美陆军部署二十余座微堆
摘要
美国陆军Janus计划将投入至多22亿美元,由BWXT、Radiant、General Atomics、Antares和Westinghouse在五处基地部署20多座商用微堆,首批项目力争2028年投运,并推动燃料制造、监管验证及后续商业订单。

五家先进核能公司将在Janus计划下,在美国陆军五处基地建造、拥有并运营20多座商用微堆。Janus计划是一项以里程碑为基础的工作,旨在到2028年9月使首个项目投入实际使用,并建立可复制的商业产品。入选公司在接受POWER独家采访时表示,它们打算将陆军项目作为锚定部署项目——充当从原型堆迈向持续运行的关键桥梁,从而建立开拓更广泛商业市场所需的运行记录,并将现有客户储备转化为后续订单。
在8月26日发布的旗舰报告《美国陆军启动22亿美元Janus计划,部署20多座商用微堆》中,POWER深入探讨了陆军实施该计划的理由。陆军选择BWXT Advanced Technologies负责肯塔基州Fort Campbell项目,Radiant Industries负责佐治亚州Fort Benning项目,General Atomics Electromagnetic Systems负责德克萨斯州Fort Hood项目,Antares Nuclear负责北卡罗来纳州Fort Bragg项目,Westinghouse Government Services负责纽约州Fort Drum项目。根据通过战争部创新部门(DIU)谈判达成的固定价格、以里程碑为基础的其他交易授权协议,这五家供应商合计将在截至2031财年的期限内获得至多22亿美元的陆军投资。
这些先进核能入选企业向POWER表示,入选项目的输出功率将从100 kWe到20 MWe不等,部署规模从单座反应堆到多机组堆群不等,目标日期从2028年延续至本世纪30年代初,燃料战略则从垂直整合制造到依赖新兴供应商不等。与此同时,各公司均在探索相似的基本商业化路径,力图利用陆军基地证明持续运行能力、扩大制造和燃料产能、建立监管记录,并将现有的公用事业公司、数据中心、工业和国防潜在客户储备转化为订单。
不断扩大的五角大楼微堆组合
此次遴选源于一项竞标,最初规模更大的投标方群体被缩减至10家最终入围者。陆军负责基地、能源与环境事务的首席副助理部长Dr. Jeff Waksman在8月26日的媒体圆桌会议上表示,随后,来自能源部(DOE)、美国国家实验室、学术界、私营部门和各军种的专家对每家最终入围者进行了四个小时的质询。陆军拒绝披露22亿美元总额的确切分配情况,并指出总额可能随时间变化,而且随着计划推进,其以里程碑为基础的其他交易授权合同允许在供应商之间重新分配资金。
不过,Janus计划选出的这五家公司也扩大了五角大楼的先进核能项目组合。其中三家供应商——Radiant、Antares和Westinghouse——还获得了空军先进核能军事基地计划(ANPI)的平行合同,该计划于2026年4月公布。ANPI将最初由八家预审合格开发商组成的候选池缩减为三条在行部署路线:Radiant的1-MWe Kaleidos与科罗拉多州Buckley太空军基地配对,Antares的R1与德克萨斯州San Antonio联合基地配对,Westinghouse则与蒙大拿州Malmstrom空军基地配对。该计划寻求到2030年在一处军种基地至少投运一座先进反应堆,不过Radiant和Antares均将首次部署目标定在2028年。
值得注意的是,Janus和ANPI计划都将采用通过DIU谈判达成的、以里程碑为基础的其他交易授权协议,供应商候选范围有所重叠,并且都以最早于2028年开始反应堆运行作为目标。不过,在ANPI框架下,供应商正推进由NRC许可、承包商拥有并由承包商运营的项目,预计空军和太空军将通过长期购电协议(PPA)购买电力。尽管Janus同样将反应堆所有权、建造和运营责任交给入选公司,但陆军将依据自身核监管权限对项目实施监管,并根据总额至多22亿美元、延续至2031财年的协议支付固定价格里程碑款项。
