃形式。这些系统利用先进的感应熔化炉，在实现更高的处理能力的同时，降低能耗并最小化二次废物的产生。
另一个关键的进展是过程监控技术的改进。比利时核研究中心（SCK CEN）实施了实时光谱和机器人技术，以便在玻璃化单元中进行远程处理，提高了操作安全性和质量保证。这些进展对于老化设施的遗留废物流特别相关，因为异质废物组成造成了重大挑战。
展望未来，玻璃化沸石技术的前景非常积极。欧洲和亚洲的若干国家计划在2020年代后期将试点设施扩大到全面工业化运营，推动因素包括日益严格的环境法规和不断增加的高活动废物库存。国际原子能机构（IAEA）协调的合作项目正在加速知识转移和最佳实践的标准化，跨境推进技术发展。
总之，2025年是玻璃化沸石技术的关键时刻，先进材料科学、过程工程和数字监控的融合。持续投资于研发和跨行业合作预计将进一步优化该技术，以实现未来更安全、更可持续的废物管理。
主要参与者和行业联盟（带官方公司资源）
到2025年，玻璃化沸石技术领域呈现出主要参与者和战略行业联盟不断演变的格局，各公司和组织正在应对增长的对先进核废物固定解决方案的需求。玻璃化过程通常涉及将放射性废物融入玻璃基体，常常使用合成沸石进行预处理或作为改善固定效率和长期稳定性的废物形式的一部分。
在全球领导者中，Orano继续发挥关键作用，利用其在核燃料循环服务和玻璃化技术方面的专业知识，在拉哈格等设施中整合基于沸石的方法进行废物玻璃化。Orano在过程优化和国际合作方面持续投资，彰显其推动玻璃化沸石应用的承诺。
另一位重要参与者是俄罗斯国家核能公司Rosatom，该公司运营多个用于高放射性废物的玻璃化工厂。Rosatom的Sosny研究与开发公司积极开发基于沸石的基体和玻璃陶瓷复合材料，最近的试点项目集中于为未来的商业部署扩大规模。
在日本，日本原子能机构（JAEA）继续与国内外技术供应商合作，推进沸石-玻璃化混合过程，特别是在东海玻璃化工厂。这些举措旨在管理从核燃料再处理和退役活动中产生的多样废物流。
行业联盟越来越多地影响该领域的前景。世界核协会和国际原子能机构（IAEA）正在促进技术工作组和知识分享平台，领先的公用事业、技术供应商和研究机构在此协作，分享玻璃化和沸石整合的最佳实践。这些合作预计将在2025年及以后加速技术标准化和监管接受度。
展望未来，行业预计将进一步整合，主要参与者寻求合作和许可协议，以扩大玻璃化沸石解决方案的全球范围。技术开发者与废物管理运营商之间的战略合作预计会增加，尤其是在启动或扩张核能项目的国家。这些趋势指向一个更加互联、以创新驱动的行业，致力于安全有效地长期固定放射性废物。
市场规模、增长驱动因素及2030年预测
玻璃化沸石技术结合了使用沸石固定危险废物的能力和高温玻璃化过程，正在成为安全管理核能和工业废物的首选方案。到2025年，全球玻璃化沸石技术市场相对于更广泛的废物管理细分市场仍然相对小众，但预计到2030年将稳步增长，推动因素包括环境监管的收紧、核设施退役活动的增加以及工业废物产生的上升。
市场动力在活跃的核能领域和健全的监管框架中尤其明显。例如，在美国，能源部继续在汉福德等地点实施基于玻璃化的废物处理，与技术提供商合作提高过程效率和能力（美国能源部）。同样，法国和英国等欧洲国家正在投资于玻璃化和基于沸石的系统，以应对遗留和正在进行的核废物流（Orano）。
亚太地区正成为一个重要的增长驱动力，中国和日本等国正在扩展其核废物处理基础设施，探索先进的玻璃化沸石解决方案（中国核工业集团，三菱重工业）。最近在这些地区的玻璃化示范工厂和试点项目的启动，表明对扩大这一技术的日益承诺。
推动预计到2030年市场扩张的几个关键因素包括：
- 监管强制要求减少危险废物流动性，特别是对于放射性核素和重金属。
- 全球范围内老化核设施的持续退役，造成大量需要永久固定的高放废物。
- 沸石合成和玻璃化过程控制的技术进步，提高经济可行性和处理能力（SINTEF）。
- 公众和利益相关者对透明、长期废物管理的压力增加。
虽然主要制造商和政府机构对市场规模数据保密，但业内参与者预计，在这十年余下时间内，年均增长率将达到高个位数。AVEVA集团和西门子能源等公司正在开发数字化和自动化解决方案，进一步简化玻璃化沸石操作，以支持可扩展性和符合性。
展望未来，玻璃化沸石技术市场可能会受益于更广泛的减碳和循环经济倡议，特别是随着更多行业寻求可靠、耐用的危险废物最小化和资源回收方案。
应用聚焦：核废料处置和环境修复
