摘要：尽管核反应堆已在全球范围内用于发电逾70载，但如今或许正是这项技术迎来根本性变革的转折点。随着电动汽车、数据中心等新兴领域对电力的需求持续激增，全球范围内对于新建核能设施的热情再度高涨。此外，延长现有核电站的运营寿命，乃至重启已关闭的核电站，也成为了备受瞩目的
尽管核反应堆已在全球范围内用于发电逾70载，但如今或许正是这项技术迎来根本性变革的转折点。随着电动汽车、数据中心等新兴领域对电力的需求持续激增，全球范围内对于新建核能设施的热情再度高涨。此外，延长现有核电站的运营寿命，乃至重启已关闭的核电站，也成为了备受瞩目的议题。同时，对反应堆设计的重新审视与革新正在加速推进。
2025年被视为先进反应堆技术的关键试验之年，因为这些前沿技术将从理论设计迈向实际建设阶段。这一变革意义深远，特别是在气候变化导致全球气温不断攀升、能源需求迅猛增长的背景下，核能有望成为稳定电力供应的重要基石。
01
全球互联：构建多元世界图景
在过去两年间，全球对于核能的投入与承诺显著增强。在联合国气候大会这一国际舞台上，31个国家共同立下了壮志豪言，誓要在2050年之前将全球的核能容量扩大至当前的三倍。然而，这一宏伟目标在不同地域的实施情况却大相径庭，形成了鲜明的对比格局。
美国，作为当前全球核反应堆运营数量之冠的持有者，面临着前所未有的挑战。若要实现核能容量的三倍增长，即在当前约100吉瓦的基础上再增200吉瓦，这无疑是一项既雄心勃勃又困难重重的任务。更何况，还需额外增加容量以填补老化反应堆逐步退役所带来的空缺。然而，美国的核能发展之路似乎步入了瓶颈期。以佐治亚州的Vogtle核电站为例，其新反应堆虽在去年顺利投产，但过程中却遭遇了长期的延误与巨额的成本超支。更令人担忧的是，当前美国境内并无任何大型常规反应堆处于建设之中或监管审批的流程之上。
步入新的一年，美国的核能发展前景充满了不确定性，尤其是在特朗普政府即将上台执政的背景下。尽管核能技术往往在政治领域内能够获得较为广泛的支持，但某些政策的出台却可能间接地对行业发展造成不利影响。核能政策研究领域的知名组织Good Energy Collective的联合创始人Jessica Lovering指出，诸如关税等政策措施，可能会通过提升钢铁等关键建筑材料的成本，从而对核能建设产生消极的连锁反应。
与此同时，亚洲地区却呈现出一派截然不同的景象。全球范围内大部分在建或规划中的核反应堆
均汇聚于此，其中中国的崛起尤为引人注目。自1991年首座核电站并网发电以来，中国在短短几十年间便迅速建立了规模庞大的核电机组群，其数量已跃居全球第三位，仅次于法国与美国。今年，中国计划有四座大型反应堆投产运营，并预计到2026年还将有数座新的反应堆加入行列，展现出了其核能领域的强劲扩张势头。
此外，孟加拉国与土耳其也将在今年迎来各自首座核反应堆的正式启动。而埃及的首座核电站同样正在紧锣密鼓地建设之中，尽管预计还需数年时间方能正式投产，但其发展前景同样值得期待。
02
持续驱动：迈向未来的力量
当前，并网运行的商用核反应堆及多数在建项目普遍沿袭了传统的设计模式，即以低浓缩铀为燃料，水作为冷却介质，用以调控反应堆内部的温度环境。然而，随着先进反应堆技术的日益成熟，第四代反应堆正全球范围内加速研发，力图突破传统设计的桎梏，追求更高的安全性能与运行效率。这些创新设计或采用熔盐、铅等金属作为冷却剂，或选用更高浓度的铀作为燃料，更有甚者，巧妙融合了多种燃料类型与冷却方式。
未来几年，将是先进核能技术发展的关键时期，众多创新方案与设计将从理论探讨逐步迈向实际建设。正如Nuclear Innovation Alliance研究主任Patrick White所言：“我们正亲眼见证着纸面上的反应堆构想一步步转化为现实中的实体。”
