美国核能复兴：400吉瓦目标下的机遇与挑战

参议院能源和自然资源委员会于3月19日召开全体委员会听证会，审查美国能源部(DOE)对特朗普总统2025年5月核能行政命令的执行情况。三位证人——美国能源部助理部长Theodore Garrish、Kairos Power首席执行官Michael Laufer博士以及Idaho美国国家实验室(INL)主任John C. Wagner博士——作证，描绘了一幅美国核能部门以数十年来未见之紧迫性推进的图景，同时也指出了可能减缓这一势头的供应链脆弱性、监管模糊性和劳动力缺口。以下是他们证词的关键要点。

1. 400吉瓦目标驱动一切

政府的目标是到2050年将美国核能容量从目前的约100吉瓦扩大到400吉瓦——在不到30年内翻两番——这成为贯穿所有三份证词的组织原则。助理部长Garrish(图1)将这一雄心壮志视为特朗普总统更广泛的“能源主导议程”的一部分，而INL主任Wagner则将其描述为需要在所有战线上同时推进：提升现有反应堆功率、重启已关闭电站、示范先进设计，并在2030年前至少开工建设10座新的大型反应堆。

[图片：1. 美国能源部核能助理部长Theodore Garrish。来源：参议院能源和自然资源委员会]

2025年5月签署的四项行政命令确立了Wagner所称的“美国历史上最激进的核能部署时间表”，包括到2026年7月4日美国建国250周年纪念日实现三座反应堆达到临界的头条目标。Wagner对实现这一里程碑表示乐观。

2. 近期容量来自重启和功率提升

虽然大部分核能讨论都集中在下一代反应堆设计上，但Garrish强调，新增兆瓦数的最短路径在于现有机组。美国能源部宣布为Pennsylvania州的Crane重启项目提供10亿美元贷款，该项目预计到2028年将带来835兆瓦的并网容量。Michigan州的Palisades电站预计将于今年夏季重启，再增加800兆瓦。

或许最值得注意的是，Garrish作证称，仅反应堆功率提升——即提高运行电站的效率和输出——就可在2027年前增加2.5吉瓦，在2029年前增加5吉瓦，成本仅为新建电站的一小部分。这构成了美国能源部战略的核心，即在短期内满足激增需求的同时，为长期建设新的容量。

3. 浓缩和燃料供应是关键脆弱环节

三位证人均指出国内燃料供应是核能建设面临的最紧迫挑战之一。2024年，俄罗斯进口仍占美国反应堆消耗的浓缩铀的大约20–25%。随着《禁止俄罗斯铀进口法案》现已生效，美国必须填补超过300万分离功单位的缺口，以维持现有机组运行，更不用说为新反应堆提供燃料。

Garrish宣布了三项9亿美元的浓缩项目奖励，旨在生产低富集度铀和高浓度低富集度铀(HALEU)。Wagner指出，目前俄罗斯和中国以外没有商业规模的高浓度低富集度铀生产，并且预计到2030年的需求将远超现有产能。他描述了并行推进的多种途径：Urenco在新墨西哥州的扩建、Orano的Oak Ridge设施、Centrus扩大高浓度低富集度铀生产、General Matter等新进入者，以及INL自身用于从乏燃料中回收铀的锆提取工艺。

Kairos Power的Laufer提出了一个鲜为人知但同样重要的供应链脆弱性：富集锂-7。他的公司的熔盐堆需要Flibe冷却剂，这是一种锂氟化物和铍氟化物盐的化学稳定混合物，其中锂-7同位素富集度需大于99.99%，而目前没有国内供应商能大规模生产。据预测，美国的历史库存将在2030年代初期耗尽，剩余供应只能从俄罗斯进口。Kairos Power于2024年在新墨西哥州Albuquerque动工建设一座盐生产设施以解决这一缺口，Laufer表示该设施有可能服务于整个美国核能行业。

4. Kairos Power提供了新开发模式的案例研究

Laufer的证词(图2)详细展示了至少一家先进反应堆公司如何以不同方式应对挑战。Kairos Power从2012年美国能源部资助的大学研究项目发展至拥有超过550名员工，目前正在田纳西州Oak Ridge建设Hermes示范反应堆。这是首个获得美国核管会批准建造的第四代反应堆，也是50多年来首个获得美国建造许可证的非轻水反应堆。

[图片：2. Kairos Power首席执行官Michael Laufer博士。来源：参议院能源和自然资源委员会]

该公司的做法强调通过一系列非核工程试验装置进行快速迭代、制造垂直整合以控制供应链风险，以及与美国能源部签订基于里程碑的合同。根据一项3.03亿美元的技术投资协议——美国能源部首例此类协议——Kairos Power仅在达到预定里程碑时才获得付款。Laufer强烈主张这种模式应成为联邦能源创新资金的标准，认为这将使政府扮演寻求成果的投资者角色，而非为工作付费。

Kairos Power还通过与田纳西河流管理局和Google的三方合作，获得了一项具有里程碑意义的购电协议。根据该协议，Hermes 2示范电站将向TVA电网输送高达50兆瓦的电力，支持Google数据中心。这是美国公用事业公司首次同意从先进的第四代反应堆购买电力的购电协议，也是根据与Google更广泛的到2035年建设高达500兆瓦新核能发电容量的协议进行的首次部署。

5. INL正在建设独一无二的示范生态系统

Wagner的证词详细介绍了INL的一系列试验设施，这些设施共同构成了他所说的世界上无与伦比的集成反应堆示范生态系统。亮点包括：DOME(微堆实验示范设施，该设施改造了前实验增殖反应堆-II设施用于微堆示范，预计于2026年3月31日前完成建设)；LOTUS(美国运行与试验实验室，用于同类首创实验微堆的试验台)；SPARC(系统物理先进反应堆临界设施，用于新燃料和设计的核物理试验的临界实验设施)；以及RACE(反应堆和临界实验设施，支持国防和太空反应堆系统)。