AI的止境是核电？美科技巨头团体押注小堆核电，这一领域中国处于全球第一梯队！专访国家核安全局原局长和“玲龙一号”总计划师

每经记者：周逸斐每经编辑：陈星

马斯克推测，2025年电力将陷入短缺，我们没有充足的电力来运行全部的芯片。

黄仁勋说，超级人工智能将成为电力需求的无底洞。

为了破解AI电荒，谷歌、甲骨文、亚马逊等一众科技巨头纷纷入局押注小型模块化核反应堆（以下简称小堆或SMR）。原因只有一个——算力对电力的巨大需求。AI的止境是核能？不管你信不信，但美股是信了。

客岁1月以来，相干个股涨幅惊人，美股Oklo（OKLO）涨116%、Vistra（VST）涨343%、NuScale Power Corporation（SMR）涨485%……

那，为什么是小堆？与传统核电站相比，小堆究竟有什么魅力？《逐日经济消息》（以下简称NBD）记者留意到，小堆体积小、占地少、工期短，可供电、热、汽、水。同时，小堆具有更高的固有安全性，可以建在离都会、离生齿密集区更近的地方。

小堆可以在更短的时间内以更低的本钱制作。别的，它们是无碳的，与太阳能或风能差异，不受自然因素影响，可以稳固可靠地全天运行。而我国小堆技能程度已处于天下第一梯队。

为了揭开小堆的机密面纱，《逐日经济消息》记者专访了国内核能领域资深专家——国家核安全局原局长赵成昆、中国核动力研究计划院模块化多用途小型堆总计划师宋丹戎。

赵成昆，曾任中国核动力研究计划院副总工程师兼秦山二期60万压核电站总计划师，中国核动力研究计划院院长，国家核安全局局长，中国核能行业协会副理事长、专家委员会副主任。

宋丹戎是全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”总计划师、中核集团及核动力院模块化小型堆科研专项总计划师。

中俄等抢占赛道全球建成和在建的小堆只有5个

NBD：国外AI领域的科技巨头为什么选择小堆作为新的电力泉源？

赵成昆：近10年来AI行业在全球发展很快，对电力需求很大。在全球能源低碳化的大配景下，怎样满足AI等高耗电行业不绝增长的电力需求，是AI领域科技巨头们面临的共同寻衅。基于小堆安全、可靠、无碳排放、厂址顺应性强、无厂外应急要求（或很低要求）等优点，巨头们把眼光投向核能特殊是小堆，也就顺理成章了。美国微软迩来签署了协议，计划重启三里岛核电站，以为其快速扩张的人工智能数据中央提供电力。

为了给新建的核电站提供更多厂址选择，美国对已经退役或即将退役的火电厂址作了全面观察，约80%的老旧火电厂址满足小堆的要求，还可以使用原有火电的一些设施，如部分厂房和电网，可以较大幅度低落制作本钱，部分员工经专业培训也可以为电厂所用。

宋丹戎：海外AI公司选择小堆，一是出于节能减排的目标。作为干净能源，核能发电有安全友爱、绿色低碳、经济高效等多重上风。

另一个原因是美国的电力体系并非天下“一张网”，而是由多个地区电网构成。

小堆适合为地区电网或小型电网举行分布式摆设。它具有功率可变革、模块化快速组装、运输便捷、着力稳固、顺应性强等综合上风，能像自备电厂一样专门供电。传统大堆的辐射应急计划区范围一样寻常是10公里，而小堆只有500米左右，因此可以建在离都会、生齿密集区更近的地方。

NBD：在化解人工智能发展所面临的能源逆境时，为何会对小堆格外青睐？它的重要上风是什么？

宋丹戎：模块化计划——小堆接纳一体化、模块化的计划方式，使得制作周期更短、本钱更低，并且可以灵活摆设在生齿密集地区或偏远地区。

安全性更高——小堆通过简化体系管道计划、优化压力容器计划等方式，进步了固有安全性能，同时淘汰了失水变乱的风险。

多用途使用——小堆不但可以用于发电，还可以应用于供热、海水淡化、制氢等多种领域，顺应差异市场需求。

灵活性和选址上风——小堆的非居住区半径和规划限定区半径较小，选址更为灵活，适合在缺水地区或分布式电网地区推广应用。

经济性渐渐提拔——随着技能进步和规模效应的显现，小堆的经济性正在渐渐靠近大型反应堆，尤其是在设施共享和模块化施工方面具有显着上风。

但小堆的行业标准尚不美满。如今我国核能法规和标准重要针对大型堆，小堆的行业标准体系尚在美满中，这可能影响其推广速率。

NBD：全球小堆技能程度怎样？

宋丹戎：国外科技公司投资的小堆固然多，但都未进入树模阶段。从建好到进入树模阶段，并进入稳固运行阶段，我认为还需要肯定时间。

如今，全球范围内通过国际原子能机构评估的小堆仅有几个：我国建成的高温气冷堆——山东荣成华能石岛湾高温气冷堆核电站贸易树模工程；“玲龙一号”是中核集团在成熟压水堆核电站和核电技能的根本上开发的具有自主知识产权的创新型核反应堆，本年年底大概来岁就能发电，希望比力快。

