2025年能源行业专题研究：气电核电双擎驱动，破解数据中心供电瓶颈

数据中心新趋势催生对稳定清洁电力需求

数据中心“清洁化”和“大型化”催生稳定电力需求。在对电力需求方面，数据中心最主要的 两个变化趋势为“清洁化”和“大型化”，这两种变化趋势均要求数据中心提前规划配套电站， 尤其是采购稳定电力。数据中心的“大型化”对电网供电的压力倍增，需要数据中心自备电 站以缓解这种压力，这种需求不涉及电力的清洁化，核心只在于“自备电站”；“清洁化”需 求目前主要来自于国际数据中心巨头，要求数据中心进一步减少对电网中混合电力的采购， 通过自备更多清洁电力以满足需求，核心在于“自备清洁电站”。数据中心的聚集效应导致 局部地区负荷过高，从而促进用电需求向装机需求的有效转化。

“若要来，请自备电力”

数据中心的规模正在迅速扩大。AI 模型的训练和推理、云计算、数据分析等需要消耗大 量计算资源，催生了对数据中心井喷式的需求，不论是单个数据中心的规模还是全球数据 中心整体规模，均将迅速扩大。在过去，一个功耗不到 50MW 的数据中心被认为是大型 数据中心，而现在超过 100MW 的数据中心已变得常见。以目前常见的单个数据中心 10 万卡集群和单卡功率 1.2kW 计算，一个 AI 数据中心的功耗就可以达到 120MW，部分未 来的数据中心园区的功耗甚至会超过 1GW。 大型数据中心自备电力将是大势所趋。大功耗的数据中心接入电网将造成极大的负担，这 种负担体现在两方面：1）整个电网的发电能力开始承压；2）数据中心选址存在聚集效 应，导致局部区域电力负荷过高。因此新建数据中心需要与电站合作，提前规划单独供电。 例如，美国德克萨斯州公用事业委员会已向科技公司表示，若希望尽快接入电网，那么他 们需要自备一些电力。美国弗吉尼亚州聚集了大量数据中心，据弗吉尼亚州联合立法审计 和审查委员会估算，若没有限制，数据中心将导致该地区 2040 年电力装机规模较 2025 年增长超过 30000MW，接近目前装机量存量，建设足够的发电和输电设施将非常困难。 在“大型化”趋势下，自然需要整个电网以更快的速度扩大装机规模，数据中心自备电站也 越来越有必要性，尤其是在数据中心聚集的地区。

美洲和亚太地区数据中心规模增速更快。据 DCByte 统计，2018-2023 年，全球数据中心 IT 功耗从 17.32GW 提升至 37.48GW，CAGR 为 16.69%；2023 年末，美洲、亚太和 EMEA （欧洲、中东和非洲）已运营数据中心的 IT 功耗分别为 17.45、11.18、8.85GW，5 年 CAGR 分别为 16.42%、19.54%和 14.08%；EMEA 和亚太在建项目较多，2023 年末美 洲、亚太和 EMEA 在建项目 IT 功耗分别为 9.51、12.69、15.39GW，早期阶段项目 IT 功耗分别为 11.22、10.61、6.19GW，全球已规划项目的 IT 功耗共计 65.61GW。据 DCByte 预计，到 2028 年，美洲、亚太、EMEA 和全球运营数据中心的 IT 功耗分别可达 37.70、 26.70、16.79 和 81.19GW，5 年 CAGR 分别为 16.66%、19.02%、13.66%和 16.72%。

