报告概述

到 2034 年，全球离子交换液体核废料处理市场规模预计将从 2024 年的16 亿美元增至51 亿美元左右，预测期间复合年增长率为 12.3% 2025年至2034年。

基于离子交换的液体核废物处理产业在核电站、研究设施和医疗机构产生的放射性流出物的管理中发挥着关键作用。该过程涉及通过离子交换树脂去除液体废物流中的放射性离子，有效浓缩危险的放射性核素并促进更安全的处置。该技术对低放废物和中放废物的处理特别有效，具有选择性高、操作简单、成本效益高等优点。

离子交换处理的特点是因其融入更广泛的核燃料循环而得到发展。印度对封闭式燃料循环的承诺需要高效的废物处理解决方案。原子能部 (DAE) 制定了到 2031 年将核电容量提高到 22.5 GWe 的计划，并希望到 2047 年达到100 GWe。这种扩张强调了对先进废物管理技术（包括离子交换系统）的需求。

政府举措和监管框架在推动市场发展方面发挥着关键作用。例如，美国能源部的汉福德试验台计划通过去除 2,000 加仑储罐废物中超过 98% 的放射性，证明了离子交换过程的有效性。这些成功的实施凸显了离子交换技术在解决复杂核废料挑战方面的潜力。

在印度，原子能部 (DAE)实施离子交换方法作为其放射性废物综合管理战略的一部分。巴巴原子研究中心 (BARC) 采用离子交换以及过滤、化学处理和蒸发技术，在固定之前对液体废物进行预处理，从而减少废物的体积和放射性。这种方法符合印度政府在 2025 年重申的到 2031 年实现 22.5 GWe 核电装机容量的目标。

主要要点

• 基于离子交换的液体核废料处理市场规模预计约为51 亿美元到 2034 年，从 2024 年的16 亿美元，复合年增长率为 12.3%。
• 低放废物占据主导市场地位，占据超过 67.4% 的份额。
• 无机天然离子交换剂占据主导市场地位，占据主导地位，占据主导地位超过 38.3% 的份额。
• 压水堆占据主导市场地位，占有超过 56.6% 的份额。
• 北美引领离子交换液态核废料处理市场，占全球份额的38.5%，价值约为0.6 美元十亿。

按类型

低放废物由于其产生量大且易于处理而占据主导地位，占67.4%的份额。

2024年，低放废物占据主导市场地位，在全球占有67.4%以上的份额基于离子交换的液体核废料处理市场。该部分包括受污染的材料，如防护服、清洁抹布、过滤器和其他因常规核设施操作、研究活动而产生的低放射性物品ies 和医疗程序。高比例主要是由于全球核电厂和医疗机构产生的此类废物数量巨大。

高放废物或中放废物、低放废物需要不太复杂的处理，使离子交换成为有效且首选的处理方法。到 2025 年，随着监管机构继续强调安全处置实践以及核电在低碳能源战略中保持核心作用，预计对低放废物处理的需求将保持强劲。此外，低放废物的离子交换工艺具有成本效益且可扩展，这支持其在发达和新兴核经济体中的采用。

通过离子交换处理

无机天然离子交换剂由于其成本效益和环境兼容性而以 38.3% 的份额领先。

到 2024 年， 无机天然离子交换器吊架占据了市场主导地位，在基于离子交换的液体核废料处理市场中占据了超过38.3%的份额。这些交换器包括沸石和粘土等天然矿物，因其对铯和锶等放射性离子的高选择性而被广泛使用，特别是在低浓度和中浓度液体废物流中。它们在市场上的强势地位得益于低成本、化学稳定性和抗辐射损伤等优势，这使其成为大型核设施的实用选择。

此外，随着越来越多的国家推动可持续的废物处理解决方案，天然离子交换剂的环境兼容性也受到关注。到 2025 年，预计该部分将继续在现有和新的处理系统中使用，特别是在扩大核电容量同时寻求更自然和环保的国家