玻璃化沸石技术正在成为核废料处置和环境修复项目中高放射性废物（HLW）固定和长期封存的关键解决方案。到2025年，由于其能够将放射性核素封装在稳定的玻璃-陶瓷基体中，该技术越来越受到关注，利用了沸石的离子交换特性，并结合玻璃化材料的耐久性。该过程通常涉及将沸石装载放射性同位素，然后进行高温熔化，形成可抵抗浸出和环境退化的均匀玻璃或玻璃陶瓷产品。
若干重要项目正在进行或计划在不久的将来开展。美国萨凡纳河核电站一直在应用玻璃化技术的先驱之一，包括基于沸石的系统进行高放废物固定。他们的国防废物处理设施（DWPF）继续将核废物处理成玻璃日志，并且正在开展研究，以探索沸石添加剂，以进一步改善放射性核素捕获和废物装载效率。到2024年，DWPF的玻璃生产量超过1800万磅，涉及沸石材料的增强预计将在2026年的试点研究中实施。
在欧洲，Orano正推进玻璃化作为其综合废物管理战略的一部分。该公司在法国的设施正在研究使用工程沸石来增强挥发性放射性核素的结合，并优化针对特定废物流的玻璃基体。他们公开的技术资料显示，正在与沸石-玻璃化混合体进行试验，预计在未来三年内实现全面示范。
日本核电行业也在响应福岛第一核电站事件后的去污挑战，采用玻璃化沸石技术。日本原子能机构（JAEA）报告称，采用沸石-玻璃化方法成功进行了实验室规模的铯和锶固定，预计到2025年底实现试点工厂的部署。
展望未来，玻璃化沸石技术在核废物处置方面的前景依然强劲。监管机构和行业领导者认识到其在满足严格安全标准和减少放射性废物环境足迹方面的潜力。随着各国政府和机构加大对遗留废物的处理力度，预计对玻璃化沸石系统的投资将增加，特别是在扩大工艺规模、优化材料配方和与更广泛的修复策略整合方面。
新兴用途：清洁能源、水处理及其他
玻璃化沸石技术正在快速发展，2025年标志着其在清洁能源、水处理和其他新兴应用领域多样化的关键一年。传统上用于放射性废物固定的沸石玻璃化，最近的进展将其定位为多个关键行业可持续性的关键推动力。
在清洁能源方面，废弃沸石的玻璃化正在纳入下一代核电站废物管理策略。像Orano这样的公司正在试点对合成沸石材料的玻璃化，这些材料在放射性核素捕获期间使用，旨在创造适合深地质处置的耐用废物形式。这些努力与全球现代化核基础设施和减少放射性残留物长期环境影响的倡议相一致。
水处理是另一个见证显著创新的领域。沸石材料因其离子交换和吸附能力而备受重视，被用于从工业和市政废水中去除重金属和放射性核素。安全处理饱和沸石一直是一个挑战；玻璃化通过将危险的沸石废物转化为稳定的、耐浸出的玻璃-陶瓷基体提供了一种解决方案。在2024-2025年，SUEK和俄罗斯航天服务公司宣布将在东欧和中亚的试点地区进行合作演示，玻璃化水处理过程中使用的沸石吸附剂。初步结果显示浸出污染物显著减少，支持了未来几年的监管采用。
除了能源和水领域，玻璃化沸石技术在关键材料回收和遗留化学废物处理方面也展现出潜力。由桑迪亚国家实验室支持的研究计划表明，玻璃化可以固定沸石捕获的砷、汞和其他有毒元素，从而为工业副产品的循环经济模型提供可能。这些项目预计到2025年底将扩大到现场试验，并展望在监管收紧的情况下实现商业部署。
展望未来，未来几年玻璃化沸石基体的采用可能在多个行业中扩展，推动因素包括更严格的环境标准和对沸石多功能性的日益认可。预计在欧洲和亚洲将建设大规模示范工厂，政府支持的资金将加速技术转移。随着玻璃化过程变得更加节能并针对特定废物流进行了定制，该技术有望在2030年代末成为可持续废物管理和资源回收的主流。
监管环境与行业标准（引用官方机构）
玻璃化沸石技术的监管环境——一种有前景的放射性废物固定方法——在2025年继续发展，因为各国和国际机构响应对安全、长期废物管理的日益需求。监管监督主要由国家核能机构和国际组织驱动，这些机构正在更新标准以适应玻璃化和基于沸石的封存技术的进步。
在美国，美国核监管委员会（NRC）负责放射性废物处理的监管，包括玻璃化设施的许可。NRC一直在审查废物形式资格的指导，特别是涉及沸石固定和玻璃化的高放废物，将要求与汉福德废物处理厂等地的正在进行的项目发现保持一致。美国能源部（DOE）继续支持研究和试点项目，强调遵循国防高放废物玻璃的废物接受产品规格（WAPS），其中现在在某些条件下提及沸石稳定化作为一种被接受的方法。
在国际上，国际原子能机构（IAEA）发挥着核心作用，发布有关固定废物形式的性能和安全评估的指导和技术文件。IAEA的安全标准系列和技术报告已更新，涵盖了关于沸石玻璃化的最新见解，反映了活跃研究和示范项目的成员国的贡献。这些文件列出了化学耐久性、浸出抵抗性和长期稳定性等要求，这是审批玻璃化沸石废物形式的关键标准。