全球数据中心用电量或将保持高速增长

1）使用数据中心历史用电量测算： AI 发展和数字化推动数据中心计算规模激增，尽管历史上能源效率不断提高，但未来效 率提高的潜力正在下降，随着数据中心的规模和复杂性提升，冷却系统、电力分配系统和 服务器基础设施的效率改善可能难以跟上步伐。据 GECF 统计，2023 年全球数据中心用 电量为 414TWh，3 年 CAGR 约为 19%。假设人工智能稳步增长，数据中心容量适度增 加，能源效率提升抵消部分增加的电力需求。在谨慎、中性和乐观假设下，2035 年，数 据中心用电量将分别达到 1544.38/2321.05/3911.11TWh，占 2023 年全球用电量的比例 分别为 5.17%/7.77%/13.10%。 2）通过英伟达 GPU 销量和功耗测算：由于 GPU 产能受 CoWoS 产能影响，我们按照台积电 CoWoS 产能上限来预测。目前台 积电 CoWoS 扩产计划一直在持续，我们推测 2025 年平均月产能约为 55K 左右，全年 660K CoWoS 产能，其中英伟达占据了约 60%，约 420K 的 CoWoS 产能，英伟达 2025 年 B200 系列将获得约 320K 产能，H100 将获得约 60K 产能，B300A 将获得约 40K 产 能。综合来看，采用英伟达加速卡的数据中心中服务器容量将达到 6886MW。PUE（Power Usage Effectiveness）是衡量数据中心整体能效表现的关键指标之一，通常由数据中心总 耗电量除以 IT 设备耗电量（即服务器耗电量）得出。在传统风冷数据中心中，这一比例 通常达到 1.5。而在现代液冷数据中心中，这一比例通常为 1.05-1.2 之间。我们为采用英 伟达卡的数据中心选择 PUE 为 1.2，最终得到 8263.2MW 的容量。同理，我们对自研加 速卡厂商采用同样的方法测算，最终得出采用自研芯片的数据中心容量可达 4382.88MW， 英伟达+自研芯片容量合计达到 12646.08MW，一年的耗电量将达到约 111TWh。 考虑到训练 1T 参数级别的模型、视屏模型等高算力需求的模型依然需要大的算力集群去 训练，同时多模态模型推理需求的大幅提升也对算力提出了要求，我们认为相当长的一段 时间内计算卡将继续保持高增速。在 GPU 更新换代时，通常厂商会提高额定功率以提升 芯片性能，我们同时也会预计加速卡功耗也将不断提升。但一般计算卡在训练 1-3 年后就 将损坏，我们将累计三年耗电量作为数据中心累计耗电量。在我们谨慎、中性、乐观估计 下，2035 年全球数据中心 AI 训练&推理对电力的需求将达到 807/2428/6905TWh。

数据中心需要稳定清洁电力

国际数据中心巨头均有宏大的减排目标。多数数据中心公司的目标是在未来实现电力消耗 与可再生能源电力 100%匹配，100%匹配是指公司全年消耗的可再生能源总量达到与耗 电量相同的规模，其中消耗的可再生能源包括公司自有可再生能源发电量、直接采购的可 再生能源电力、购买绿证等，这要求数据中心公司扩大对可再生能源电力的采购。 下一步目标为“全天候无碳能源”。谷歌早在 2017 年就达成了“100%匹配”目标，其最新目 标为到 2030 年，每个地区均运行“全天候无碳能源”，这是比 100%匹配更进一步的目标， 意味着在计算可再生能源供电占比时将剔除绿证的贡献，实现真正意义上的 100%由可再 生能源供电，微软也已经提出了类似的目标。按照 100%匹配的要求，采购的电力不足时 可以向电网购电，事后购买绿证弥补电网混合电力中的化石燃料电力即可，但要实现“全 天候无碳能源”，需要扩大清洁电力的 PPA 签订规模，减少从电网购电，尤其是在电网中 清洁电力占比较低的地区。与“大型化”趋势相比，“清洁化”趋势不仅要求数据中心自备电 站，还对发电的清洁性提出了要求。

稳定电力是数据中心供电的基石

数据中心供电有多种选项。数据中心可采用的供电方式包括电网购电、电网购电+PPA、 PPA，自备的发电方式有多种方案可选择，例如 1）可再生能源+储能（未来将发展至 LDES）； 2）火电；3）核电；4）其他清洁稳定电力（如地热、氢能等）；5）多种发电方式混合。 我们验证了稳定电力在数据中心供电中的重要性。不同发电方式按稳定性可分为稳定电力 和不稳定电力，稳定电力包括火电、核电、地热等，不稳定电力包括风电、光伏等。为了 验证稳定能源在降低对电网依赖过程中的重要性，我们模拟了不同功率光伏电站、储能规 模和不同功率稳定电力下，电站在 366*24 小时内对数据中心的小时级别供电量。我们假 设数据中心的功耗为 50MW，配备了不同规模的光伏、储能和稳定电力。假设当电站发 电量足够数据中心使用时，多余电量将进入储能系统进行储存，直至储满为止；当电站发 电量不足时数据中心仍需从电网购电；除了一些针对光伏电站的假设外还进行了一些简化 的假设，假设数据中心功耗稳定在 50MW（更符合 AI 模型训练数据中心的情况），稳定 电力功率稳定在额定功率，常规储能系统没有能量损耗，LDES 的能量损耗为 70%。我 们统计了模拟的电力系统对数据中心的全年供电占比以及数据中心全年需要从电网采购 电力的小时数。该模拟结果中的光伏容量系数为 28.71%。

