西方核燃料循环合作路径

全球核能复兴受到人工智能和数据中心建设对稳定、经济、可调度电力的空前需求、能源安全紧迫性以及气候承诺的推动，暴露出西方燃料循环的一个结构性现实：没有任何一个盟国目前拥有完整的前端能力。从采矿到转化、浓缩、燃料制造，以及反应堆燃料所需的新兴还原转化和金属化步骤，能力分布在加拿大、法国、日本、英国和美国（合称“札幌五国”）以及少数紧密合作伙伴之间。

这种分布——常被描述为一种脆弱性——实际上是美国及其最紧密合作伙伴战略优势的基础。盟国间的相互依存，在精心协调下，能够创建一个具有韧性、商业竞争力的燃料循环，足以匹敌并击败俄罗斯和中国国家控制的供应体系。国家控制的供应商提供一体化融资方案，这是分散的盟国供应商难以匹敌的，因此缩小这一融资差距本身就是合作议程的一部分。

最佳前进路径是建立一个深思熟虑的多边架构，由每个札幌五国成员或盟国贡献其最强能力，每个类别保留多个合格供应商以维持竞争纪律，并以长期承购、共享基础设施和互补性公共投资为支撑。

截至3月在巴黎举行的第二届核能峰会，已有38个国家签署了到2050年将全球核能增至三倍的宣言。超大规模数据中心的建设创造了至少一代人以来未曾见过的稳定基荷电力需求，主要科技公司正与公用事业和开发商合作伙伴签订长期购电协议。乌克兰和中东战争加剧了国家安全考量，使燃料供应韧性成为首要战略问题，而非采购注脚。

然而，这一切所依赖的燃料循环前端仍然存在结构性脆弱。俄罗斯国有的Rosatom及其子公司Tenex拥有全球约40%至46%的浓缩能力，并且在最近重启努力之前，供应了全球相当大份额的转化服务。

几十年来，西方反应堆运营商之所以能够以世界价格采购浓缩铀产品，正是因为俄罗斯产能保持了竞争力。这种安排在政治上和道义上已不再站得住脚。美国2024年《禁止俄罗斯铀进口法案》、札幌五国的创建以及盟国首都涌现的一系列国家计划，反映出一个共同认识：西方必须大规模重建其燃料循环，而不是依赖俄罗斯进行浓缩。

这就是挑战所在。转化厂、浓缩级联和具备HALEU能力的还原转化生产线，在各国重复建设时并不会变得更经济；它们会变得竞争力更弱、总体部署更慢、技术标准更加碎片化。战略机遇在于将札幌五国及其紧密合作伙伴的经济体视为一个单一市场，在这个市场中，能力是盟国冗余而非国家冗余，由共享标准治理，并由为私人投资者提供所需确定性的长期商业合同承保。

单一盟国市场以札幌五国及其合作伙伴之间可靠的贸易关系为前提。盟国政府之间最近的关税措施，无论其国内背景动机多么充分，都使这一前提复杂化。为确保合作，盟国首都需要在核相关商品和服务方面成为彼此可预测的合作伙伴，即使它们在其他领域可能保留紧张关系。长期合作与盟国之间单边贸易壁垒变化所产生的波动性不相容。

合作的理由既是政治性的，也是商业性的。全球核电增至三倍——以及作为其中一部分将部署的新型先进反应堆——的算术，没有协调的前端投资就无法成立。合作符合每个盟国的利益，而刻意推进合作符合西方的集体利益。

燃料循环前端包括五个连续阶段，每个阶段具有不同的资本、监管和技术特征：采矿和选矿；转化；浓缩；燃料制造；以及先进燃料设计所需的还原转化、金属化和特种燃料形式步骤系列。绘制盟国在这些阶段的能力图，既揭示了一个连贯的足迹，也揭示了一系列任何单一国家都无法解决的瓶颈。

采矿和原料获取仍然是地理上最多元化的阶段。Cameco在加拿大Saskatchewan的Cigar Lake和McArthur River运营、Orano在加拿大和尼日尔的权益，以及不断增长的澳大利亚和美国国内项目组合，提供了全球初级供应的相当大份额。哈萨克斯坦虽然不是札幌五国成员，但供应了全球40%以上的开采铀；在不经过俄罗斯转运的情况下将这些材料运往西方，是一个积极的政策和物流问题，而非已解决的问题。中期而言，只要现货和长期合同市场继续为西方和盟国项目而非垂直整合的国家控制替代方案吸引足够资本，采矿本身并不构成盟国供应的约束性限制。

转化环节则明显更为紧张。西方转化足迹包括Cameco在加拿大Ontario的Port Hope设施、Orano在法国的Pierrelatte和Malvési运营，以及最近在伊利诺伊州Metropolis重启的ConverDyn工厂。只有在所有这些设施都以高可用率运行的情况下，合计铭牌产能才足以满足当前西方反应堆需求。俄罗斯来源的六氟化铀（UF₆）继续以有管理而非突然的方式退出市场，但一次非计划停运将直接转化为市场紧张，正如2017年至2023年Metropolis暂停运营期间所观察到的那样。

浓缩是最明显、也是影响最大的差距所在。Urenco在荷兰Almelo、德国Gronau、英国Capenhurst和新墨西哥州Eunice的离心机工厂，以及Orano在法国Tricastin的Georges Besse II，构成了盟国产能的主体。Centrus在俄亥俄州Piketon运营美国离心机厂，该厂生产了美国70多年来首批商业规模HALEU，HALEU年产量接近900公斤。

日本核燃料有限公司（JNFL）的Rokkasho浓缩厂是东亚唯一的盟国商业浓缩产能。JNFL正在将该厂从目前约112.5公吨分离功单位/年扩大到450 tSWU/年的获批产能，长期设计上限为1.5千tSWU/年。（tSWU，相当于1千kg SWU，是衡量浓缩工作量的标准单位。）Orano已承诺约18亿美元，到2028年将Tricastin产能扩大30%。英国已承诺3亿英镑，启动欧洲首个国内HALEU计划，以Capenhurst为基地。

这些承诺虽然真实且实质性，但在支持现有西方反应堆低富集铀需求以及2020年代末和2030年代需要HALEU的先进反应堆所需的时间框架内，尚不能完全替代俄罗斯SWU。札幌五国在COP28上宣布了三年内动员至少42亿美元政府主导和私人投资合计的目标。该目标已被超越，据报道截至2024年9月已动员56亿美元。即使以这样的速度，需求侧预测（特别是如果小堆和先进反应堆订单加速）也表明需要超出当前承诺的额外产能。