别的两个建成的小堆来自俄罗斯，分别用在罗蒙诺索夫院士号浮动核电站和核动力破冰船。别的，俄罗斯另有一个快堆正在建设。

如今全球建成和在建的小堆现实上只有5个，其他的小堆根本上还在研发阶段或“纸上谈兵”阶段。

许多国家都对小堆有所布局，但全球建成和在建的只有5个

已有国内企业感爱好“玲龙一号”发电量可满足52.6万户家庭生存所需

NBD：“玲龙一号”是我国核电自主创新的又一重大结果，是否意味着中国小堆技能程度已经位于天下火线？

赵成昆：精确地说，中国已经处于第一梯队。如今中核集团、中广核集团、国电投集团、中国科学院、清华大学等单元开发的10来种小堆已被国际原子能机构收录。此中，水冷型小堆7种，非水冷型小堆（高温气冷堆、熔盐堆）3种。

国内各轻水冷却型小堆计划已完成可研或开端计划。此中，陆上小堆重要有发电（含热电联供）和供热两类预期应用，中核集团“玲龙一号”是第一个现实摆设在建的小型模块化轻水堆；ACPR50S、ACP100S等海上浮动堆也接纳了小型压水堆路线，考虑了热、电、淡水联供和孤岛供能等多种预期应用。

宋丹戎：“玲龙一号”是全球首座贸易三代核小堆项目。相比其他国家，我国已率先迈出了模块化贸易化小堆工程落地的关键一步。

“玲龙一号”发电功率12.5万千瓦，建成后年发电量可达10亿千瓦时，满足52.6万户家庭生存所需。它的推广应用可以大大淘汰我国化石能源的斲丧、促进节能减排。

同时，每台“玲龙一号”机组每年发电相当于淘汰二氧化碳排放88万吨、植树造林750万棵。

NBD：海外科技企业投资小堆热潮高涨，国内有雷同动作吗？

宋丹戎：实在国内企业早有此办法。约一两年前，阿里巴巴等互联网企业及贵州本地数据中央来找过我们，重要提出两大需求：提供电力和制冷。实在，算力中央不但需要大量的电能以支持其高强度运算，还因高能耗产生的热量而需要有效的散热本领。

小堆是供电及制冷的新途径，具备380多兆瓦的热功率，理论上可通过抽取部分蒸汽，运用溴化锂制冷技能，为数据中央提供制冷服务。实在这一创新方案早在客岁便已完成开端计划，但经济性成为制约合作继承推进的关键因素。相较于直接从电网购电及接纳传统制冷方式，小堆供电及制冷的本钱较高。

别的，数据中央对电力供应的稳固性与一连性有极高要求，任何断电都可能引发数据丢失或服务停止的严峻效果。而小堆在换料期间（约每两年一次，每次需一两个月）需停息运行，与数据中央不停止供电的需求相悖。

加之，当前小堆技能尚处于树模阶段，“玲龙一号”树模项目尚未建成，其长期运行的可靠性需进一步验证。

NBD：小堆的上风是经济性，为何经济性反而又成为大规模应用的桎梏？

宋丹戎：精确地说，与大型反应堆（以下简称大堆）相比，小堆总投资低、建设周期短。但以发电量单元造价盘算，小堆远高于大堆。这源于小堆技能尚处于发展初期，首堆树模工程的造价相对较高。随着技能不绝成熟和批量化摆设，未来小堆单元造价会渐渐降落。

核能设备国产化程度已达90%供应商包罗中国一重、东方重机等

NBD：相比大堆，小堆在本钱方面未来具有更高可控性吗？

赵成昆：小型堆的经济性上风必须通过体系简化、批量建设才气实现，标准化、批量化、模块化、工厂制造、现场组装有利于其进步经济性。

我国有些小堆的计划固然接纳“一体化”以及包罗非能动（非能动体系的优点就是：不依赖电源，而是使用重力、温差、蒸发等自然驱动力带走堆芯余热和安全壳的热量，最大限度淘汰变乱环境下对安全冷却水和动力源的依赖）在内的许多先进理念，但总体还是“大堆缩小”的路线。