1）50MW 功耗的数据中心配备 50MW 光伏：光伏电站功率与数据中心功耗相同时，需要 配备较多稳定电力才能满足需求。①若只配备 50MW 额定功率的光伏电站，该电站一年 内只能为数据中心提供 28.71%的电力；①为其配备一个 2 小时的储能以及 20MW 的稳定 电力，则可将全年供电占比提升至 68.71%；①配备 4 小时储能和 30MW 稳定电力后可将 供电占比提升至 88.53%；①进一步将稳定电力扩大至 40MW 后全年供电占比可达到 99.66%，我们假设初期储能设备内未存储电力，因此在年初冬季该电站的供电略有不足。

2）50MW 功耗的数据中心配备 100MW 光伏：光伏电站功率是数据中心功耗的 2 倍时， 依然需要配备较多稳定电力才能满足需求。①若只配备 100MW 额定功率的光伏电站，该 电站一年内只能为数据中心提供 40.83%的电力；①为其配备一个 2 小时的储能系统，则 可将全年供电占比提升至 53.39%；①配备 4 小时储能后可将供电占比提升至 57.42%。虽 然光伏额定功率为数据中心的 2 倍，但在没有配备稳定电力的情况下，常规储能设备的作 用有限。①为光伏电站配备 2 小时的储能后，再配备 20MW 稳定电力，可迅速将供电占 比提升至 83.27%，①配备 40MW 稳定电力可实现电力供应全覆盖；①而为其配备 4 小时 储能后，20MW 的稳定电力可把全年供电占比提升至 93.12%，①30MW 的稳定电力基本 可实现全覆盖。

3）50MW 功耗的数据中心配备 200MW 光伏：光伏电站功率是数据中心功耗的 4 倍时， 依然需要配备稳定电力。①若只配备 200MW 额定功率的光伏电站，该电站一年内只能为 数据中心提供 47.18%的电力；①为其配备一个 2 小时的储能，则可将全年供电占比提升 至79.46%，全年的凌晨仍然无法供电；①配备4小时储能后可将供电占比提升至94.31%， 冬季凌晨供电不足。①为光伏电站配备 2 小时的储能后，再配备 20MW 稳定电力，可迅 速将供电占比提升至 99.94%，基本可实现全覆盖。

4）50MW 功耗的数据中心配备 100MW 或 200MW 光伏及 LDES：光伏电站功率是数据 中心功耗的 4 倍时，配备 100 小时 LDES 才能满足需求。若不考虑稳定电力，只通过光 伏和 LDES 供电，①在 100MW 光伏配备 100 小时储能的情况下，在夏季的凌晨仍然无法 为数据中心供电；①200MW 光伏配备 100 小时储能的情况下，从 3 月开始可以实现供电 全覆盖，年初出现供电不足主要原因为假设储能初始电量为 0。

稳定电力是数据中心供电的基石。我们发现，若只通过光伏为数据中心供电，扩大配套新 能源电站额定功率的效果较差，即使配备的光伏电站额定功率达到数据中心功耗的 4 倍， 也会因储能规模不足而不得不在夜间从电网购电，若遇到不利的天气影响，则会出现更大 的缺口。即使配备了 LDES，光伏额定功率达到数据中心的 2 倍也无法实现完全供电。配 备一定规模的稳定电力后，数据中心可迅速摆脱对电网的依赖，这是单独依靠光伏和常规 储能难以实现的。此外，我们没有模拟连续多日光照不足的情况，在这种情况下稳定电力 将显得更重要。

