核聚变被视为“终极能源”ღ✿✿,其意义不仅在于提供零碳基荷电力ღ✿✿,更在于为未来数据中心和 AI 算力需求奠定能源底座ღ✿✿。
与此同时ღ✿✿,核裂变技术同样迎来窗口期ღ✿✿,科技巨头正联合小型模块化反应堆(SMR)及核聚变公司ღ✿✿,为数据中心量身定制供能方案ღ✿✿,裂变商业化或比聚变更早落地ღ✿✿。
SMR作为新一代核裂变反应堆是为快速增长的数据中心和AI能源需求提供重要补充的供能模式ღ✿✿,美国已掀起SMR的投资热潮ღ✿✿。本期ღ✿✿,钛资本特别邀请中国首批SMR创业公司——上海钧合原子科技有限公司创始人田佳树进行分享ღ✿✿,他是资深核工业专家ta66.app番茄社区ღ✿✿,拥有30 余年核工业履历ღ✿✿,兼具技术深度与工程管理广度ღ✿✿,曾任中国核安全专家委委员ღ✿✿,国际原子能机构IAEA核安全顾问ღ✿✿,中核集团副总工ღ✿✿,中广核集团副总工, 华龙国际核电总经理ღ✿✿。
本次会议由钛资本董事总经理吴凯主持ღ✿✿,他长期关注可控核聚变尊龙凯时人生ღ✿✿、智慧汽车ღ✿✿、前沿科技ღ✿✿、专精特新领域ღ✿✿。以下为实录分享ღ✿✿:
2023 年 12 月第 28 届联合国气候大会上ღ✿✿,美国能源部发起的核能声明获近 30 国加入ღ✿✿,首次将核能作为大会主题ღ✿✿,提出 2050 年全球核能装机需达当前三倍(从 4 亿千瓦增至超 10 亿千瓦)ღ✿✿,其中小型反应堆(小堆)将占新增容量的三分之一ღ✿✿,发展空间约 3 亿千瓦ღ✿✿。
从当前全球空间来看ღ✿✿,有439 台运行核电机组ღ✿✿,占总发电量 9%ღ✿✿,在建 69 台ღ✿✿。美国以约 100 台运行机组居首ღ✿✿,中国则有 30 多台在建机组领先全球ღ✿✿。
政策层面ღ✿✿,美国将核能领先设为国家战略ღ✿✿,2024 年 5 月出台四项行政命令简化监管ღ✿✿、强化供应链ღ✿✿,目标 2050 年装机从 1 亿千瓦增至 4 亿千瓦ღ✿✿,并拨款 32 亿美元支持先进反应堆研发ღ✿✿,其中 8 亿美元用于第三代加小型模块化反应堆部署ღ✿✿。法国核电占比超 70%ღ✿✿,电价低廉且对外出口ღ✿✿,正自主研发小型模块化反应堆并与日本合作开发第四代钠快堆ღ✿✿。英国近年重启核能发展ღ✿✿,计划 2050 年装机翻倍至电力占比 25%ღ✿✿,依托小型模块化反应堆推动工业现代化ღ✿✿,目标占据全球小堆市场 25%ღ✿✿。韩国投入 18.3 亿研发 ISMR 商业化ღ✿✿。
在中国ღ✿✿,政府持续推进高温气冷堆ღ✿✿、快堆等示范项目ღ✿✿,2024 年明确支持第四代核电ღ✿✿、小型模块化反应堆等前沿技术攻关ღ✿✿。目前中国在运和在建机组共 102 台ღ✿✿,数量全球第一ღ✿✿,预计 2030 年装机超美国ღ✿✿,2060 年达 4 亿千瓦以支撑碳中和目标ღ✿✿。
第三代在1990年代后以提高安全性为核心ღ✿✿,推出AP1000ღ✿✿、EPRღ✿✿、华龙一号等型号ღ✿✿,又因2011年福岛事故衍生“三代+”ღ✿✿,增加抗大飞机撞击与双安全壳尊龙凯时人生ღ✿✿,造价抬升10-20%ღ✿✿。
第四代的概念2000年由美国能源部联合27国发起ღ✿✿,目标2030-2060年间实现更安全ღ✿✿、经济ღ✿✿、可持续ღ✿✿、防扩散的六种堆型ღ✿✿:钠冷快堆ღ✿✿、铅冷快堆ღ✿✿、气冷快堆ღ✿✿、超高温气冷堆ღ✿✿、超临界水堆ღ✿✿、熔盐堆ღ✿✿。其中超高温气冷堆出口温度950-1000 ℃ღ✿✿,可直接热解海水制氢ღ✿✿;铅冷快堆850 ℃ღ✿✿,小型化潜力大ღ✿✿;熔盐堆700-800 ℃ღ✿✿,固有安全性高但腐蚀问题突出ღ✿✿;钠冷快堆550 ℃ღ✿✿,最接近工业示范ღ✿✿;超临界水堆因技术继承性好但关注度下降ღ✿✿;气冷快堆受众面小ღ✿✿,推进积极性不高ღ✿✿。