若每个小堆都按照标准计划，使用工厂制造的标准组件制作，那么整个过程将更加高效和可推测；小堆体积较小，因此具有模块化潜力，模块化可以低落总体劳动力本钱和工期，也有利于包管制作质量。

因此可以通过技能改造，接纳非能动计划简化冗余设备、接纳模块式制作方式紧缩制作周期、标准化计划等环节进步制作服从，低落小堆本钱。

别的，运行人员本钱也需要低落。核电站主控制室的利用员有“黄金人”之称，阐明作育一个及格的利用员耗资不菲。

一个大型核反应堆约需要5个利用员，若以后小堆大规模建设，配备如此多利用员所需的本钱可想而知。国外比力先进的小堆，一个控制室只配一个利用员，乃至无人值守。所以积极提拔小堆主动化、智能化程度，淘汰运维人员，对进步小堆经济性很紧张。

NBD：小堆的财产链由哪几部分构成？各个环节重要涉及哪些企业？

宋丹戎：小堆财产链涵盖了从上游的设备制造到卑鄙的多用途应用。

上游重要包罗核燃料供应、设备制造等环节。比方，中核集团到场了小堆技能的研发和设备制造，如中核的ACP100。

中游涉及小堆的计划、制作和调试。比方，海南昌江多用途模块式小型堆项目接纳了中核“玲龙一号”技能，展示了模块化计划和制作的上风。

卑鄙包罗小堆的运营、维护以及多用途应用，如供热、海水淡化等。

赵成昆：小堆与大堆的设备供应商差不多，如今重要是央企。

核岛设备是核电设备的焦点，重要设备包罗反应堆压力容器、堆内构件、蒸汽发生器、控制棒驱动机构、主泵和主管道等，都是核安全级设备，质量要求极高。此中，反应堆压力容器和蒸汽发生器为核岛焦点设备，压力容器（RPV）在国内有资质的供应商包罗中国一重、上海电气核电设备有限公司和东方重机；蒸汽发生器重要由哈电重装、上海电气核电设备有限公司和东方重机生产。

一件非常可喜的事是，近年来，一些有气力的民营企业也积极到场到核电设备的研制中来，并且取得了很好的结果。

卑鄙环节中，如今，我国具有核电运营资质牌照的公司包罗中国核工业集团、中国广核集团、国家电投和中国华能。

NBD：小堆的本钱布局是怎样构成的？

赵成昆：重要有两类本钱。一类是项目建设本钱，包罗计划费、建筑工程费、安装工程费、设备购置费、1/3首炉核燃料费和财务利钱。

财务利钱的本钱占比不可忽视。由于核级设备对计划、质料、制造工艺等要求比通例设备更高，使得核电厂的建设周期比力长。一座大型核电厂从前期规划到投入运营通常需要8至10年。这期间，绝大部分资金开支来自于银行贷款，产生的利钱非常高。国核电项目一样寻常建成后的前30年收入用来还本付息。

另一类是运行过程中的本钱，包罗燃料本钱、折旧费、运行维护费、职工薪酬等本钱。此中，大堆更换一炉燃料，至少几亿元。小堆不需要这么多燃料，但燃料本钱占比也不低。

NBD：国内小堆项目中设备的国产化程度怎样？会不会遇到“卡脖子”技能风险？

赵成昆：我国核能设备的国产化程度已经到达90%至95%，只管另有一些丈量仪表部件需要入口，也比力关键，但未来都能够攻克，不存在“卡脖子”技能风险。

NBD：我国大堆发电本领已经非常成熟，小堆电价是否有望在未来实现大幅降落，到达被社会各界广泛担当的程度？

赵成昆：颠末几十年发展，如今我国大堆上网电价已经降到约0.4元/度。但小堆还处在首堆树模阶段，估计首堆上网电价至少是大堆2至4倍，这已经黑白常守旧的预估数字。即便以后小堆技能成熟、批量化制作，也难以与煤电、风光电电价持平。

小堆未来电价（包罗小堆供热）到达与风光电价可比，应该是我们积极的目标。

不外，在当前全球正在开发的80余种小堆技能中，约有1/3属于水冷堆，这一类型是从技能成熟的大型压水堆根本上发展而来的。水冷堆借助大型核电厂所积累的丰富履历，预计2030年前后有望实现工业化合作。一旦到达工业化阶段，这一技能路线的小堆电价有望靠近大堆。