气电、核电可匹配数据中心需求

前文中我们验证了稳定电力的重要性，稳定电力对数据中心来说是一种优秀的解决方案。 在多种稳定电力中，我们认为气电和核电是适合数据中心的发电方式，这两种发电方式在 美国的容量因子分别排名第一和第三。

气电和核电的特性使其适合为数据中心供电。气电的优势在于建设快、成本低、选址灵活、 技术成熟，最大劣势为碳排放量较高，为激增的数据中心配备足够的电力时间紧迫，需要 先在碳排放问题上做出妥协，优先保证供电，后续气电+CCUS 将进一步发展，逐渐解决 气电的碳排放问题。核电优势在于清洁、选址灵活，劣势包括成本较高、政策及公众接受 度风险，核电作为已大规模使用的清洁稳定电力，目前没有其更成熟的替代方案，制定了 宏大清洁目标的公司已开始考虑使用核电。与气电和核电相比，同属稳定电力的水电和地 热依赖于地理资源，只有在数据中心周边恰好有可用资源时可考虑使用，但不是一种通用 的解决方案，同时水电也易受降水量影响。煤电虽也稳定，但其排放量远高于气电，在欧 美无法与气电竞争。

清洁化推动气电+CCUS 及核电需求

数据中心清洁化将循序渐进，逐渐带动气电+CCUS 及核电需求。把时间维度拉长到 5 年 以上来看，数据中心的“清洁化”趋势将更加明显，对稳定电力的需求也将过渡到对稳定清洁电力的需求。与保障数据中心供电相比，清洁化没有那么紧迫，这将是一个伴随着减排 计划推广以及技术进步的过程。目前新一代的清洁稳定电力技术普遍还处于开发及推广期， 谷歌正在考虑的清洁稳定电力技术包括新一代地热、CCS（碳捕获及储存）、先进核能、 氢能和 LDES。对于气电，配备 CCUS（碳捕获、利用及储存）后有望大幅减少其碳排放； 核电则非常契合清洁和稳定这两个需求。 核电碳排放量远低于其他发电方式，气电需配备碳捕获以减少排放。据 UNECE 统计，2020 年全球各地气电和核电的全生命周期碳排放强度分别为 403-513 和 4.9-6.3g CO2/kWh， 气电配备 CCS 后碳排放强度可降至 92-221g CO2/kWh。在清洁性方面，气电在欧美数 据中心公司各选项中的竞争力远强于煤电，长期来看，气电也需要配备 CCUS 以减少排 放，并且碳捕获效率仍需进一步提高。

较低的土地占用为气电和核电提供了更灵活的选址

气电和核电的土地占用较少。土地占用包括直接和间接占用，直接占用是指发电设施占用 的土地，间接占用则指提供燃料等的土地占用。2020 年气电、气电+CCS、核电全生命 周期内土地占用范围在 0.6-3.3、0.7-3.9、0.25-0.75 平方米/MWh/年，气电和核电的单位 面积发电效率均较高，可降低土地成本，同时提供更灵活的选址。

兼顾清洁和稳定需要付出更高的成本

以目前的技术，清洁、稳定、低成本只能取其二。据 EIA 预测，到 2028 年，美国气电和 先进核能的 LCOE 平均分别为 42.72 和71 美元/MWh，气电也属于一种低成本发电方式。 DOE对各类清洁稳定电力的成本进行了估算（考虑各类补贴），气电+CCS和核电的LCOE 分别在 63-99 和 61-122 美元/MWh 范围内，各类清洁稳定电力的成本虽有差别但处在同 一级别，与其他不能兼顾清洁和稳定的发电方式相比成本较高。

加入清洁稳定电力可降低整个电力系统的成本。虽然清洁稳定电力的单位成本较高，但将 其纳入电力体系后，可以减少不稳定电力的装机需求，从而降低整体成本。Ejeong Baik 等使用三种模型测算了美国加州不同清洁发电组合的发电和输电系统成本（generation and transmission system costs），结果显示，虽然清洁稳定电力的资本成本或可变成本 高于间接性可再生电力，但在系统中加入稳定电力后，可以避免过度建设间接性电力和储 能，在保证供电可靠性的前提下降低系统的总成本。

