全球同步加速小型堆产业化
在算力负荷持续增长的背景下,以风能与太阳能为代表的可再生能源供电间歇性问题日益突出,其作为单一电源的短板逐渐显现。在此情形下,核电小型模块化反应堆(以下简称“小型堆”)与人工智能算力中心相结合的供电模式,有望为数据中心提供一种兼顾零碳目标与稳定运行的新方案。目前,国际与国内均在积极推进小型堆技术的发展与应用。
在近日举行的先进核能产业研讨会上,多位来自能源与核能领域的专家,就小型模块化反应堆(小型堆)如何为AI算力中心提供稳定供电的发展路径,进行了深入的研判与讨论。同时,上海证券报的记者从相关业内人士处获悉,近期,能源主管部门专门召开会议,就小型堆的发展事宜进行研讨,相关部门负责人明确要求,应加快推进相关技术的研发与示范工作。
小型模块化反应堆(简称小型堆)作为新兴核能技术,正在成为人工智能算力中心实现零碳目标与稳定供电的新选择。目前,国际社会与中国国内均在积极推进小型堆技术的研发进程与产业化应用。在近日举行的先进核能产业研讨会上,多位来自能源与核能领域的专家围绕小型模块化反应堆(简称小型堆)如何为人工智能算力中心提供稳定且持续电力供应的发展路径这一议题,展开了专业研判与深入讨论。同时,上海证券报的记者从相关业内人士处获悉,近期,能源主管部门专门召开会议,就小型堆的发展事宜进行研讨,相关部门负责人明确要求,应加快推进相关技术的研发与示范工作。
国际原子能机构把电功率不超过30万千瓦(即300兆瓦)的核反应堆,定义为小型堆。
AI大模型的持续迭代带动了算力园区常年维持在不间断的高负荷运转状态,风电以及光伏由于受到昼夜变化以及气象条件的制约,其出力波动显得尤为剧烈。如果仅仅依赖于新能源并辅以大容量储能方式,那么整体的投资与运维成本就会居高不下。
北京理工大学教授王永真指出,小型堆凭借83%的高容量因子,能够实现全年平稳出力,可以作为算力园区的基础电源,并与风电、光伏、多级储能以及吸收式制冷设备相配合,共同构建起一体化的综合能源系统。
西安交通大学韩小渠团队提供了仿真测算结果。该研究以某200兆瓦级小型堆为核心来配套风光储能系统,为百兆瓦级超算基地提供电力服务,园区自供电率可达到96.41%,从而显著降低了对外部电网的依赖程度。整套能源系统构建起清晰的互补运行逻辑,核电持续稳定地承担基础负荷,风电与光伏在午间出力富余时将所发电力存入储能系统以实现削峰填谷,算力负荷走低时则可以回收储存反应堆产生的余热,进而完成了能源的高效循环利用过程。
冷电联产技术构成了小型堆在算力应用场景中的独特核心优势。对三组标准化供能方案的横向对比表明:风光直供模式具有最高的综合成本与最长的投资回收周期;小型堆单独配套电制冷的方案性价比居于中等;而依托堆体抽汽驱动吸收式制冷的模式则展现出最优的综合效益,其利用低温蒸汽直接产出机房所需的冷冻水,大幅削减了制冷环节的电力消耗,使得项目的静态回收期相较于传统方案能够缩短约0.7年。
“现阶段国内的示范小型堆项目造价偏高,仅依靠售卖电力是难以完全覆盖巨额前期投入的。”国家电力投资集团原董事长王炳华对此进行了介绍,他指出,依赖于算力园区并同步规划工业供热、海水淡化以及绿氢制备等多元化业务,可以构建多联供的经营与商业模式,从而有效拓宽收益来源渠道。相关测算结果表明,此模式能够使项目全生命周期的综合成本下降约34%,从而显著改善其整体盈利水平。
放眼全球,各国均在加快完善小型堆相关监管规则,并积极布局"核能+算力"协同项目。
2026年3月,美国核管理委员会(NRC)正式颁布并实施了Part53和Part57两套专属监管制度,旨在为四代堆、模块化小型堆以及微型堆简化审批流程。在该政策实施之后,美国已有24个先进堆项目进入实质性审核阶段,与此同时,谷歌、微软、Meta等科技企业纷纷签署了长期核电购电协议,致力于打造专属的核能算力园区。