按水处理划分

由于其全球部署和持续产生废物，压水反应堆占据了 56.6% 的市场份额。

2024 年，压水反应堆占据了市场主导地位，在水处理领域占据了超过56.6%的份额。基于离子交换的液体核废料处理市场。这一领先份额主要与压水堆 (PWR) 技术在全球的广泛采用有关，尤其是在美国、法国、中国和韩国等国家。压水堆在正常运行、维护和加料过程中会产生大量液体放射性废物，因此离子交换等高效处理方法对于合规性和环境安全至关重要。

这些反应堆持续产生废物，推动了对可靠处理系统的持续需求。到 2025 年，随着越来越多的发展中国家将压水堆技术纳入其核电战略，该细分市场预计将保持其强劲的市场份额，进一步增强对有效液体废物管理解决方案的需求。

主要细分市场

按类型

• 低放废物
• 中放废物废物
• 高放废物

通过离子交换处理

• 无机天然离子交换剂
• 有机天然离子交换剂
• 合成无机离子交换剂
• 合成有机离子交换剂
• 改性天然离子交换剂

水处理加工

• 压水反应堆
• 沸水反应堆
• 其他

驱动因素

政府主导的举措推动核废料处理中离子交换的采用

离子交换技术发展的重要驱动因素基于交换的液态核废物处理市场是政府在推进核废物管理技术方面的积极作用。美国能源部 (DOE) 一直走在实施离子交换工艺处理放射性废物的前沿。值得注意的是，华盛顿州汉福德基地的测试床计划 (TBI) 体现了这一承诺。

2024 年，TBI 使用集成离子交换柱成功处理了约 2,000 加仑的储罐废物，有效去除了 98% 以上的放射性。这些经过处理的废物计划于 2025 财年进行安全处置，突显能源部致力于创新废物处理解决方案。

同样，在南卡罗来纳州萨凡纳河基地，能源部采用离子交换工艺从高浓度废盐溶液中去除铯 137。这种方法提高了废物处理的效率和安全性，体现了政府对废物处理的承诺推进核废物管理技术。

限制

管理废离子交换树脂的高成本和复杂性

基于离子交换的液体核废物处理市场的一个重大挑战是与管理废离子交换树脂相关的高成本和复杂性。这些树脂在用于处理放射性废水后，本身就会具有放射性，需要小心处理、处理和处置。

国际原子能机构 (IAEA) 报告称，压水反应堆 (PWR) 每年每单位产生 4 至 7 立方米的废离子交换树脂。沸水反应堆 (BWR) 的产量甚至更多，每台每年高达 20 立方米。管理如此大量的放射性废物在技术上具有挑战性，而且成本高昂。

这些废树脂的处理和处置涉及多个步骤，包括稳定、固定和分离。固化储存。这些过程需要专门的设施和技术，这会增加总成本。例如，美国能源部汉福德工厂的废物处理项目面临着不断上升的成本，估计达到 168 亿美元。

此外，缺乏处理废离子交换树脂的标准化全球协议也增加了复杂性。不同国家的法规和基础设施能力不同，导致废物管理实践不一致。这种差异可能会阻碍国际合作和最佳实践的分享。

机遇

印度政府主导的核能扩张刺激了对离子交换废物处理的需求

印度扩大核能产能的战略推动为基于离子交换的液体核废物处理市场提供了重大的增长机会。政府NT 的“Viksit Bharat”计划旨在到 2047 年开发至少 100 GW 的核能，这标志着到 2031 年预计的核能容量将大幅增加约 22.5 GWe。

这一雄心勃勃的扩张需要建立先进的废物管理系统来处理不断增加的放射性废物量。离子交换过程对于处理液体放射性废物特别有效，因为它们可以有效地从废物流中去除特定的放射性核素。巴巴原子研究中心 (BARC) 一直处于开发和实施废物处理离子交换技术的前沿。例如，BARC建立了工厂规模的离子交换设施，并展示了从低放废物中回收水的循环利用，符合“水循环利用”的概念。

此外，印度采用闭式燃料循环，包括乏燃料的后处理和回收，结果产生高放废物（HLLW）。这些废物通过玻璃化固定在惰性玻璃基质中，并在处置前在固体储存监控设施中储存 30-40 年。此类废物流的处理进一步凸显了高效离子交换工艺的重要性。