由于三代机组日趋大型化ღ✿✿、造价高ღ✿✿,中小国家和电力公司难以承受ღ✿✿,美国2003年提出小型模块化反应堆(SMR)概念ღ✿✿,经近20年论证ღ✿✿,2022-2025年全球投资迅速升温ღ✿✿。国际共识把2025-2030年定为SMR商业示范期ღ✿✿,2030-2040年为推广期ღ✿✿,未来十年将迎来包括微型反应堆在内的小型反应堆发展机遇ღ✿✿。中国在压水堆领域已具备成熟产业化能力ღ✿✿,同时在高温气冷堆等前沿技术领域持续攻关ღ✿✿。小型模块化反应堆的技术优势及应用前景
国际原子能机构将小型堆(SMR)归为先进核能系统ღ✿✿,定义为在三代加和四代技术基础上的小型化ღ✿✿、模块化设计ღ✿✿,功率在300兆瓦电以下ღ✿✿,含微型堆(10兆瓦以下)ღ✿✿。
在技术适配性上ta66.app番茄社区ღ✿✿,水堆可做小型化但难以实现微型化ღ✿✿;气冷堆ღ✿✿、液态金属冷却快中子堆及熔岩堆则既能做小型堆也能做微堆ღ✿✿。据国际核能署2024 年 7 月报告ღ✿✿,全球现有 127 种公开的小型模块化反应堆设计方案ღ✿✿,51 种进入许可审查流程ღ✿✿,81% 获投资方承诺尊龙凯时人生ღ✿✿,但仅 7 种处于运行或在建状态ღ✿✿。其中ღ✿✿,俄罗斯浮动式核电站和中国石岛湾高温气冷堆示范项目已运行ღ✿✿;中国 “玲龙一号”(ACP100)计划 2026 年建成ღ✿✿,将成陆上压水堆首个示范项目ღ✿✿。
l灵活性强ღ✿✿:单机组投资小ღ✿✿、占地少ღ✿✿,可通过模块化数量调整实现滚动发展ღ✿✿,建造工期仅2-3 年ღ✿✿,支持分期建设及独立组网 / 并网ღ✿✿;
l安全性高ღ✿✿:采用先进燃料与非能动设计ღ✿✿,消除堆芯熔化隐患ღ✿✿,超50% 设备标准化预制优化了工程质量与成本ღ✿✿;
l经济性强ღ✿✿,目标成本控制在比大型堆高10%-20%ღ✿✿,总投资小ღ✿✿、工期短的特点适合小型电力公司滚动开发ღ✿✿。
l应用场景丰富ღ✿✿:除发电ღ✿✿、供热ღ✿✿、制氢外ღ✿✿,还涵盖数据中心ღ✿✿、高耗能工业园区及离网用户等ღ✿✿。然而ღ✿✿,目前尚无建成项目的可比数据ღ✿✿,行业正通过缩短工期ღ✿✿、简化系统ღ✿✿、模块化制造等方式降低造价ღ✿✿,其经济性随功率增大而提升ღ✿✿,呈现10 兆瓦到 300 兆瓦功率区间的规模效应趋势ღ✿✿。
数据中心供电ღ✿✿:数据中心的能耗问题日益突出ღ✿✿,2022年全球数据中心耗电量已达4460亿度ღ✿✿,相当于日本全年用电量ღ✿✿,且增速迅猛ღ✿✿。预计到2030年ღ✿✿,全球数据中心耗电量将超过1.5万亿度ღ✿✿,2040年可能达到3万亿度ღ✿✿。中国数据中心耗电增长同样惊人ღ✿✿,2024年已超过500亿度ღ✿✿,2030年预期达到5000亿度ღ✿✿,2040年可能翻倍至1万亿度ღ✿✿。若用小型堆为数据中心供电ღ✿✿,其需求量可能呈指数级增长ღ✿✿,从2030年的4台增至2040年的150台ღ✿✿。若中国内陆核电站大堆无法进入ღ✿✿,SMR可能有2亿千瓦发展空间ღ✿✿,相当于2000台10万千瓦机组ღ✿✿。
工业园区ღ✿✿:工业园区需要大规模稳定的电源或热源ღ✿✿,小型堆作为离网或隔墙电源ღ✿✿,靠近用户ღ✿✿,成本更低ღ✿✿。传统化石能源电厂面临转型升级ღ✿✿,小型堆被视为替代火电锅炉或天然气发电的理想选择ღ✿✿。美国能源部及国际原子能机构等机构对比后ღ✿✿,认为SMR在技术ღ✿✿、安全ღ✿✿、环境和成本方面表现优异ღ✿✿。