近火要用近水救——气电可快速缓解数据中心电力紧张

数据中心公司接受气电为其供电。进入 AI 繁荣期后，数据中心的建设需求、项目规划迅 速扩大，电力供应已开始阻碍数据中心建设，当电力供应逐渐成为一个迫在眉睫的问题时， 能够快速投产的的稳定电力至关重要也难能可贵，对一些数据中心公司来说，碳排放问题 或许也需要妥协。2024 年公布了较多数据中心与气电的合作项目，其中 META、Equinix 等数据中心巨头也愿意采用气电。

气电站建设技术成熟，且建设周期较短。我们统计了美国 2020 年后投产的 500MW 以上 功率的气电站数据，这些气电站的建设周期均在 4 年以内，大多在 3 年以内便可投产。 目前数据中心的建设周期通常在 2-4 年内，气电站的建设周期与数据中心匹配，功率也可 完全覆盖。目前美国主流的新一代 F 级、H 级、J 级燃气轮机从 2010 年便已开始建设， 目前技术成熟，因此也不存在等待商业化的过程。

大规模的数据中心建设或将导致弗吉尼亚州气电装机量翻倍。我们用数据中心聚集地弗吉 尼亚州的例子来说明数据中心对气电庞大的增量需求，据 Data Center Map 统计，目前 弗吉尼亚州拥有 486 个数据中心，为全美最多；据 CBRE Research 统计，截至 2024 年 中，北弗吉尼亚数据中心存量规模为 2611.1MW，在建规模为 1157MW，分别为全美第 一和第二。据弗吉尼亚州联合立法审计和审查委员会估算，若不限制数据中心建设，在有 和没有《弗吉尼亚清洁经济法案（VCEA）》的假设下，2025-2040 年，该州 CCGT 气电 装机规模需要从 6141MW 分别增长至 1945MW 和 25937MW。

数据中心带动气电和天然气需求

目前数据中心主要依靠电网供电，未来新建数据中心签订 PPA 的比例或将达到较高水平， 同时 PPA 中气电的比例也有望提高，电网混合电力中的气电发电量仍增长，但占比或许 会开始缓慢下降。在我们的谨慎、中性、乐观假设下，2035 年，全球数据中心对气电的 需 求 分 别 为 510.47/812.94/1444.42TWh ， 占 2023 年 气 电 总 发 电 量 的 7.81%/12.43%/22.09%；对天然气的需求分别为 3.51/5.59/9.94 亿立方米/天，占 2023 年天然气总需求的 3.06%/4.88%/8.66%；若为数据中心建设的气电站均为基荷电站，以 65%的容量因子计算，对气电新装机规模的需求分别为 7.94/15.74/34.62GW，占 2023 年气电新装机规模的 14.11%/27.96%/61.49%。

气电+CCUS 以满足清洁化需求

为了应对即将到来的用电增长，短期可以淡化碳排放问题，但长期来看依然需要通过 CCUS 减少气电排放。CCUS 是指使用不同技术将二氧化碳分离并捕获，永久储存在地 下或用作生产某些产品的原料，捕获、运输、储存或利用都是单独的环节，可由不同公司 完成。CCUS 可以改装到现有的发电厂中，不影响其正常运行。目前 CCUS 尚处于推广 阶段，据 GLOBAL CCS INSTITUTE 统计，截至 2024 年 10 月，全球有 50 个已投产 CCS 项目和 44 个在建项目，2026-2030 年间将有较多项目投产，涉及电力行业的碳捕获项目 较多。

政策要求气电减排。2024年4月，美国EPA新出台的规则对煤电和气电减排提出了要求， 对于一年负荷超过 40%的气电站，到 2032 年需要减少 90%的碳排放。欧盟将火电纳入 欧盟碳排放交易体系（EU ETS）进行管理，企业必须在规定的排放限额内运营，超出限 额则需购买额外的排放配额，自 2021 年起，碳排放上限每年将降低 2.2%，并收紧配额 免费分配的政策，以促使企业减少碳排放。CCUS 是一种有效的降低火电碳排放的方式， 各地区普遍支持 CCUS 发展。

