中国为何押注大型核反应堆：速度与规模的双重优势

1. 两种核工业的对比

这是两种核工业的故事。在中国，大型反应堆正以惊人的速度建成。自2016年以来，中国的核电机组数量几乎翻了一番，总装机容量达到近60吉瓦。新设施几乎全是吉瓦级的压水反应堆（pressurized-water reactors）。与此同时，美国在同一时期仅建造了两座反应堆——佐治亚州沃格特尔电厂（Plant Vogtle）的3号和4号机组。不过，小型反应堆正吸引大量关注和投资。一家微型反应堆开发商刚刚在美国能源部（Department of Energy）的新试点项目中实现了反应堆临界（criticality）。全球正竞相满足不断增长的电力需求，许多国家对核能等无温室气体排放的能源感兴趣。关键问题是：哪种策略能真正快速将电力输送到电网？

2. 美法核工业的现状与挑战

如今，美国和法国被视为核工业的领导者。美国拥有全球最大的核电机组，法国位居第二。法国电网高度依赖核能——约三分之二的电力来自核反应堆。但近年来，它们几乎没有新增任何反应堆。美国只能提及沃格特尔项目，而法国在2024年12月将最新反应堆接入电网——这是20多年来的首次。建造当今核工业主导的大型项目极其困难。前期投资可能高达数十亿美元，投资者需要等待数十年才能实现盈亏平衡。设计复杂，且常因监管流程而变更，增加成本和时间。许多人希望，在这些国家扭转局面的关键可能是小型反应堆。

3. 小型反应堆的潜力与进展

其理念是缩小反应堆的占地面积，可降低验证新技术所需的前期投资。这些反应堆甚至可以在工厂组装，而非现场建造，从而随时间推移降低成本。这些小型反应堆在美国吸引了大量关注和投资，包括能源部的新试点项目。该部门去年设定目标，到2026年7月4日（美国建国250周年）前让三座试验反应堆达到临界状态。上周，加利福尼亚州的Antares公司凭借其Mark-0反应堆实现了这一里程碑。该公司计划最终建造微型反应堆（microreactors），设计发电量在100千瓦到1兆瓦之间（目前电网上的大型反应堆至少是其1000倍）。核心设计是钠冷反应堆（sodium-cooled reactor），使用TRISO燃料（TRISO fuel），即自封闭石墨包覆的球状燃料，浓度高于大多数现有反应堆使用的燃料。但要实际发电，还有很长的路要走——Mark-0没有配备任何能量转换或排热系统。首席执行官乔丹·布拉姆布尔（Jordan Bramble）告诉美联社，公司计划在2027年底发电，2028年部署现场。私营部门也感兴趣并投入了资金。大型科技公司正投入巨资建设新反应堆，希望为数据中心供电。

4. 中国的大型反应堆战略

但放眼全球另一端，其他国家坚持既定蓝图：中国正大量建造大型核反应堆。2025年，中国有六座新反应堆开工建设，2026年前五个月又启动了两座。到2030年，中国有望在核电装机容量上超越美国和欧盟。这里的速度令人震惊。截至2024年，中国新建反应堆的平均工期为5到7年。全球平均约为9年，而美国最近两座反应堆耗时约15年。这种速度的关键在于标准化：中国建立了统一的项目管理系统来设计、许可和建造新反应堆。它们以六座或更多为一批建造，以利用规模经济。这是旨在赋予小型反应堆优势的理念之一，但中国正努力为大型项目实现同样的效益。大量的政府投资无疑起到了推动作用。大型反应堆通常能以更低价格向电网提供更多电力，考虑到中国急剧增长的电力需求，这是一个关键因素。虽然小型反应堆因体积小，前期投资少于大型反应堆，但单位发电成本实际上更高。

5. 中国的小型反应堆与未来展望

这并非说中国只专注于大型反应堆：该国首座运行的小型模块化反应堆（small modular reactor）“玲龙一号”（Linglong-1）预计今年将开始向电网供电。但展望未来，小型反应堆能否帮助西方继续建设新核电，将值得关注。目前，鉴于中国的快速进展，似乎更大可能更好。本文来自《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）的每周气候通讯《火花》（The Spark）。要每周三在收件箱中收到它，请在此注册。

6. 深度探讨：气候变化与能源

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7. 保持联系

插图：罗丝·王（Rose Wong）。获取《麻省理工科技评论》的最新更新。发现特别优惠、头条新闻、即将举行的活动等。输入您的电子邮件。隐私政策。感谢您提交电子邮件！探索更多通讯。似乎出了点问题。我们无法保存您的偏好。请尝试刷新此页面并再次更新。如果继续收到此消息，请通过customer-service@technologyreview.com联系我们，并附上您希望接收的通讯列表。