海上及边远地区ღ✿✿:小型堆还可用于海岛ღ✿✿、边远地区ღ✿✿、边防哨所及无陆地的岛国ღ✿✿,如新加坡ღ✿✿、英国ღ✿✿、马来西亚等ღ✿✿,解决其用能需求ღ✿✿。俄罗斯的浮动式核电站已在西伯利亚供电ღ✿✿,未来SMR也可替代海上钻井平台的石油重油供电ta66.app番茄社区ღ✿✿。
上海钧合原子科技有限公司专注于SMR研发ღ✿✿,拥有三种产品ღ✿✿:百兆瓦级压水堆(技术成熟ღ✿✿,有良好工业基础)ღ✿✿、50兆瓦高温气冷堆(吸取经验教训ღ✿✿,采用国际先进设计ღ✿✿,计划5-10年具备市场化应用条件)以及满足特殊用途的热管微堆ღ✿✿。
自2000年以来ღ✿✿,美国小型堆初创公司已发展15年ღ✿✿,2020年后如雨后春笋般涌现ღ✿✿。2022年后ღ✿✿,资本市场对其兴趣大增ღ✿✿,尤其是2024年下半年至2025年ღ✿✿,特朗普政府支持下ღ✿✿,资本界对小型堆投资力度显著加大ღ✿✿。
目前ta66.app番茄社区尊龙凯时人生ღ✿✿,美国已有三家小型堆创投公司上市ღ✿✿,尽管这些公司尚未有营收或示范项目落地ღ✿✿,但其估值仍在不断攀升ღ✿✿:
1ღ✿✿、NuScale(小型模块化核反应堆技术的领先者)ღ✿✿:2007年成立ღ✿✿,是唯一通过美国监管机构认可的设计方案ღ✿✿。2022年5月上市ღ✿✿,融资4.13亿美元ღ✿✿,估值19亿美元ღ✿✿。目前得到美国政府资助2.66亿美元ღ✿✿,用于三代加堆项目ღ✿✿。
2ღ✿✿、OKLO (专注于新一代快堆技术)ღ✿✿:2013年成立ღ✿✿,以钠冷微堆Aurora为主打产品ღ✿✿,资本市场表现最为活跃的小堆公司ღ✿✿。Sam Altman(OpenAI CEO)曾个人投资ღ✿✿,并担任董事会主席ღ✿✿。2025年7月市值110亿美元ღ✿✿。得到美国能源部直接支持经费ღ✿✿,使用国家实验室场地和燃料开发ღ✿✿。
3ღ✿✿、Nano Nuclear(微型核反应堆的先行者)ღ✿✿:2022年成立ღ✿✿,专注于便携式微型反应堆开发ღ✿✿,2025年7月市值15亿美元ღ✿✿。2024年5月上市ღ✿✿,募集1025万美元ღ✿✿。
1ღ✿✿、X-Energy司ღ✿✿:成立于2009年ღ✿✿,主要开展高温气冷堆Xe-100和TrisoX燃料ღ✿✿;未上市ღ✿✿,通过私人融资获得大量资金ღ✿✿,得到政府支持ღ✿✿。
2尊龙凯时人生ღ✿✿、Terra-Powerღ✿✿:成立于2006年ღ✿✿,2008年完成首轮融資ღ✿✿,是目前国际影响力较大的先进核能开发商ღ✿✿;比尔·盖茨创立并担任董事局主席并得到美国政府大力支持ღ✿✿;
3ღ✿✿、Kairos Powerღ✿✿:成立于2016年ღ✿✿,是目前美国液态氟盐冷却高温堆(FHR)技术路线推进最积极ღ✿✿、试验验证体系最完善的小堆公司之一ღ✿✿,已得到了美国能源部和国防部的支持ღ✿✿;
这些公司通过公开渠道获得投资ღ✿✿,具有较为丰厚的技术积累ღ✿✿,融资能力强ღ✿✿,部分公司融资额度超过10亿美元ღ✿✿,且并不急于上市ღ✿✿。
1ღ✿✿、技术优势显著ღ✿✿:小型模块化反应堆具有科学固有安全ღ✿✿、投资少见效快ღ✿✿、部署灵活和应用场景广泛等特点ღ✿✿,结合了大型核电站建设经验ღ✿✿,是核能技术创新和低碳能源的优先方案ღ✿✿,在电网稳定性方面具有不可替代的地位ღ✿✿。