在这场技术革新浪潮中，美国凭借其雄厚的资金实力与活跃的工业生态，成为了先进反应堆研发与产业化的核心地带。众多企业正奋力展现其技术能力，力求将下一代核能技术推向商用化，为全球核能领域树立新的标杆。
Kairos Power公司正致力于开发以熔盐为冷却剂的先进反应堆技术。2023年底，该公司成功获得美国核管理委员会颁发的首个示范反应堆建造许可证，并计划于2024年底再获一座设施的许可。这两座设施的建设将在未来几年内稳步推进，其中首座示范反应堆预计于2027年完成建设，标志着该技术将迈入至关重要的测试阶段。
TerraPower公司则是另一家在先进核能开发领域独领风骚的美国企业。其设计的Natrium反应堆采用液态钠作为冷却剂，并创新性地采取了核设施与非核设施分开建设的策略。得益于此，非核部分的建设将于2024年6月率先启动，而核设施部分的建设则需静待美国核管理委员会的批准，预计最早将于2026年拉开序幕。这种分步推进的方式旨在加速整体项目进程，同时确保安全与合规性。
值得一提的是，美国国防部的一个项目或将成为首个在建的第四代发电反应堆，尽管其规模相对较小。Project Pele是由BWXT Advanced Technologies制造的一种可运输的微型反应堆，该项目计划于今年初启动组装工作，并预计在2026年运抵爱达荷国家实验室的最终目的地。
当然，先进反应堆技术的研发并非美国独享的舞台。在快速推进传统反应堆建设的同时，中国也在一系列先进技术领域崭露头角，其中高温气冷堆尤为引人注目。据伊利诺伊大学香槟分校助理教授Lorenzo Vergari介绍，这种反应堆以氦气为冷却剂，运行温度高达1500°C以上，远超其他设计。中国首座商业化示范高温气冷堆已于2023年底投入运营，目前多座采用该技术的更大规模反应堆正在规划或建设之中。
03
突破产能瓶颈：提升策略与实践
即便是在那些最接近商业化应用的先进反应堆项目中，也仍需历经数年乃至数十载的磨砺，方能
实现向电网的大规模供电。因此，在全球电力需求持续攀升的当下，如何最大限度地挖掘现有核电站的产能潜力，再次成为了人们关注的焦点。
一个尤为显著的趋势，便是对那些相对老旧的核电机组进行许可证的延期操作。众多在20世纪建造的核电站，其初始运行许可期限多为40年。然而，实践证明，在得到妥善维护与关键设备更新换代的前提下，这些核电站的运行寿命能够得到显著的延长。
在美国，监管机构已经为大部分核电机组批准了20年的运行延期，使其预期寿命从40年延长至60年。更有甚者，一些反应堆还获得了进一步的延期许可，计划持续运行至80年之久。这一趋势同样在其他国家得到了体现，如法国和西班牙，这些国家近期也批准了对运行超过40年的反应堆进行许可证的延期。
对于已关闭核电站的重启兴趣正在逐渐升温，尤其是那些因经济因素而近期关闭的设施。其中，密歇根州的Palisades核电站便是一个典型的例子。为了支持该电站的重启项目，美国能源部已经批准了一笔高达15.2亿美元的贷款，用于覆盖相关的成本支出。电站的所有者兼运营商Holtec计划于2025年让这座设施重新并入电网运行。
然而，重启之路并非一帆风顺，技术和经济上的挑战接踵而至。根据美国核管理委员会的报告，电站的部分设备可能存在损坏的情况，尤其是蒸汽发生器。若修复工作需要大规模的投入，这无疑将对项目的经济性产生显著的影响。对此，Nuclear Innovation Alliance的Patrick White指出，这种额外的成本可能成为重启计划的主要绊脚石。
另一个重启的目标则是前三哩岛核电站的一个反应堆。该站的所有者计划在2028年重新使其投入运行。然而，围绕电站并网的问题，未来一年内或将展开激烈的讨论。此外，据相关报道，艾奥瓦州的Duane Arnold能源中心的业主也正在对重新启动这座于2020年关闭的核电站的可行性进行评估。
