盡管核反應堆在世界各地發電已有 70 多年的歷史，但當前可能正是這一技術迎來根本性變革的關鍵時刻。

隨著全球電力需求在電動汽車和數據中心等領域不斷攀升，建設新核能設施的興趣再次高漲。不僅如此，延長現有核電站的使用壽命，甚至重新啟用已關閉的核電站，也成為了熱門話題，同時，對反應堆設計的重新審視正在加速推進。2025 年被視為先進反應堆技術的重要測試節點，因為這些技術將從理論設計邁入實際建設階段。

這一切意義重大，因為在氣候變化引發全球氣溫不斷攀升、能源需求快速增長的背景下，核能有望成為穩定電力供應的關鍵支柱。以下是核能行業即將面臨的關鍵變革。

全球拼圖

在過去兩年里，全球對核能的承諾顯著增加。例如，在聯合國氣候大會上，31 個國家承諾在 2050 年之前將全球核能容量提高三倍。然而，不同地區的核能發展前景截然不同，呈現出鮮明的對比。

美國目前是世界上運營核反應堆數量最多的國家。如果要實現核能容量三倍增長的目標，這意味著在當前約 100 吉瓦的基礎上新增約 200 吉瓦的容量，顯然這一目標雄心勃勃且挑戰巨大。此外，這還需額外增加容量以替代逐步退役的老化反應堆。然而，美國的核能發展似乎面臨停滯不前的局面。佐治亞州 Vogtle 核電站的新反應堆雖然在去年投產，但經歷了長期延誤和大幅成本超支。目前，美國沒有任何大型常規反應堆處于建設或監管審批階段。

今年，美國的核能發展面臨諸多不確定性，尤其是在特朗普政府即將上任的背景下。盡管核能技術通常在政治領域享有較廣泛的支持，但一些政策可能間接影響行業發展。核能政策研究組織 Good Energy Collective 的聯合創始人 Jessica Lovering 指出，像關稅這樣的政策可能通過增加鋼鐵等建筑材料的成本，對核能建設產生負面影響。

與此形成鮮明對比的是，全球大部分在建或規劃中的核反應堆集中在亞洲，特別是中國的增長尤為引人注目。中國自 1991 年首座核電站并網發電以來，僅用了幾十年就建立了全球第三大核電機組群，僅次于法國和美國。今年，中國計劃投產 4 座大型反應堆，并預計到 2026 年還將有幾座新的反應堆投入運營，展現出快速擴張的勢頭。

此外，今年孟加拉國和土耳其將迎來各自首座核反應堆的啟動。同時，埃及的首座核電站也正在建設中，不過預計還需要數年時間才能正式投產。

持續推進

目前并網運行的商用核反應堆以及多數在建反應堆基本采用相似的傳統設計，即使用低濃縮鈾作為燃料，并以水作為冷卻劑，用于調節反應堆內部的溫度。

然而，先進反應堆技術正逐步接近商用階段，“第四代反應堆”正在全球范圍內積極開發，逐步打破傳統設計的局限性，以實現更高的安全性和效率。一些設計使用熔鹽或鉛等金屬作為冷卻劑，另一些則采用更高濃度的鈾作為燃料。此外，這些新型反應堆通常融合了不同的燃料類型和冷卻方法。

未來幾年將成為先進核能技術發展的關鍵階段，各種創新方案和設計將逐步從理論走向實際建設。正如 Nuclear Innovation Alliance 研究主任 Patrick White 所說：“我們正在見證紙面上反應堆逐漸變成現實中的反應堆。”

在這場技術變革中，美國成為先進反應堆研發和產業化的中心，大量資金和工業活動集中于此。目前，多家公司正接近展示其技術能力，努力將下一代核能技術推向商用化，為全球核能領域樹立新標桿。

Kairos Power 正在開發以熔鹽作為冷卻劑的先進反應堆技術。該公司在 2023 年底獲得了美國核管理委員會批準其首個示范反應堆的建造許可證，并計劃在 2024 年底獲得另一座設施的許可。這兩座設施的建設將在未來幾年逐步推進，其中首座示范反應堆計劃于 2027 年完成，標志著其技術進入關鍵測試階段。

TerraPower 是另一家引領先進核能開發的美國企業，其設計的 Natrium 反應堆使用液態鈉作為冷卻劑。這家公司采取了一種獨特的建設策略：將核設施和非核設施分開建設。得益于這種策略，非核部分的建設將于 2024 年 6 月率先啟動，而核設施部分的建設仍需等待美國核管理委員會的批準，預計最早將在 2026 年開始。這種分步推進的方式旨在加速整體項目進展，同時確保安全與合規。