在欧盟，欧洲核安全监管者小组（ENSREG）已发起成员国之间的标准化努力，将沸石玻璃化纳入放射性废物管理指令的更广泛框架中。国家监管机构，例如英国核管理办公室（ONR）正在更新许可程序，以考虑沸石基废物形式的独特性能，预计英国和法国的试点设施将为未来的标准制定提供参考。
展望未来，预计未来几年将进一步协调国际标准，特别是当试点和示范工厂过渡到商业规模运营时。监管机构很可能会发布更具体的与沸石玻璃化相关的技术指导，为更广泛的采用铺平道路，并确保行业实践保持稳健、安全和环保。
投资趋势和融资机会
玻璃化沸石技术充分利用了沸石独特的离子交换和封装特性，并结合高温玻璃化过程，越来越被认可为放射性和危险废物稳定化和长期封存的关键解决方案。随着全球废物管理的监管要求不断收紧以及核设施退役的加速，该领域在进入2025年时正经历显著的投资和融资活动。
多个国家和国家支持的实体继续将基于玻璃化的废物处理技术列入其更广泛的环境和能源战略中。例如，在2024年，英国核退役管理局扩大了对包括基于沸石的玻璃化的先进废物固定项目的支持，并为遗留废物场所的试点演示提供了专项资金。美国能源部（DOE）也同样强化了其承诺，为在汉福德等设施中开发和推广沸石玻璃化方法分配了新资源，该方法正在将工程沸石整合到放射性罐装废物的玻璃化过程当中（美国能源部）。
在工业方面，专注于先进材料和核废物管理的公司正在积极寻求合作伙伴关系和资本注入。威立雅正在将其研究扩展到沸石嵌入玻璃基体，力求在未来几年进行商业演示，而ORKA集团在2025年宣布了一项合作项目，将为欧洲试点工厂的高活性废物流整合玻璃化沸石模块。此外，SGL Carbon正在向玻璃化应用的可扩展沸石生产投入研发资金，称公共和私营部门都对这一增长的需求给予了关注。
尽管资金有限，由于这一技术的资本密集型和高度监管的特性，风险投资的兴趣正在逐渐上升。几家技术加速器和清洁技术基金已将玻璃化沸石列为2025-2027年的“观察名单”行业，特别是随着商业示范项目证明大规模部署的经济性和操作可行性。
展望未来，玻璃化沸石技术的投资前景乐观。监管推动、退役需求和公共资金增加的交集预计将催化私人部门的进一步参与。随着示范项目向全规模运营的过渡以及越来越多的废物产生者寻求经过验证、耐用的固定方案，预计未来几年政府和私营部门的资助机会将显著增长。
未来展望：战略路线图和颠覆性潜力
玻璃化沸石技术通过将放射性和危险废物固定在稳定的玻璃-陶瓷基体中，在全球废物管理标准收紧和核退役加速进入2025年及之后，正获得战略重要性。这项技术利用沸石的离子交换和分子筛选特性，随后进行高温玻璃化，以将污染物锁定在耐用结构中。通过减少浸出性和长期环境风险，这种方法同时解决了性能和公众接受度的问题。
到2025年，预计若干试点和示范项目将转向商业规模部署，尤其是在核工业成熟和遗留废物挑战迫在眉睫的地区。例如，Orano继续在其法国和国际场所开发基于沸石的玻璃化过程，针对高放废物流，持续投资于模块化玻璃化单元。同时，日本的日本原子能机构（JAEA）正在促进在东海再处理设施中应用沸石玻璃化，专注于铯和锶的去除与稳定化。
行业数据显示，未来几年将加强技术开发者与废物产生者之间的合作，旨在针对特定废物类型优化沸石配方，并扩大适用于热细胞的玻璃化系统。意大利的Sogin公司正在评估沸石玻璃化作为更广泛的场地修复和废物最小化运动的一部分，特别是针对中低放射性材料。
这项技术的颠覆性在于其有潜力处理混合危险废物，包括来自核医学、工业源和去污努力的废物，从而扩大其可达市场。预计先进机器人技术和远程处理的集成将进一步降低操作风险和成本，使玻璃化沸石技术对新旧废物流均更具吸引力。
展望2025年以后，主要挑战将是展示在多样地质处置条件下的长期性能、监管协调以及与替代处理方法的成本竞争力。然而，成功的参考项目以及在核领域对循环经济原则日益重视的趋势，使得玻璃化沸石技术可能成为可持续废物管理的颠覆性解决方案。
来源与参考文献
- Orano
- 三菱重工业
- 瑞典核燃料与废物管理公司（SKB）
- 日本原子能机构（JAEA）
- 丰田通商公司
- 比利时核研究中心（SCK CEN）
- 国际原子能机构（IAEA）
- Sosny研究与开发公司
- 世界核协会
- 中国核工业集团
- SINTEF
- AVEVA集团
- 西门子能源
- 桑迪亚国家实验室
- 欧洲核安全监管者小组
- 英国核管理办公室
- 威立雅
- SGL Carbon
- Sogin
