核能乐观情绪再度升温,这股热潮能否持续?

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  在特朗普政府的支持下,凯罗斯动力(Kairos Power)等企业正着手建造新型核反应堆,然而这些项目能否成功,目前尚无定论。

一名头戴照明灯的工人,正从一个巨大的金属圆筒底部抬头望去。 一名头戴照明灯的工人,正从一个巨大的金属圆筒底部抬头望去。

  凯罗斯动力公司正在研发一款新型核反应堆,其诸多零部件均在新墨西哥州阿尔伯克基的一处生产基地制造。

  作者:伊万・佩恩

  田纳西州的橡树岭曾是曼哈顿计划的诞生地,如今,这片被林木繁茂的山谷与连绵丘陵环绕的土地,或许很快将再度书写核能领域的新篇章。

  这里正浇筑着混凝土地基,为一批被称为小型模块化反应堆的设施奠基 —— 这类反应堆有望成为核能领域的全新标杆。主导该项目的凯罗斯动力公司已对相关技术研发近十年,目前工程建设正全面推进。

  多家企业正争相研发新型反应堆。专家表示,假以时日,这类反应堆的成本或将低于沿用数十年的大型核电站。企业高管与政府官员均称,全球正迎来新的核能时代曙光,核能将提供低成本电力,满足人工智能技术对海量电力的迫切需求。

  这类新型反应堆的核心设计思路,是缩小核反应容器的体积 —— 核反应在容器内加热介质产生蒸汽,进而驱动涡轮机发电。研发团队认为,相比需要大批高级技术工人搭建的传统反应堆,小型反应堆的组件更适合规模化量产,且组装流程更为简便。

  长期以来,核电项目的推进一直困难重重。美国目前运行的核电站,几乎全部都是数十年前投运的,其中大部分甚至早于比尔・克林顿执政时期。近几十年来,高昂的成本、漫长的工期延误,再加上公众对安全问题的担忧,严重制约了核能产业的发展。

  “我认为很多人都认可核能的价值,但仍对其落地可行性心存疑虑。” 总部位于旧金山湾区的凯罗斯动力联合创始人兼首席执行官迈克・劳弗表示,“企业信誉来之不易,却可能在转瞬之间崩塌。”

  美国拥有的核反应堆数量位居全球之首,但在新建反应堆方面却远远落后。过去十年间,中国新建了 30 余座核反应堆,而美国仅落成两座。这两座核电站位于佐治亚州奥古斯塔附近的阿尔文・W・沃格特勒发电站,不仅工期延误数年,造价更是高达 350 亿美元 —— 约为最初预算的三倍。

  特朗普总统希望将新型反应堆建设,打造成其任期内的标志性政绩。美国能源部已为新型反应堆技术提供 8 亿美元资金支持,并为宾夕法尼亚州三哩岛核电站的重启项目提供 10 亿美元贷款担保。据悉,政府还计划追加数十亿美元的扶持资金。

一座沉寂的核电站冷却塔矗立在宾夕法尼亚州三哩岛。美国能源部已为该核电站的重启提供 10 亿美元贷款担保。 一座沉寂的核电站冷却塔矗立在宾夕法尼亚州三哩岛。美国能源部已为该核电站的重启提供 10 亿美元贷款担保。

  特朗普家族旗下的社交媒体公司也跨界涉足核能领域。2025 年 12 月,特朗普媒体与科技集团宣布,计划与核聚变企业 TAE 技术公司合并。能源专家指出,核聚变发电技术与目前所有核电站采用的核裂变技术截然不同,且该技术的成熟可能还需要数十年时间。

  近日,特朗普政府的能源部长克里斯・赖特到访爱达荷国家实验室时表示,监管壁垒是阻碍核能产业发展的重要因素。他称,近 50 年前美国核管理委员会的成立,催生了繁琐的官僚主义流程。

  “自该机构成立以来,美国仅批准建造并投运了两座核反应堆。” 赖特说。

  不过,部分专家认为,核心问题在于核电行业自身始终难以兑现承诺。他们指出,先进反应堆面临的挑战更为严峻:一方面,这类反应堆属于创新设计;另一方面,部分反应堆需要使用新型铀燃料,而行业对这类燃料的应用经验十分有限。

  此外,新建反应堆还需要巨额资金投入和联邦政府的持续援助。虽然当前两党对核能发展均持积极态度,资金问题或许暂时无忧,但一旦行业再次出现失误,这份支持很可能会烟消云散。

  “核能又一次成了光鲜亮丽却华而不实的噱头。” 美国核管理委员会前委员、长期批评新型反应堆高成本与工期延误问题的彼得・布拉德福德表示。他补充道,一款新型反应堆设计若想成功,必须具备与其他能源类型竞争的实力,“而核能行业始终未能做到这一点”。

  降本竞速赛

  九年前,凯罗斯动力的三位创始人开启了反应堆设计研发之路,将希望寄托于一种全新技术路线。三人皆毕业于加州大学伯克利分校,主修核工程与机械工程专业 —— 而曼哈顿计划的领导者 J・罗伯特・奥本海默,曾是这所大学的教授。

  凯罗斯动力高管表示,公司选择分阶段对核电站的研发进程进行测试验证,而非采用行业内更常见的模式:先完成整体设计与建造,再寄望于一切顺利。

  与传统核电站不同,凯罗斯动力的反应堆摒弃了由混凝土和金属建造的大型穹顶建筑,也不会有蒸汽从高耸的水塔中滚滚排出。这款反应堆的传热介质并非水,而是熔盐。

  凯罗斯动力的反应堆高度略超 32 英尺。其完整的商业设计方案包含两座反应堆建筑与一台涡轮机,整体占地面积为 60 英亩。

  这家拥有 540 名全职员工的公司,自主完成反应堆的设计与零部件生产,其中大部分零部件的制造工作都在阿尔伯克基进行 —— 该地距离曼哈顿计划的最终总部洛斯阿拉莫斯约 60 英里。