美國國防部的一個項目可能成為第一個發電的在建第四代反應堆，盡管其規模非常小。Project Pele 是由 BWXT Advanced Technologies 制造的一種可運輸的微型反應堆，該項目計劃于今年初開始組裝，并預計在 2026 年運送至愛達荷國家實驗室的最終地點。

當然，先進反應堆并不僅限于美國。在快速建設傳統反應堆的同時，中國也開始在一系列先進技術領域引起廣泛關注。高溫氣冷堆是其中的重點領域之一。根據伊利諾伊大學香檳分校助理教授 Lorenzo Vergari 的說法，這種反應堆使用氦氣作為冷卻劑，運行溫度超過 1,500°C，遠高于其他設計。

中國首座商業化示范高溫氣冷堆于 2023 年底投入運行，目前多座采用該技術的更大反應堆正在規劃或建設中。

提升現有產能

即使是最接近商用的先進反應堆項目，也需要數年甚至數十年才能為電網大規模供電。因此，在全球電力需求持續增長的背景下，人們正重新關注如何最大限度地提高現有核電站的產能。

一個顯著的趨勢是對相對老舊的核電機組進行許可證延期。許多 20 世紀建設的核電站最初被許可運行 40 年，但事實證明，在維護得當和關鍵設備更換的條件下，它們的運行壽命可以顯著延長。

在美國，監管機構已為大部分核電機組批準了 20 年的運行延長期限，將其預期壽命從 40年延長至 60 年。此外，一些反應堆甚至獲得了進一步延長許可，計劃運行至 80 年。類似的趨勢也出現在其他國家，例如法國和西班牙，這些國家最近批準了對運行超過 40 年的反應堆進行許可證延期。

重新啟動已關閉核電站的興趣正在增加，特別是針對那些因經濟原因而最近關閉的設施。其中一個典型案例是密歇根州的 Palisades 核電站。為支持該電站的復工項目，美國能源部批準了一筆 15.2 億美元的貸款，用于覆蓋相關成本。電站的所有者兼運營商 Holtec 計劃在 2025 年讓該設施重新并網運行。

然而，復工面臨一些技術和經濟挑戰。根據美國核管理委員會的報告，電站的部分設備可能存在損壞問題，特別是蒸汽發生器。如果修復工作需要大規模投入，這可能顯著影響項目的經濟性。Nuclear Innovation Alliance 的 Patrick White 對此指出這種額外成本可能成為復工計劃的主要障礙。

另一個復工目標是前三哩島核電站的一個反應堆。該站的所有者計劃在 2028 年重新使其運行。然而，圍繞電站并網的爭議可能會在未來一年內展開討論。此外，據報道，艾奧瓦州的 Duane Arnold 能源中心的業主也正在評估重新啟動這座于 2020 年關閉的核電站的可行性。

科技巨頭的能源需求

推動核能需求增長的一個重要因素是 AI 的快速發展。A I 技術高度依賴數據中心，而這些數據中心的能源需求正在以驚人的速度飆升。為應對電力短缺，科技巨頭們開始前所未有地關注核能作為潛在解決方案。

微軟在推動核電復工方面已成為重要角色之一。在前三哩島核電站的復工計劃中，微軟簽署了一項協議，承諾如果該電站重新啟用，將購買其電力。這標志著科技公司與核能行業合作的一個里程碑。

谷歌也在核能領域邁出了重要一步。2024 年 10 月，谷歌與 Kairos Power 簽署協議，根據計劃，這家初創公司將在 2035 年前建成總計 500 兆瓦的核電站，而谷歌將購買這些電站生產的電力，保障其數據中心的能源供應。亞馬遜 則采取了更進一步的舉措，不僅與核能公司簽署了電力采購協議，還直接投資了 X-energy，一家專注于小型模塊化反應堆開發的公司。這筆投資將用于支持華盛頓州的一個核能項目的開發、許可和建設。

來自科技巨頭的資金支持無疑可以在維持現有核反應堆的運行以及推動先進核能項目落地方面發揮關鍵作用。然而，Good Energy Collective 的 Jessica Lovering 指出，目前許多此類承諾仍缺乏具體細節。她強調，需要關注的關鍵里程碑包括重大資金的實際到位、正式合同的簽署以及向監管機構提交相關申請等具體進展。

“ 2024 年是核能領域一個非凡的年份，可能是數十年來最令人興奮的一年。” Quantified Carbon 的核工程師兼首席執行官 Staffan Qvist 表示。這家國際咨詢公司專注于能源和工業的脫碳。在他看來，要在必要的規模上部署核能面臨著巨大的挑戰，但當前的興趣和需求正快速上升。正如他所說的，“外面的世界對能源有著巨大的渴求。”