本文作者：董静

来源：硬 AI

在全球电力需求加速增长的背景下，小型模块化核反应堆（SMR）正成为满足数据中心、工业制造和电气化需求的关键解决方案。

10 月 18 日，摩根大通在最新研报中认为，这项技术通过设计简化、标准化和工厂制造，试图突破传统大型核电站的经济和建设瓶颈，为清洁基荷电力供应开辟新路径。

摩根大通称，全球目前有 99 座 SMR 处于积极开发阶段，但仅有 7 座在建或运营。气冷和水冷 SMR 概念在近期部署中处于领先地位。国际能源署（IEA）预计，若部署顺利，到 2040 年 SMR 可占全球核电装机的 10%，美国将贡献其中 20% 的增长。

研报指出，特朗普政府的行政命令为 SMR 发展注入强劲动力。新政策将民用核能列为国家和经济安全优先事项，要求联邦机构加速先进反应堆部署，简化监管审查，并开放政府燃料储备。监管改革将许可审查时间压缩至 18 个月，目标在 2026 年 7 月前实现三座先进反应堆投运，同时扩大投资和生产税收抵免，显著改善项目经济性并降低许可风险。

然而，摩根大通认为，SMR 的成功部署仍依赖政府支持、技术迭代、供应链建设和监管许可等多重因素。接下来，我们通过摩根大通研报，详细解析下可能成为 AI 电力供应终极方案的 SMR 技术。

SMR 技术核心优势与市场定位

研报称，SMR 通过五大核心特征重新定义核能应用场景：

小型化设计使其可灵活部署在多种场所；模块化建造支持现场组装以降低成本；可实现离网和并网双重安装模式；燃料循环周期长达 30 年；内置被动冷却机制以简化设计并降低成本。

据核能署（NEA）数据，SMR 开发商总部主要集中在美国、加拿大和欧洲地区。按反应堆概念分类，近期市场以水冷反应堆为主导，占据最大份额，其次是气冷和熔盐冷却设计。从场地所有者角度看，公用事业公司、工业用户和政府机构是主要客户群体，数据中心需求正快速增长。

SMR 的独特价值在于满足多元化能源需求。高温气冷堆可提供 750 摄氏度以上的工艺热，适用于氢气生产、区域供暖和工业应用等传统大型反应堆难以覆盖的市场。快中子谱 SMR 设计虽然许可进展有限，但在燃料效率和成本控制方面具有显著技术优势，涵盖气冷、热管、金属冷却和熔盐冷却等多种概念。

主要技术路线与开发进展

SMR 技术按冷却剂类型分为五大概念：水冷、熔盐冷却、气冷、热管冷却和金属冷却。水冷反应堆代表大多数近期概念，其中轻水堆（LWR）最接近近期部署。热管和金属冷却反应堆代表更前沿的技术发展方向。

轻水反应堆采用成熟技术，包括沸水堆（BWR）和压水堆（PWR）两种类型。NuScale 的 50 兆瓦和 77 兆瓦压水堆设计是唯一获得美国核管理委员会（NRC）标准设计批准的 SMR，在监管进程中处于领先地位。GE 日立核能的 BWRX-300 沸水堆已获田纳西河谷管理局（TVA）提交建造许可申请，成为美国首个提交 SMR 建造许可的公用事业公司。

高温气冷堆（HTGR）使用氦气作为冷却剂，陶瓷涂层燃料可产生约 750 摄氏度的高温。X-Energy 的 Xe-100（80 兆瓦）、Ultra Safe Nuclear 的 MMR（5 兆瓦）和 Radiant 的 1 兆瓦设计代表该领域主要开发商。这类反应堆在工业应用中表现出色，但受限于高丰度低浓铀（HALEU）燃料供应短缺。

熔盐反应堆（MSR）使用氟化盐混合物作为燃料和冷却剂，可在高温下运行并实现高效传热。Kairos Power 的 140 兆瓦 FHR、Natura Resources 的 MSR-100、Terrestrial Energy 的 195 兆瓦整体熔盐堆和 TerraPower 的 345 兆瓦热功率反应堆代表该技术方向。Kairos 已获得 NRC 建造许可，成为美国首家获得第四代 SMR 建造许可的公司。

