全球小堆商业化进程提速
摘要
GlobalData预计,到2035年小堆将占全球核电容量和发电量逾3%,2040年接近5%~6%。轻水小堆近期最具部署优势,但成本、融资、许可、燃料和供应链仍是主要瓶颈。中国和俄罗斯进展领先,美国、加拿大及欧洲项目储备庞大,但全球逾95%项目仍处初步阶段。

预计到2035年,小堆将占全球核电装机容量和发电量的3%以上,标志着其从实验性和开创性尝试转向商业规模贡献。GlobalData发布的一项非常全面的新研究《SMR Power Market, Update 2026 – Market Size, Segmentation, Major Trends, and Key Country Analysis to 2035》指出,到2040年,随着小堆份额接近5%~6%,“预计小堆将在满足许多国家的能源需求、脱碳目标和电网灵活性需求方面发挥不可忽视的作用”。
这份110页的报告考察了正在开发的小堆类型、重点国家取得的进展,并指出了影响其部署的驱动因素和制约因素。报告称:“如果预测得以实现,未来15年,小堆将从小众示范项目转变为核能乃至更广泛清洁能源格局中不可或缺的组成部分。”报告以现实视角审视了目前全球众多雄心勃勃的小堆项目所面临的困难。
主要驱动因素包括能源安全和多元化、脱碳化、与可再生能源的兼容性、数据中心发展、工业用热和制氢需求,以及退役燃煤电站厂址的再利用。制约因素包括同类首创项目的成本和融资、监管和核安全许可、供应链成熟度、废物管理和退役,以及收入不确定性。
轻水小堆已成为大多数部署战略的近期支柱,受益于数十年的核安全许可经验、成熟的安全论证以及供应商成熟度。这些设计正在接受监管评估,或已获得供应商承诺。
高温气冷堆(HTGR)、液态金属快堆(LMFR)、熔盐堆(MSR)和微堆等新兴技术,面向需要工艺用热、制氢或为偏远及离网地区供电的应用。这些技术有望实现更高的热效率、更低压力的系统或更简化的安全系统,但距离批量部署仍更为遥远。“为了使这些先进类别实现商业潜力,投资和监管重点必须支持部件鉴定、燃料供应规模扩大以及安全性能示范。在此之前,其中许多设计仍将是小众而非主流选择。”
凭借强大的工业能力、国家协调以及多种反应堆技术经验,中国和俄罗斯在小堆开发方面处于领先地位。这些市场已推动部分小堆进入建造或示范阶段,并受益于能够快速扩大规模的供应商生态系统。美国凭借大量已宣布项目、监管改革和公共资金支持,项目储备实力日益增强,但部署仍受到同类首创风险、燃料可获得性和供应链成熟度的限制。英国、加拿大以及中东欧国家正在加快监管和采购工作,但仍面临成本和监管时间方面的压力。亚太、拉丁美洲和东南亚的新兴市场对利用小堆服务偏远电网、提供工业用热和扩大能源可及性感兴趣,但其监管机构成熟度较低,关键部件的国内制造能力有限,燃料循环基础设施尚处起步阶段,而且大型核项目经验较少。
许多反应堆类型仍属于同类首创,商业验证有限。不同设计路线在燃料要求、材料技术和热工运行工况方面各不相同。“由于存在这种多样性,利益相关方必须针对安全性、成本、可制造性、供应链可行性和监管可接受性制定明确准则,以选择投资对象。”
高温气冷堆和熔盐堆等技术由于采用新型材料、燃料处理复杂,并存在热物性不确定性,面临较高的技术风险。因此,近期小堆部署将高度依赖轻水小堆等现有成熟度更高的设计,这些设计受益于既有监管先例和更完善的供应链。“小堆的整体规模化取决于未来十年在技术、监管、金融、产业和社会各领域协调成千上万个大大小小的决策。”
全球小堆项目储备中超过95%仍处于初步阶段,表明规划愿景与实际部署之间存在巨大差距。目前,9个项目合计约1,008 MWe的小堆装机容量正在积极建造,另有11个项目合计约620 MWe已获得融资。报告指出:“然而,绝大多数小堆规划仍处于许可或宣布阶段。”目前,105个项目合计约2.07万MWe正在办理许可并接受监管审查,另有282个项目合计3.16万MWe仅为已宣布的拟议项目,尚无正式协议,也未开工建设。
美国的小堆项目储备依然雄心勃勃,但大多数已宣布装机容量仍处于漫长开发进程之中。在81个项目合计6,770 MWe的装机容量中,仅有4个项目合计420 MWe正在建造,另有9个项目合计320 MWe已获得融资。约16个项目合计1,840 MWe正在办理许可,其余仍处于宣布阶段。
这表明,美国小堆行业在少数项目上已不再停留于单纯的愿景,但远超80%的装机容量仍处于已批准或初步阶段。“美国能否在21世纪30年代初至中期开始大规模部署小堆,将取决于能否成功获得监管批准、取得资本、扩大供应链规模、做好燃料准备——尤其是HALEU(高浓度低富集度铀)等特殊燃料——以及这些先行项目的表现。”