欧盟同样制定了相应的发展路线,其计划在2030年投运首批小型模块化反应堆,借助核电来替代现有的存量煤电,从而匹配区域算力中心的用电需求。世界核协会亚洲首席代表傅默然对此表示,全球小型堆市场具有充足的增长空间,然而单一发电模式的盈利能力相对薄弱,因此,实现冷热电氢多联产成为了产业实现突围的关键途径。
国内小型堆产业已经确立了双线并行的发展路径,国有成熟堆型与民营创新技术同步推进,赛道优势因此持续凸显。
在国有成熟堆型方面,中核ACP100玲龙一号已完成工程示范应用工作,该项目通过采用标准化工厂预制模式,能够把核电建设周期从60个月显著压缩至48个月,从而为在全国各地算力基地进行批量复制与推广部署提供了良好基础。
民营企业赛道同样取得了重要进展。钧合原子近期正式对外公布了其自主研发的"钧合一号"小型堆整体设计方案已成功定型落地,该堆型的额定电功率输出可达到100兆瓦(MWe),运用了全非能动安全设计理念,能够满足城郊算力中心以及工业园区的就近建设部署需求。
诺瓦聚变创始人、董事长郭后扬指出,随着核聚变发电技术进程不断加快,小型模块化聚变堆有望成为驱动AI算力中心的关键供电方案之一。目前,该公司正与相关方共同探索该模式的现实可行性。
全产业链探寻规模化落地路径
行业专家指出,当前小型堆配套算力项目落地依然面临诸多阻碍,其中成本、监管及市场机制等方面问题相互交织,从而延缓了整体商业化复制的节奏。
根据中国核能行业协会的测算结果,国内示范小型堆的单位投资水平达到每千瓦3万元至5万元,其单位千瓦投资水平约为大型压水堆的大约两倍,对应的度电成本在0.4元至0.5元区间,这一成本显著高于传统核电项目。造成这一现象的核心根源在于首堆研发成本需要进行摊销,同时设备需要依据特定堆型的设计进行高度定制化开发。此外,放眼全球市场,具备相应核安全资质的设备供应商数量有限,核心部件的加工制造周期通常超过24个月,这种供应链层面的供给不足状况进一步推高了整体造价。
监管体系与新型应用场景的适配性不足同样对项目推进形成了制约。现有的核电管理规范主要面向远离城镇的大型核电机组,而算力园区则多布局于城郊的产业片区,这就导致针对近距离部署的小型堆在简化环境评估程序、应急响应分区以及公众沟通机制等方面的配套细则尚未建立完善,进而延长了项目前期评审的周期。
在将零碳价值转化为经济收益的过程中,市场机制仍存在显著短板。北京理工大学教授王永真指出,国内当前的绿色电力证书以及国家核证自愿减排量(CCER)碳交易体系均未将核电纳入范畴。这导致小型堆所具有的零碳减排属性,由于这一属性目前难以通过市场机制,无法转化为实际的经济收益,进而对云服务商与园区运营商的投资意愿造成了明显影响。此外,国内尚未普及海外已较为成熟的核电长期购电协议(PPA)合作模式,算力企业与核能项目深度绑定、协同发展的商业化案例依然十分稀缺。
针对各类发展痛点,行业构建了分层落地解决方案。
专家指出,期望在政策层面尽快出台针对国家小型堆的专项指导意见,通过分级下放审批权限来提高行政效率,并根据新建项目与存量厂区改造项目的不同性质,实施差异化的审查与评估程序。此举旨在为核电明确接入绿色电力证书体系以及碳交易市场的合法路径。在产业层面,应全面推行标准化设计与工厂预制的模块化施工方式,同时充分挖掘并利用现有退役厂区的配套基础设施资源,以有效压缩基本建设开支。通过统一关键设备的规格标准,可以显著减少因定制化带来的额外成本。在市场端,建议借鉴国际上已有的联合开发模式以及长期锁价购电协议,并深度挖掘电力供应与制冷、供热、制氢等多元需求相结合所产生的增值空间。
来源:核电小型堆发展提速 算力中心供电或有新突破 | 中国能源网