  劳弗表示,核电项目长期受制于高昂成本,以及 “首创型” 项目建设过程中面临的重重困难,“而近年来的行业实践,更是印证了这一点”。

  凯罗斯动力位于阿尔伯克基的生产基地,各项生产工作正在有序开展。

  曾被寄予厚望、有望率先建成小型反应堆的努斯凯尔(NuScale)公司,于 2023 年 11 月被迫取消了位于爱达荷州的项目。原因是多家公用事业公司因成本飙升,纷纷退出购电协议。

  目前,该公司正通过与电厂运营商兼开发商恩垂 1 能源公司(ENTRA1 Energy)合作,推进技术研发。2025 年 9 月,两家公司与联邦政府旗下的田纳西河流域管理局联合宣布,计划合作开发核反应堆。努斯凯尔公司称,首批反应堆机组将建于橡树岭,预计 2030 年实现并网发电。

  其他企业也在竞相布局类似项目。

  通用电气能源集团日立核能公司(GE Vernova Hitachi Nuclear Energy)计划在安大略省启动多座小型反应堆的建设工作。比尔・盖茨投资的泰拉能源公司(TerraPower)正在怀俄明州建造一座反应堆。

  初创企业雷迪恩特公司(Radiant)表示,计划于 2026 年建造一台便携式微型反应堆,其发电量足以满足 1000 户家庭的用电需求。这类装置主要用于特殊场景,例如为数据中心或军方供电。

  “如果用电场景无需接入电网,那么我们的技术将是绝佳选择。” 该公司发言人雷・沃特表示。

  与凯罗斯动力一样,雷迪恩特公司也计划将反应堆的生产基地设于橡树岭 —— 这里坐落着美国能源部下属 17 个国家实验室之一的橡树岭国家实验室。

  强力资本加持与新型燃料

  凯罗斯动力在橡树岭的测试反应堆项目预计于 2028 年竣工;具备发电能力的示范机组,则计划在 2030 年建成。该公司已与谷歌签订协议,承诺到 2035 年为其提供 500 兆瓦的电力容量 —— 这一规模约相当于一座常规大型核电站装机容量的一半。

  谷歌的入局或将产生深远影响。如今,布局人工智能领域的科技企业手握雄厚资本与强劲投资意愿,这与 21 世纪初的行业环境截然不同 —— 彼时,工期延误与成本飞涨的问题,曾致使一轮核能复兴的愿景化为泡影。

  凯罗斯动力拒绝透露其核电站的造价。但非营利性研究机构能源经济与金融分析研究所 2023 年的评估显示,努斯凯尔公司取消的爱达荷州项目(规模与凯罗斯动力的在建项目大致相当),造价约为 93 亿美元。

  马萨诸塞州贝尔蒙特市施利塞尔技术咨询公司总裁、该研究所这份分析报告的作者戴维・施利塞尔表示,自 2023 年以来,小型模块化反应堆的建造成本很可能进一步攀升,原因是当前各类成本均出现上涨,包括混凝土材料与建筑工人薪资。“如今的成本环境已经截然不同。” 他说。

  努斯凯尔公司则反驳称,该研究所 2023 年的成本估算过高,其当前的项目成本已具备与其他电力项目竞争的实力。

  小型反应堆的成本估算难度较大,原因在于这类技术涉及诸多创新之处,燃料便是其中之一。

  凯罗斯动力等企业建造的反应堆,将采用一种名为 ** 全陶瓷包覆颗粒燃料(TRISO)** 的新型燃料,该燃料由美国能源部研发而成。全陶瓷包覆颗粒燃料的核心是富集铀颗粒,外部包裹着多层碳与陶瓷材料。

  数千颗罂粟籽大小的燃料颗粒被嵌入石墨基体中,制成高尔夫球大小的燃料球。研发方称,当铀燃料发生裂变并释放热量时,全陶瓷包覆颗粒燃料的外壳能够将放射性物质牢牢封存。凭借燃料自带的包容系统与熔盐冷却剂,这类反应堆无需像传统核电站那样,建造造价高昂的加固型安全壳建筑。

  但部分科学家对新型燃料能否彻底消除安全隐患持怀疑态度。忧思科学家联盟核能安全项目主任、物理学家埃德温・莱曼表示,全陶瓷包覆颗粒燃料可能产生极高的温度,因此仍需配套建设安全壳建筑。

  “在我看来,业界对全陶瓷包覆颗粒燃料的吹捧过于夸大其词。” 莱曼说,“这无异于在美国民众身上开展一场极度危险的实验。”

  不过,也有专家对新型燃料与反应堆设计持相对乐观的态度。

  J・罗伯特・奥本海默的孙子查尔斯・奥本海默,是核能项目开发企业奥本海默能源公司的创始人兼首席执行官。他透露,自己正在洽谈担任南卡罗来纳州 VC 萨默核电站项目顾问一事。这座采用传统技术路线的大型核电站,曾在耗资 90 亿美元后于 2017 年宣告停工。

  查尔斯・奥本海默并未参与凯罗斯动力的项目,但他对该项目的前景抱有期待。“这家公司的执行能力很强,” 他评价道,“其他一些声势浩大的企业,实际建设进度却远远落后。在核能领域,项目未投入运行之前,一切都是空谈。”

责任编辑:郭明煜