NBD：多家海外科技巨头押注小堆，让外界非常关注小堆供电远景，小堆在中国电力市场的发展潜力有多大？是否有气力渐渐乃至完全替换传统供电模式？

赵成昆：单考虑技能可行性，未来可以畅想如许一种场景——只要任一工厂有需求，便可以就近建设小堆作为自备电厂，供其用电。

但我们必须联合现真相况，假如是单纯用来发电，我国电网很发达，遍布天下各地，除边远地区的特殊需要，全部靠小堆的意义不大。而且小堆规模因子小，不能取代大型核电厂作为大型电网的根本负荷电力。

不外，具有高度运行灵活性的先进小堆调峰本领强，可以很好地跟随电网变动。与风能、太阳能耦合，作为基荷运行又到场调峰，进步供电质量。适合在我国负担地区小电网的基荷与调峰。

外界需要明白，我国做小堆的初衷不是和大堆去“拼发电”，发电只是小堆根本功能。未来，非电应用（如供热市场）才是小堆重要的应用场景，市场规模远超电力市场。

起首在供热领域最具潜力。供热是全球最大的终端能源消耗领域。在家庭供热领域，我国供暖热源如今仍以燃煤为主，城镇供热面积已突破140亿平方米。未来，小堆在北方九省份的冬季采暖中将大有作为。

在工业供热领域，石化行业需要大量的热能和电力，二氧化碳排放量占到天下排放量的13%，此中的1/3来自化石燃料燃烧。试想，假如核能能够渐渐替换这些化石燃料，那么石化行业的碳排放量能淘汰1/3。

根据中国石油和化学工业联合会化工园区工作委员会所做的天下性调研统计，停止2020年底，我国重点化工园区或以石油和化工为主导财产的工业园区共有616家。一个大型园区热力需求在100至500吨/小时，仅需1至2个热功率为200兆瓦的小堆机组就能轻松满足如许的热力需求。我国已建成投运的高温气冷堆安全性好，蒸汽出口温度高，非常适合石化工业园区供热需求。

若按500个园区估算，那么我国工业供热市场的潜力无疑是巨大的——它足以容纳500至1000个小堆机组。

我国小堆受东南亚国家青睐本地电网规模小，使用很符合

NBD：若小堆在未来迎来大规模的批量化建设与推广，是否会触发一场核燃料供应危急？

赵成昆：铀作为核能发电的重要质料，全球如今查明的总量约600万吨，简直有限。但每个小堆对铀燃料的需求量相对较少，还可通过扩大铀矿勘探生产和接纳先进的增殖快堆技能，因此不必担忧会陷入燃料危急。

但着眼久远，我们必须根据小堆的长周期换料要求，动手提拔核燃料的丰度，接纳高丰度低浓铀。核燃料的丰度越高，核反应开释的能量也会越多，核反应堆持续的时间也会越长。

比如“玲龙一号”接纳铀235丰度3%左右的民用核燃料棒，所以必须每两年更换一次燃料。对于需要长周期运行的数据中央来说，它们无法蒙受频仍的停堆换料导致的电力供应停止。因此，更高燃料浓度、更低换料频率特性，更满足数据中央企业的需求。接纳长换料制，淘汰停堆换料时间，对提拔小堆经济性带来好处。

NBD：中国是否会率先在全球范围内大规模摆设和应用小堆，从而引领全球能源转型？哪些国家在这一领域显现出了较大应用积极性？

宋丹戎：国内不少企业对“玲龙一号”抱有浓厚爱好与等待，但在其乐成实现并网发电之前，如今它们仍持观望态度。

从经济本钱的角度看，当前小堆发电的电价相较于直接从庞大而成熟的大电网中购电，确实较为高昂。若计入碳税因素，经济性还可以，但这一上风重要适用于出口市场。对于国内企业而言，直接从电网买电更实惠。

与国内市场的谨慎态度形成光显对比的是，东南亚等地区对“玲龙一号”显现出迫切的合作意愿。

东南亚国家电网规模不大，若引入百万千瓦级的大型核电站，遇到换料与停堆，会对电网稳固性造成较大冲击。因此，对于电网规模较小的国家而言，用小堆很符合。

小堆的另一大上风，是能够灵活顺应国家经济发展的需求。在国家经济发展的初期阶段，电力需求每每相对有限。小堆能随着经济的持续增长、电力需求渐渐攀升，适时增长机组数量，实现电力供应与经济发展同步增长。因此，它在中东、非洲，以及国土、生齿较少的中小国家，具有较强的市场上风。

逐日经济消息