04
科技巨头的能源版图与未来展望
在推动核能需求激增的诸多因素中，人工智能（AI）的迅猛发展无疑占据了举足轻重的地位。AI技术以其强大的数据处理能力，深度依赖于数据中心这一基础设施。而近年来，这些数据中心的能源需求正以惊人的速度飙升，成为了能源消耗的新高地。面对日益严峻的电力短缺问题，科技巨头们开始以前所未有的目光聚焦于核能，将其视为解决能源危机的潜在钥匙。
微软，作为科技行业的领军者，在推动核电复工方面扮演了至关重要的角色。在备受瞩目的前三哩岛核电站复工计划中，微软毅然签署了电力购买协议，承诺一旦该电站重新启用，将稳定购买其电力输出。这一举措不仅彰显了微软对核能作为清洁能源的坚定信念，也标志着科技公司与核能行业之间合作的里程碑式进展。
紧随其后，谷歌也在核能领域迈出了坚实的步伐。2024年10月，谷歌与Kairos Power这家充满活力的初创公司携手，共同签署了一项具有深远意义的协议。根据协议内容，Kairos Power将在2035年前建成总计500兆瓦的核电站，而谷歌则将全额购买这些电站所生产的电力，以确保其庞大数据中心群的能源供应稳定无忧。这一合作不仅为谷歌的未来发展提供了坚实的能源保障，也为核能技术的商业化应用开辟了新的道路。
亚马逊则采取了更为激进的策略，不仅与多家核能公司签署了电力采购协议，还直接投资了X-energy这家专注于小型模块化反应堆开发的新兴企业。这笔投资将直接用于支持华盛顿州一个核能项目的开发、许可和建设，展现了亚马逊在能源转型方面的坚定决心和雄厚实力。
来自科技巨头的资金支持，无疑为维持现有核反应堆的稳定运行以及推动先进核能项目的落地实施提供了强有力的保障。然而，正如Good Energy Collective的Jessica Lovering所指出的那样，目前许多此类承诺仍停留在纸面上，缺乏具体而详尽的实施细节。她强调，要真正推动核能领域的发展，必须关注一系列关键里程碑的达成，包括重大资金的实际到位、正式合同的签署以及向监管机构提交相关申请等实质性进展。
“2024年是核能领域一个非凡的年份，可能是数十年来最令人兴奋的一年。”Quantified Carbon的核工程师兼首席执行官Staffan Qvist感慨道。这家国际咨询公司专注于能源和工业的脱碳领域，对核能的发展前景有着深刻的洞察。在他看来，尽管在必要规模上部署核能面临着诸多挑战，但当前社会对清洁能源的渴求正以前所未有的速度上升，为核能技术的创新和应用提供了广阔的空间。
随着AI技术的持续进步和数据中心能源需求的不断增长，科技巨头们对核能的关注和投入将持续增加。这一趋势不仅将推动核能技术的不断创新和升级，还将为全球能源结构的优化和转型注入新的动力。
在此背景下，各国政府和监管机构也应积极应对，制定更加灵活和开放的能源政策，为核能技术的研发和应用提供有力的支持和保障。同时，加强国际合作与交流，共同推动全球核能领域的协同发展，也是实现能源转型和应对气候变化的重要途径。
此外，核能技术的安全性和环保性也是社会普遍关注的焦点。科技巨头们在推动核能应用的过程中，必须严格遵守国际核安全标准和环保要求，确保核能技术的安全、可靠和可持续发展。同时，加强公众对核能技术的科普宣传和教育，提高社会对核能技术的认知和接受度，也是推动核能领域健康发展的重要因素。
展望未来，随着科技巨头们的持续投入和全球能源结构的不断优化，核能技术有望在解决能源危机、推动经济发展和实现环境保护等方面发挥更加重要的作用。让我们共同期待一个更加清洁、高效和可持续的能源未来。
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来源：华远系统