2ღ✿✿、发展机遇良好ღ✿✿:未来十年是小型模块化反应堆技术研发和推广的重要窗口期ღ✿✿。主要技术公司计划2030 年建成示范项目ღ✿✿,2035 年后大规模推广ღ✿✿。世界各国在政策法规和监管方面给予支持ღ✿✿,如美国国会要求核管会限期提出审管策略ღ✿✿。
3ღ✿✿、经济模式不同ღ✿✿:与大型核电站散件采购ta66.app番茄社区ღ✿✿、现场组装的模式不同ღ✿✿,小型模块化反应堆采用小型化标准化工厂预制ღ✿✿,需30 至 50 台机组的批量化生产才有经济性ღ✿✿,是一种薄利多销的批发经济模式ღ✿✿。
4ღ✿✿、中国竞争力强ღ✿✿:中国有国家政策支持核电长期发展ღ✿✿,拥有完整核科技和工业体系尊龙凯时人生ღ✿✿,经过40 年发展ღ✿✿,工程能力和装备制造能力世界领先ღ✿✿。且中国核电市场空间巨大ღ✿✿,预计到 2050 年全球核电总装机增加八亿ღ✿✿,中国市场潜力可观ღ✿✿。
5ღ✿✿、市场潜力巨大ღ✿✿:国际机构预计到2050 年小型模块化反应堆有三亿千瓦的发展空间ta66.app番茄社区ღ✿✿,若按国内华龙一号投资规模估算ღ✿✿,将有 6 万亿直接投资市场空间ღ✿✿。
全球对核电发展看好ღ✿✿,小型模块化反应堆(SMR)被认为是可替代化石能源ღ✿✿、与新能源互补的技术ღ✿✿,具有天时ღ✿✿、地利ღ✿✿、人和的优势ღ✿✿。尽管存在技术挑战ღ✿✿,但机遇与挑战并存ღ✿✿。中国在压水堆在高温气水堆方面已经建成了示范项目和工业化基础ღ✿✿,中国在SMR领域的商业化时点预计在2030年至2032年ღ✿✿。目前ღ✿✿,中核集团的玲珑一号示范项目预计2026年建成ღ✿✿,若成功ღ✿✿,将为后续批量化建设奠定基础ღ✿✿。通过示范项目验证后ღ✿✿,有望在2035年后实现大规模推广ღ✿✿。
Aღ✿✿:发展障碍ღ✿✿:小型堆在中国的发展主要面临技术成熟度和经济性的挑战ღ✿✿。目前ღ✿✿,高温气冷堆示范项目已建成ღ✿✿,但其经济性仍需改进ღ✿✿。国家政策明确支持小型堆的示范和验证ღ✿✿,不存在政策障碍ღ✿✿。
燃料获取ღ✿✿:小型堆的燃料供应与大型堆类似ღ✿✿,主要取决于所选用的燃料类型ღ✿✿。如果选用成熟燃料ღ✿✿,供应没有问题ღ✿✿;若开发新燃料ta66.app番茄社区ღ✿✿,则需要经过长时间的验证ღ✿✿。
国家政策ღ✿✿:明确支持小型堆的发展ღ✿✿,鼓励民营资本进入核能领域ღ✿✿,新核准的核电项目要求民营资本投资比例不低于10%ღ✿✿。这表明国家对民营资本的参与持开放态度ღ✿✿,希望推动核能领域的市场化和多元化发展ღ✿✿。
Aღ✿✿:小型堆通过缩短建设周期ღ✿✿、简化系统设计ღ✿✿、采用模块化建造等方式降低成本ღ✿✿。与大型堆相比ღ✿✿,小型堆的单位千瓦投资成本有望降低到与大型堆相当的水平ღ✿✿。
降低成本措施如通过将小型堆的建设周期目标控制在36个月以内尊龙凯时人生ღ✿✿,减少资金成本ღ✿✿;通过标准化设计和批量化生产ღ✿✿,降低单位造价ღ✿✿。通过减少设备总量ღ✿✿,简化系统降低采购成本ღ✿✿,以非能动设计降低安全系统的复杂性和成本ღ✿✿。
Aღ✿✿:小型堆在设计上尽量避免堆芯熔化的可能性ღ✿✿,通过燃料ღ✿✿、堆芯ღ✿✿、冷却系统的设计ღ✿✿,确保堆芯不会熔化ღ✿✿。小型堆的安全性更高尊龙凯时人生ღ✿✿,因为其系统简化和非能动设计减少了事故的可能性ღ✿✿。如果堆芯熔化ღ✿✿,放射性也不会释放到环境中ღ✿✿。小型堆的安全性措施包括一体化设计ღ✿✿、非能动冷却ღ✿✿、燃料颗粒技术等ღ✿✿,这些措施确保了堆芯的安全性ღ✿✿。
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