此外,空军位于阿拉斯加州Eielson空军基地的微堆示范项目——最初的军种基地采购项目——依据《2019财年国防授权法案》的要求启动。该项目采用30年期PPA架构,将先进核反应堆开发商Oklo与Eielson空军基地配对;此后,空军又将这一架构用于ANPI。项目目标是在获得NRC许可的前提下于2030年投入商业运行。与此同时,国防部长办公室战略能力办公室正在开发Pele项目,这是一座由BWX Technologies在Idaho美国国家实验室建造、功率为1–5 MWe的移动式气冷微堆。BWXT于2025年末交付了Pele的完整TRISO燃料堆芯,目标最早于2028年首次发电。
Janus五家入选企业BWXT以20-MWe BANR进驻Fort Campbell
BWX Technologies子公司BWXT Advanced Technologies将在肯塔基州Fort Campbell部署BWXT先进核反应堆(BANR)。该基地横跨肯塔基州与田纳西州州界,是第101空降师的驻地。Janus项目中的BANR是一座20-MWe机组,由BWXT自2020年以来为战争部建造的1.5-MWe Pele项目微堆放大而来。政府业务总裁Joe Miller向POWER表示,该项目代表了公司微堆双轨计划中的商业化路线;在DOE先进反应堆示范计划(ARDP)下,公司一直将其与Pele项目并行推进。
[图片:BWXT先进核反应堆(BANR)电站概念效果图。美国陆军根据Janus计划,选择在肯塔基州Fort Campbell部署这种75-MWth、氮气冷却、采用三层结构各向同性(TRISO)燃料的高温气冷堆的20-MWe配置。BWXT计划于2028年末破土动工,并于本世纪30年代初启动反应堆运行。图片来源:BWXT]
BWXT没有披露其Janus协议的价值,但公司确认将采用分阶段合同架构。第一阶段包括在Fort Campbell内最终确定厂址、启动陆军自主管理的核监管工作、在BWXT现有设施开始制造TRISO燃料、构建运营公司架构、开展厂址特征调查以及进行长周期物项采购。项目目标是于2028年末破土动工,并于本世纪30年代初启动反应堆运行。Miller向POWER表示,BWXT预计将在项目启动后约五年内完成交付。
BANR是一座使用TRISO燃料和氮气一回路冷却剂的高温气冷堆,热功率为75 MWth,堆芯出口温度接近600C。其燃料为富集度19.75%的碳氧化铀TRISO燃料,换料周期约为四年。Miller表示,与Pele不同,BANR的非反应堆侧设计为蒸汽循环电站,因此在保留HTGR一回路的同时,可实现更高的转换效率和更广泛的应用场景。该设计支持热电联产或全电力运行,并采用工厂化制造,可通过公路和铁路运输模块。对于多机组部署,BWXT宣传称,可在不足15英亩的土地上部署100 MWe,单座反应堆占地则可少于5英亩。BANR完成选址后不再具备Pele意义上的移动性——Miller指出,“你不会像移动Pele反应堆那样移动它”。Miller表示,在Fort Campbell,BWXT优先考虑表后供电服务,但计划在设计中纳入向周边社区外送电力的选项。
值得注意的是,BWXT是唯一自行供应TRISO燃料的Janus供应商。其位于弗吉尼亚州Lynchburg并获得NRC许可的设施制造了约4万个TRISO压坯,并于2025年11月交付INL用于Pele项目。Miller表示,公司还已批准投入超过2500万美元,近期将Lynchburg设施的产量提高一倍以上,作为过渡措施;同时,公司正就位于怀俄明州Trona Patch、投资数亿美元的商业TRISO设施进行谈判,该设施的运行产量将达到Lynchburg当前产能的约十倍。BWXT过去也曾为Antares和Radiant生产TRISO燃料,Miller称,BWXT预计将继续依据商业协议向Antares和Westinghouse供货。