钠冷快堆（SFR）使用液态钠作为冷却剂，在快中子谱下运行，可实现燃料再利用并减少核废料。Arc 的 ARC-100（100 兆瓦）、Oklo 的 Aurora-INL（75 兆瓦）和 TerraPower 的 Natrium（345 兆瓦）是主要开发项目。TerraPower 的 Natrium 项目预计 2032 年投运。

热管微堆使用热管实现高导热率，有效传热率在 5000 至 200000 瓦 / 米之间。Westinghouse 的 eVinci 微堆（5MW）、Oklo 的 Aurora Powerhouse、Antares Nuclear 的 R1 微堆和 Radiant Industries 的 Kaleidos 微堆（1.2MW）正在开发中。

监管环境与部署时间表

摩根大通称，美国核电站必须经过 NRC 的安全、环境和反垄断审查，获得早期场地许可、设计许可、建造许可和运营许可。传统的 Part 50 路径采用分步许可流程，先获建造许可再申请运营许可。1989 年引入的 Part 52 路径允许申请人在满足特定条件时获得建造和运营的联合许可（COL），降低违约风险并提高确定性。

特朗普政府的监管改革显著加速审批流程。行政命令要求能源部和 NRC 设定 18 个月的审查窗口，并在成功完成预申请阶段后，部分新设计可能在 12 个月内完成审批。NRC 的联合许可方式通过仅审查新提交与已批准设计之间的 " 增量 "，进一步缩短审批时间。

据摩根大通研报称，目前，NuScale 的 50MW 和 77MW 轻水压水堆是唯一获得 NRC 标准设计认证的 SMR 设计。

Kairos Power 于 2023 年 12 月获得第四代 SMR 建造许可，2024 年 7 月开工，目标 2027 年投运。

TVA 成为首家提交 GE Vernova 日立 BWRX-300 SMR 技术建造许可申请的美国公用事业公司。

大多数竞争对手仍处于预申请或预设计许可申请阶段。

数据中心电力需求激增创造市场机遇

摩根大通认为，超大规模云服务商（亚马逊、谷歌、Meta）可能为 SMR 项目提供直接支持，以满足清洁能源数据中心需求。谷歌已与 Kairos Power 签约，确保 2030 年前实现 SMR 上线，到 2035 年达到 500 兆瓦装机。

能源部将钠冷快堆、高温反应堆和熔盐反应堆列入 2030 年部署观察名单。世界核协会追踪的 25 个 SMR 项目处于预投资、合作协议、项目关联、最终投资决定或在建阶段。Kairos Power 的 Hermes 熔盐冷却反应堆是唯一处于 " 在建 " 阶段的项目。

NuScale、Oklo、Westinghouse、TerraPower 和 X-Energy 是最活跃的开发商。这些公司通过与大型公用事业公司、工业用户和政府机构合作，推进项目融资和场地选择。部分项目已获得美国能源部的贷款批准和技术投资协议支持。

商业化仍面临多重挑战

摩根大通指出，技术路线众多导致竞争激烈，可能阻碍任何单一技术达到商业临界规模。监管框架虽在演进，但往往滞后于 SMR 技术的多样性和新颖性，特别是非水冷和先进设计面临许可不确定性和延迟。

供应链准备不均衡构成重大瓶颈。许多新型燃料形式和反应堆部件尚未实现商业规模生产。HALEU 燃料供应有限对许多先进 SMR 概念构成重大障碍。据核能研究所（NEI）预测，北美 HALEU 需求将快速增长，但供应能力建设需要时间。

经济可行性仍待验证。尽管 SMR 通过工厂制造和模块化设计寻求经济优势，但首堆成本和规模经济效应仍是关键考验。BloombergNEF 的分析显示，不同开发商在融资、监管、项目和时间表四个维度的进展差异显著。NuScale 在监管批准方面领先，X-Energy 和 Oklo 在项目管道和客户数量上表现突出。

国际合作对加速 SMR 采用和可扩展性至关重要。目前全球 SMR 项目主要集中在北美，加拿大和美国共有超过 30 个处于不同开发阶段的项目。安大略电力公司与 GE 日立合作的达灵顿核设施 1.2 吉瓦项目计划 2029 年投运，将成为西方世界首个落地的 SMR 项目。