气电产业链主要包括天然气生产和气电建设，燃气轮机是电站的核心设备。CCUS 产业链 包括 CO2的捕集、输送、利用与封存，首先将 CO2从工业生产、发电等行业中分离捕获， 将捕获的 CO2运输至利用或封存场所，进一步加工利用或永久封存。

数据中心电力清洁化推动核电复兴

SMR 或将得到长足的发展

SMR（Small modular reactors，小型模块化核反应堆）是一种先进核能技术，其名称中 的“小型”是指其反应堆的最大输出功率在 50-350MW 之间，“模块化”是指通过设计更高的 模块化、标准化和工厂化结构进行整合。核电支持数据中心有两种模式，分别是重启已停 运的核电站和建设新核电站，目前美国在新核电站建设方面聚焦于 SMR 建设，而非常规 核电站。 数据中心开始积极推进配备 SMR。作为清洁稳定电力，核电受到数据中心公司的广泛考 虑，2023-2024 年海外数据中心公司公布了较多与核电的合作协议。与常规核电站的合作 包括 Three Mile Island 1 号机组和 Three Mile Island 1 号机组的重启，以及亚马逊通过 Susquehanna 核电站供电（目前遭到美国联邦能源管理委员会拒绝），其他合作均为新 建 SMR 或 Microreactor。

SMR 可降低投资者面临的风险

与常规核电相比，SMR 具有以下特点： 1）SMR 的设计减少了对复杂和可能故障的主动系统的依赖，使用更简单和可靠的被动系 统来确保安全。 2）紧凑的架构实现了制造的模块化（在工厂内），这也有助于提高施工质量和效率。 3）减少了反应堆中的放射性库存。 4）模块化设计和小尺寸使其可以在同一地点建设多个单元。 5）对冷却水的需求较低，因此适合偏远地区。 投资建设 SMR 的风险小于常规核电。SMR 的小型化可以带来一系列便利，包括单个反 应堆的建设周期更短、成本更低、产生的核废料更少、选址更灵活。核电项目的建设存在 高资本开支和高延期率两个特点，这两个特点一直是核电项目投资的绊脚石，与常规核电 站相比，SMR 的小型化缩短了单个反应堆的建设周期，降低了单个反应堆的成本，减少 了建设中面临的延误和成本超支风险。据估计，SMR 的建设普遍能在 3.5 年左右完成， 常规核电站的建设周期中位数为 6.3 年。部分核电项目的建设经历了严重的延误，例如法 国的 Flamanville 3 号机组，原计划用 5 年完成建设，而实际用时高达 17 年，成本也远超 预算，这些极端情况打击了投资者的信心。同一个设计的核电站，第一个反应堆（FOAK） 的建设成本通常会远高于后续的若干个反应堆（NOAK），在 FOAK 成功之前，项目的可 行性是最不确定的，也是投资者承受压力最大的时候，与常规核电相比，若延期和成本超 支的比例相同，建设 SMR 的延期时长和成本超支金额也会远低于常规核电，投资者承担 的损失也会更小，可减少投资者决策时的担忧，对于 FOAK 来说更是如此。SMR 相较于 常规核电的另外一个潜在优势是可以替代已退役的煤电站，据 DOE 统计，美国已退役煤 电厂可为核电提供 120-170GW 的装机空间。

政策支持 SMR 发展

欧盟出台一揽子政策支持 SMR。2023 年开始欧盟陆续出台政策，从技术研究、项目融资、 项目审批、供应链构建等方面支持 SMR 的发展。此外在 2024 年，欧洲小型模块化反应 堆工业联盟成立，旨在促进和加速 2030 年代初欧洲首批 SMR 项目的开发、示范和部署。

美国支持 SMR 发展，同时提供补贴。长期以来美国联邦政府一直都对核电提供补贴，近 年美国政府进一步认可了核电作为低碳能源的作用，加大了对核电的支持，例如 2022 年 的《通胀削减法案》为核电提供了新的补贴，2024 年通过的 ADVANCE Act of 2024 为核 电技术发展、审批等做了准备，2020 年的先进反应堆示范计划和 2024 年的第三代+小型 模块化反应堆项目为先进反应堆的早期发展提供了资金支持。