Miller表示,Northrop Grumman和Rolls-Royce是系统交付的分包商,这将使BWXT承担从反应堆和燃料一直延伸至电站公用设施的主承包角色。值得注意的是,Fort Campbell团队还包括一家BWXT拒绝透露名称的公用事业合作伙伴,不过Miller将该公司描述为“积极进取型公用事业公司之一,它们正在极其认真地对待核能新项目”。他指出,Burns & McDonnell已针对BANR部署配置开展厂址和基础设施工作,其中包括与怀俄明州共同开展的成本分担研究。
除Janus外,BWXT还披露了一批商业项目储备,其中包括Tata Chemicals Soda Ash发出的意向书,双方将探索在怀俄明州部署至多八座BANR机组。公司还在准备NRC制造许可证(ML)申请。BWXT表示,通过将更多设计审查转移至工厂,该申请的目标是将审查时间控制在24个月以内,并将每位客户的审查成本控制在1000多万美元的较低水平。BWXT认为,这项申请可以建立在Janus计划下开展、成果归陆军所有的鉴定工作基础之上。
BWXT总裁兼首席执行官Rex D. Geveden表示:“我们在反应堆工程创新、TRISO燃料开发和先进核能制造方面的长期优势,是BANR技术的基础。随着我们启动Janus计划相关工作,我们正在为国家提供最可信、最可靠的可部署核能路径。BANR是专为任务成功而打造的。”
Radiant获得至多7.5亿美元,交付15座Kaleidos机组Radiant Industries获得了一份具有约束力、价值至多7.5亿美元的Janus协议,将在2030年前开发并在美国军事基地部署15座Kaleidos微堆。公司称,这是Janus计划中金额最大的合同,也是DIU有史以来签发的最大合同之一。首批三座机组计划部署在佐治亚州Fort Benning,其余反应堆将部署到其他军事基地。Radiant向POWER表示,其首批Janus机组预计将于2028年开始供应韧性电力。
Radiant总裁兼首席运营官Tori Shivanandan表示:“美国陆军是一位精明的客户。他们拥有世界顶尖的核能专家,知道应在合作伙伴身上寻找什么。数字说明了一切。这份合同表明,陆军对Radiant的产品,以及制造、部署和安全运营核微堆以服务美国军方的能力充满信心。”
1-MWe Kaleidos采用工厂化制造,设计为以密封且已装料的整机形式运抵。它可通过陆路、海路或空运,不需要冷却水,运行寿命为20年。Radiant表示,每座机组在换料前可运行至多五年,并且可随着电力需求变化增设或迁移反应堆。
[图片:Radiant的Kaleidos微堆是一座1-MWe、氦气冷却、采用HALEU TRISO燃料的机组。目前正在开发该反应堆,以便在首次部署至美国军事基地之前,在INL的DOME设施开展满功率、多兆瓦试验。图片来源:Radiant]
Radiant正在田纳西州Oak Ridge建设占地30万平方英尺的R-50制造、装料和贮存园区。公司计划在客户基地之外管理装料、换料和乏燃料贮存,客户基地将不存放乏燃料。Radiant表示,反应堆移除后,基地可在两年内恢复为未开发状态。
Kaleidos已经运抵Idaho美国国家实验室的微堆试验示范(DOME)设施,目前正在为试验做准备。DOE授予Radiant为期一年的DOME独家使用权,以采用计划用于客户部署的反应堆设计和燃料规格,开展全尺寸、满功率、长周期试验。
Radiant的燃料路线将浓缩铀供应与反应堆即用型燃料制造分开。DOE分配的高浓度低富集度铀(HALEU)将支持Janus和ANPI框架下的Kaleidos部署;根据8月20日宣布、延续至2031年的一项具有约束力的数吨级协议,Standard Nuclear将把这些材料制成TRISO颗粒燃料。Radiant表示,Standard Nuclear协议所解决的风险不同于浓缩铀获取风险。公司表示:“仅仅能够获得HALEU,本身并不意味着拥有反应堆即用型燃料;你还需要专门制造能力,按照反应堆所需规格和数量将这些材料转化为合格的TRISO燃料。通过签订长期制造协议,Radiant已经为其延续至本世纪30年代初的计划部署锁定了这一后端能力,包括面向政府和商业客户的部署。”
