小型反应堆设计正吸引重量级企业投资 但距离大规模应用仍面临漫长挑战

摘要:

随着对清洁能源需求的增长,小型模块化反应堆(SMR)再度成为投资与监管关注的热点。尽管该概念可以追溯至民用核电初期,20世纪60年代起工程师们将重心转向大型核电站,认为规模化能提升效率、降低成本。而今,行业重新关注更小型的设计。

支持者认为,SMR可更接近人口中心和工业集群布置,从而减少庞大的输电网络需求,并为钢铁制造、海水淡化、偏远矿区电力供应等新应用提供可能。

与传统核电站不同,SMR在工厂内模块化制造,现场组装,旨在缩短建设周期、提升成本可控性。其模块化设计便于运营商根据需求分步扩容,或根据特定场地和合作伙伴调整规模。这一方式希望能避免类似美国乔治亚州Vogtle核电站那样数年推迟、预算翻番的情况。

SMR的一个关键特征是设计与燃料类型的多样化。全球共有127种独特设计,许多方案采用了更高浓缩度铀等新型燃料,支持更高温、长周期运行。

尽管潜在客户趋之若鹜,这些创新仍需跨越严苛的监管障碍。每一种反应堆和燃料类型都要经过严格认证,通常需数年甚至数十年。

SMR经济可行性仍待验证。支持者称标准化、批量生产会大幅降低成本,但实际运营数据稀缺。美国NuScale公司原计划在犹他州建六座商用SMR,但2023年因成本飙升、企业犹豫最终终止。项目电价预估升至每兆瓦时89美元,远高于天然气及配有储能的风电或太阳能。

高昂成本与冗长审批流程引发业内整合呼声,削减不具备市场前景的设计。NuScale申请其60兆瓦反应堆美国认证,花费三年和五亿美元,凸显挑战。

截至2025年,仅有两座商业化SMR项目投入运营:俄罗斯Rosatom公司一对35兆瓦漂浮平台反应堆服务北极社区(2020年建成);中国核工业集团(CNNC)2023年在石岛湾投运两台100兆瓦机组。全球还有数十个项目处于筹建或在建阶段。

下一波SMR开发浪潮由国家背景企业及美国本土创新公司主导,如法国电力(EDF)、俄罗斯Rosatom、中国核电集团、比尔·盖茨创办的TerraPower(正在怀俄明州改建前煤电厂,设计容量345兆瓦,等待审批)及巴菲特旗下PacifiCorp等。科技行业对SMR兴趣激增,亚马逊、Google、甲骨文等正在探索通过SMR为数据中心供电。BloombergNEF预计2035年美国数据中心耗电量将占全国9%,高于目前4%。

2025年10月,Google宣布与Kairos Power达成协议,未来在田纳西州部署SMR,目标装机达500兆瓦,2035年首批并网。全球领先数据中心服务商Equinix 2024年承诺向初创公司Oklo购买500兆瓦,并预订Radiant Nuclear公司20座微型反应堆。尽管如此,美国核管会至今尚未为任何国内SMR项目颁发许可。

特朗普总统公开支持扩展美国核电能力,涵盖SMR。今年3月,能源部重启了9亿美元SMR扶持计划,延续了此前对TerraPower怀俄明项目的20亿美元资金分担。5月,特朗普签署行政令,加快审批、力争2050年核电装机达400吉瓦。能源部定于2026年启动新型SMR燃料测试。

国际合作也在推进。今年9月美英两国签署谅解备忘录,将协调监管流程,加速许可,并允许安全审核结果相互承认。劳斯莱斯于6月成为英国首选SMR供应商,正寻求英美两国批复,预计可获得25亿英镑公款支持,目标2030年代中期建成首座电站。

安全问题仍充满争议。支持者声称先进SMR采用钠冷却剂、熔盐冷却液和较低运行压力等被动安全系统,降低对泵与人员干预的依赖。批评者认为,靠近人口中心的布置带来新风险,而所有核反应堆类型都尚未彻底解决放射性废物处理难题。

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