趋势

离子交换材料的进步提高了核废物处理效率

基于离子交换的液体核废物处理市场的一个显着趋势是先进离子交换材料的开发。这些创新旨在提高离子交换树脂的选择性、容量和耐久性，这对于有效去除废物流中的特定放射性同位素至关重要。

最近的进展导致了对特定放射性核素具有更高亲和力的树脂的诞生，从而提高了废物处理过程的效率。例如，新材料其设计目的是更有效地针对特定的放射性同位素，从而提高废物管理系统的整体效率。

离子交换工艺与化学沉淀和膜过滤等其他处理方法的集成也越来越受到关注。这种组合增强了废物管理系统的整体有效性，确保更全面地去除污染物。

在离子交换过程中采用自动化系统和实时监控技术正在提高运营效率。这些进步减少了人为干预，确保了准确的废物处理，与行业向更可持续和更具成本效益的解决方案的发展保持一致。

区域分析

2024年，北美引领基于离子交换的液体核废物处理市场，占全球份额的38.5%，v价值约6亿美元。这种主导地位归功于该地区成熟的核基础设施、严格的环境法规以及对核废料管理技术的大量投资。

尤其是美国，一直在积极应对核废料挑战。美国能源部 (DOE) 于 2021 年 5 月拨款 4000 万美元用于加强核废料处理工艺，强调离子交换系统等先进技术的重要性。此类投资凸显了政府对确保安全有效的废物管理实践的承诺。

此外，该地区对可持续能源解决方案的关注导致核电作为可行替代方案的复兴。随着核能产量的增加，液体放射性废物的数量也在增加，因此需要有效的处理方法。离子交换过程已成为此过程中不可或缺的一部分加拿大还凭借其强大的核部门和对环境安全的重视，为区域市场做出了重大贡献。政府机构和私营企业之间的合作促进了北美地区先进废物处理技术的开发和实施。

重点地区和国家

• 北美洲
  • 美国
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 法国
  • 英国
  • 西班牙
  • 意大利
  • 欧洲其他地区
• 亚洲太平洋地区
  • 中国
  • 日本
  • 韩国
  • 印度
  • 澳大利亚
  • 亚太地区其他地区
• 拉丁美洲
  • 巴西
  • 墨西哥
  • 拉丁地区其他地区美国
• 中东和非洲
  • 海湾合作委员会
  • 南A非洲
  • MEA其他地区

主要参与者分析

法国跨国公司Areva SA在核废料管理方面发挥了重要作用，特别是通过其拉海牙后处理设施。该公司专业处理乏核燃料和放射性废物，采用先进的离子交换技术确保环境安全。尽管面临监管挑战，阿海珐仍在废物处理解决方案方面不断创新，在全球核工业中保持着重要地位。

Augean Plc 总部位于英国，专注于危险废物管理，包括放射性材料。该公司为低放射性废物的处理和处置提供全面的服务，利用离子交换工艺来满足严格的环境标准。 Augean 对可持续废物解决方案的承诺巩固了其在英国核废物管理领域的地位。

AVANTech 总部位于美国，为核设施提供专业水处理系统。该公司设计和制造专为放射性废物处理而设计的离子交换树脂和系统。值得注意的是，AVANTech 通过实施先进的水处理技术为福岛第一核灾难响应做出了贡献，展示了其在紧急核废料管理方面的专业知识。

市场主要参与者

• Areva SA
• Augean Plc
• AVAN Tech
• Bechtel Corporation
• Chase Environmental Group, Inc.
• Graver Technologies LLC
• Kiewt Corporation
• Orano

近期发展

柏克德公司对卓越的承诺得到了认可，美国能源部授予该公司 2024 年汉福德工厂潜在 1500 万美元费用的近 95%，金额为 14.2 美元百万。

2024 年，Augean Plc 加强了其作为英国基于离子交换的液体核废料处理领域的关键参与者的地位。该公司通过其遍布全国的 22 个设施网络专门管理难以处理的废物，包括放射性材料。