Janus协议大幅扩大了Radiant的军事部署计划,使其超越此前在科罗拉多州Buckley太空军基地入选空军先进核能军事基地计划(ANPI)的规模,同时直接支持Radiant正在为商业客户制造的同一产品,其中包括与Equinix就20座Kaleidos机组签署的协议。
公司向POWER表示:“Janus给Radiant带来的变化是规模。每增加一座运行中的反应堆,都会在不同厂址、运行环境和应用场景下产生运行经验,使Radiant能够建立所有客户在大规模采购任何产品前都需要看到的运行记录。从本质上说,我们能够收集每座反应堆一年的运行数据——当15座反应堆运行时,这意味着经过一个日历年后,我们将拥有相当于15年的运行数据。这不是一项长期研发计划,而是一项加速计划,旨在交付一种军方随后可以大规模采购的能力。”
General Atomics在Fort Hood推进GA-TES总部位于San Diego的General Atomics业务部门General Atomics Electromagnetic Systems(GA-EMS)将在德克萨斯州Fort Hood推进其General Atomics战术能源系统(GA-TES)。Fort Hood是第三装甲军驻地。项目将通过开发、试验和厂址规划等里程碑推进至可能的部署阶段。协议价值未披露。
GA-TES是五家供应商所披露的Janus反应堆中唯一不使用TRISO颗粒燃料的设计。该设计使用氢化铀锆(UZrH)燃料,并借鉴General Atomics的TRIGA研究堆传统,包括这种燃料具有自调节特性的负反应性温度系数。General Atomics表示,在一项延续70多年的计划中,已在24个国家建造66座TRIGA设施。该数字不同于GA-EMS在宣布入选Janus计划时提到的各类型反应堆共计68座。
GA-TES是一座采用自然循环的液态金属冷却反应堆,不需要大型冷却水基础设施,基准净输出功率约为5 MWe。其架构可扩展至约20 MWe,电站设计运行寿命为40年。模块化设计支持通过卡车或铁路运输,目标应用包括偏远、条件艰苦、离网和极端环境,以及在更大范围电网中断期间提供现场电力。
GA-EMS没有披露Fort Hood项目的燃料供应商、公用事业合作伙伴或其他参与方。Fort Hood位于德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)的覆盖区域内。
GA-EMS总裁Scott Forney表示:“General Atomics依托70多年的核能创新和反应堆专业知识,交付能够为军事基地提供安全、可靠和独立电力的微堆技术。我们在全球设计和部署68座反应堆,并在反应堆技术全生命周期内提供支持的经验,使我们能够交付有保障的能源解决方案,增强运行韧性并提升任务成熟度。”
GA-EMS核技术与材料副总裁Christina Back表示:“非能动安全和运行简便性是我们战术能源系统设计的基础。具有自我保护能力的UZrH燃料和无泵自然循环冷却减少了对能动系统和操作人员干预的依赖。”
Antares凭借三座R1机组赢得Fort Bragg项目Antares Nuclear成立于2023年,总部位于加利福尼亚州Torrance。公司将在第十八空降军驻地Fort Bragg拥有、建造并运营由三座R1微堆组成的部署项目。公司拒绝披露其Janus合同价值,但首席执行官兼联合创始人Jordan Bramble确认,其在Janus计划、位于San Antonio联合基地的空军先进核能军事基地计划(ANPI),以及太空军核能工作中的合同总额目前“约为10亿美元”。
[图片:2026年8月25日,Antares首席技术员Nate Jandra在加利福尼亚州Torrance焊接公司能量转换系统的一个部件。美国陆军根据Janus计划选择Antares在北卡罗来纳州Fort Bragg部署其R1微堆。图片来源:Antares]