许多先进小堆设计所需的HALEU,其生产和鉴定仍是一个瓶颈。美国目前的国内产能极为有限。与此同时,《禁止进口俄罗斯铀法案》已切断浓缩铀的一条主要供应渠道,进一步加大了在部署反应堆的同时发展国内铀浓缩、燃料制造和燃料循环基础设施的压力。“反应堆开发商、燃料供应商和部件制造商之间时间表不同步,引发了资本搁浅或项目延期的担忧。”
加拿大正从理论规划转向实际部署小堆,预计Darlington BWRX-300项目将在2030年前投入商业运行。联邦小堆计划正在提供资金支持。然而,燃料是一项主要制约因素,加拿大国内的HALEU供应、铀浓缩、燃料转化和鉴定能力有限。部件制造需要扩大产业规模,许多地区缺少熟练劳动力,同类首创项目的成本溢价也相当高。
欧洲已将小堆和先进模块化反应堆(AMR)置于其能源转型战略的核心,旨在实现能源系统现代化、减少对进口燃料的依赖并逐步降低碳排放。尽管如此,欧洲的小堆部署仍面临制约。由于欧盟各国存在多个国家监管机构,安全标准、环境审查规范和电网接入规则各不相同,监管和核安全许可仍高度复杂。
在欧洲整个小堆领域,3个项目合计约434 MWe正在建造,仅有2个项目合计300 MWe已获得融资。与此同时,许可仍是一大瓶颈,处于该阶段的74个项目合计超过1.73万MWe,另有121个项目合计1.34万MWe仍处于宣布阶段。总体而言,欧洲的小堆前景雄心勃勃,但从拟议到投产仍有很长的路要走,其间充满监管、金融、技术和政治不确定性。“欧洲要实现其小堆装机目标,关键将是把已获许可和已宣布的项目,特别是沸水堆和压水堆类别的项目,转化为获得融资并建成的装机容量。”
在英国,小堆计划继续增强势头,大多数规划装机容量已进入监管流程。25个项目合计约9,000 MWe处于许可阶段,占可见项目储备的三分之二以上;另有47个项目合计4,820 MWe仍处于宣布阶段。总体而言,英国小堆框架以压水堆设计为重点,这些机组已取得显著监管进展。其他反应堆类型主要停留在意向表达或许可初期阶段。
进入许可阶段的项目增加,表明相关计划正切实向实施迈进,尽管目前很少有项目获得全部融资或开工建设。“如果当前处于许可阶段的项目能够在不发生重大延期的情况下推进,并且已宣布项目转入获得融资和建造状态,英国将完全有能力在21世纪30年代初至中期实现其清洁能源和核电装机目标。”然而,核安全许可、基础设施成熟度或投资者信心方面的延误可能显著减缓进度。
中国已经部署或即将部署多种小堆和先进反应堆。中国小堆领域的发展势头正在增强,尽管大部分装机容量仍处于早期阶段。中国是全球推进速度最快的小堆市场之一。中国在海洋、区域供暖和工业供热反应堆方面的拓展,进一步丰富了其技术组合。
“如果项目按计划推进,中国很可能拥有多座承担不同任务的小堆投入运行,包括基荷供电、工业供热和区域供暖,并开始出口小堆技术或在国外获得项目。通过批量制造,国内成本可能下降。小堆可能更广泛地融入中国的气候战略,帮助内陆省份减少对煤炭的依赖,并为碳中和路径提供支持。”
俄罗斯是少数已运行浮动式小堆并正在推进陆基部署的国家之一。BREST-OD-300铅冷快堆也正在建造,预计将于2028—2029年启动运行。俄罗斯陆基小堆项目的监管许可已经到位,出口路线图也正在制定。
这一进展表明,俄罗斯已拥有小堆或先进反应堆基础设施,使其在时间表早期便取得先发优势。21世纪20年代末开始出现的更快装机增长,反映出随着监管批准、融资和供应链趋于成熟,小堆正进入商业部署阶段。
“就俄罗斯而言,关键推动因素可能包括成熟的核反应堆产业、长期存在且熟悉快中子能谱及先进反应堆类型的监管机构、国内燃料和部件供应链,以及集中规划环境。制约因素可能包括出口限制、地缘政治风险、部分地区的公众接受度、较新颖反应堆概念的技术风险,以及项目规模化所需的融资纪律。”
如果俄罗斯能够使这些已具备商业条件的反应堆在2028—2030年投入运行,并在此后实现可靠建造,那么到2040年,其小堆装机容量有望达到可观规模(2~3 GW),既可为国内低碳电力作出贡献,也可能用于出口或区域部署。
俄罗斯面临的挑战包括:国际制裁可能阻碍专用部件采购、外币融资和技术转让;极偏远或环境恶劣地区存在物流和基础设施难题;需要妥善管理公众对安全、环境和燃料循环风险的看法;还要确保小堆与其他电源相比具有经济竞争力,尤其是在出口市场。然而,如果不出现无法预见的地缘政治或经济障碍,俄罗斯很可能在2032—2035年形成投入运行的小堆组合,特别是在偏远地区和工业区。