美国各州政策转向开放。美国各州对核电有不同的态度与政策，对核电持负面态度的部分 州目前正在向更开放的方向发展。目前禁止或限制核电建设的州有 12 个，部分州的限制 要求为“美国政府已确定并批准了建设和运营技术”，联邦政府对核电转向宽松后这些州通 过核电站审批的概率也会提高；5 个州废除了对核电的禁令，部分州单独放开了对 SMR 的限制，例如伊利诺伊州仅允许 SMR 的建设；部分州虽然还没有通过允许 SMR 建设的 相关法案，但也已将其纳入考虑范围。

核电公众接受度提高

欧美公众对核电的接受度恢复。根据 GALLUP 在 2023 年做的一项调查显示，55%美国 成年人表示赞同使用核能，比 2016 年上升了 11 个百分点，55%的支持率已处于历史高 位。共和党人对核能的支持率远高于民主党，2023 年两党对核能支持率分别为 62%和 46%。由美国核能研究所支持的一项调查显示，2022 年，核电周边居民（不含核电站工 作人员及家人）对核电的好感度创下新高，2022 年持正面态度的居民占比达到 91%，此 外这些居民大多接受在距离最近的核电站附近增加反应堆，对于 SMR 的接受度则更高。 FONDATION ROBERT SCHUMAN 的调查显示，2022 年欧洲公众对核电的支持率较 2021 年明显上升，这一变化或许与欧洲的能源危机有关。

SMR 普遍还处于计划和设计阶段

目前全球仅少量 SMR 已投产，大多还处于在建或规划中。中国的 HTR-PM 和俄罗斯的 KLT-40S 是目前仅有的已正式运行的 SMR，预计 2026-2028 年将有 3 个新的 SMR 电站 投产，全球目前有超过 80 种 SMR 设计，其余设计均处于计划阶段或早期设计阶段。

核电产业链拆解

核燃料及核电产业链相较于气电更复杂，产业链主要流程包括铀矿开采及加工、核电站建 设和乏燃料处理。 1）铀矿开采及加工：铀矿在开采后，经过破碎、磨细，通过浸取液将铀浸出，含铀的浸 出液经过离子交换等分离、纯化过程后可获得重铀酸盐或铀酸盐，将其煅烧可制得八氧化 三铀，进一步将八氧化三铀转化为六氟化铀，铀浓缩工序可将铀-235 的含量提高到3%-5%。 将含量为 3%-5%的六氟化铀转化为二氧化铀固体后可加工为燃料棒，燃料棒组装成为燃 料组件。在铀的开采、转化、浓缩过程中，使用的设备主要包括铀矿开采设备、破碎筛分 设备、浸出设备、流化床反应器、立式氟化炉、气体离心机等，使用的材料主要包括萃取 剂、氢氟酸、氟气、镍或镍基合金等耐腐蚀材料等。 2）核电站建设：核电站的主要构成包括核岛、常规岛、辅助系统等。核电厂中核蒸汽供 应系统及其配套设施和它们所在的厂房即为核岛，核岛中的核心设备包括核反应堆、冷却 剂循环系统、压力容器、蒸汽发生器、主泵等；常规岛负责将核岛产生的热能转换为电能， 其中的主要设备包括蒸汽轮机、发电机、冷凝器、给水泵、电气系统等。发电过程中使用 的材料主要有冷却剂、慢化剂、中子吸收剂、包壳材料、反射器材料等。 3）乏燃料处理：乏燃料处理的主要方式包括水法和干法，处理后可对其储存或再次利用。 水法所需的设备包括溶剂萃取装置、离子交换设备等，使用的材料包括硝酸、有机溶剂、 还原剂等；干法所需的设备包括电解精炼设备、熔盐制备设备、熔盐输送组件等，使用的 材料包括氟化物、氯化物、熔融盐、液态金属等。

SMR 更倾向于使用新型材料。SMR 通常需要使用 HALEU，从而在单位体积上获得更大 功率，目前只有俄罗斯和中国具有大规模的 HALEU 浓缩设施，American Centrifuge Operating 是目前美国唯一运营 HALEU 设施的公司。除了常见的轻水和重水反应堆，正 在开发的 SMR 考虑较多的是高温气冷反应堆、快中子反应堆、熔盐反应堆，不同类型反 应堆的燃料、冷却剂、慢化剂存在区别。

编辑：火腿肠