R1是一座采用钠热管冷却、以TRISO颗粒燃料为燃料的微堆,单座机组额定功率为100 kWe至1 MWe,设计为两次换料之间可运行数年。公司表示,部署R1不需要连接商业电网或建设专用基础设施。R1建立在Antares位于Idaho美国国家实验室(INL)的Mark-0试验反应堆基础之上。该反应堆于2026年6月4日达到临界——这是DOE反应堆试点计划下首座实现这一里程碑的反应堆。Antares表示,公司仍有望于2027年使用试验反应堆发电,并从2028年开始向美国军事基地部署首批量产机组。
值得注意的是,根据8月27日宣布的一项具有约束力的协议,Standard Nuclear将供应1 metric ton TRISO燃料,同时Antares拥有一项选择权,可在2035年前额外采购至多7 metric tons。Antares此前向POWER表示,预计将同时从Standard Nuclear和BWXT采购TRISO,以满足陆军要求,但尚未披露与BWXT签署任何具有约束力的协议。公司也没有说明Standard Nuclear燃料中将有多少用于Janus、ANPI或其太空军工作。
Bramble表示:“我们专注于提供可靠、高性能的电力,以满足客户最为严苛的能源需求。Standard Nuclear是理想合作伙伴,能够提供支持我们长期增长所需的产业规模和关键燃料供应安全。”
Antares没有公布Fort Bragg项目的公用事业合作伙伴或R1系统分包商。公司还在爱达荷州Idaho Falls和南卡罗来纳州Aiken运营其他设施。
Bramble表示:“我们很荣幸并心怀感激地与美国陆军和美国国防部创新部门就Janus计划展开合作。能源短缺正在制约美国最关键的国防系统。通过Janus,Antares将为作战人员提供清洁、稳定且具有韧性的电力。”
Westinghouse将在Fort Drum部署eVinci陆军选择Westinghouse Government Services在纽约州Fort Drum部署eVinci微堆。Fort Drum是第10山地师驻地。Westinghouse向POWER确认入选,但没有披露反应堆输出功率、时间表或合同价值。
eVinci是一座热管微堆。Westinghouse表示,该反应堆设计为每天24小时、每周7天连续供电,并可在八年内无需换料。值得注意的是,该设计于8月24日太平洋时间上午10时39分在国家临界实验研究中心实现零功率临界,该中心是位于Nevada国家安全试验场的一处美国国家核安保管理局设施;这比Janus计划公告早两天。公司与Los Alamos美国国家实验室和INL合作完成了试验。Westinghouse还入选了蒙大拿州Malmstrom空军基地的ANPI项目。Fort Drum项目入选前,参议员Chuck Schumer(纽约州民主党)曾于8月中旬致信陆军部长Dan Driscoll,敦促优先考虑该基地。
[图片:Westinghouse的eVinci热管微堆效果图。美国陆军根据Janus计划选择Westinghouse Government Services在纽约州Fort Drum部署eVinci,但公司尚未披露机组输出功率或时间表。Westinghouse的参考设计使用TRISO燃料,可通过15-MWth堆芯产生至多5 MWe电力,并能在换料前运行八年或更长时间。图片来源:Westinghouse]
Westinghouse Government Services总裁Rich Rademacher表示:“可靠能源是任务保障、运行成熟度和国家安全的基础。eVinci微堆入选Janus项目,凸显了先进核能技术在为作战人员提供具有韧性的长周期电力方面可以发挥的重要作用。Westinghouse很荣幸能够支持陆军加强能源安全并交付创新能力的工作。”
有关完整的政策、监管和合同情况,请参阅POWER关于Janus计划的旗舰报告:《美国陆军启动22亿美元Janus计划,部署20多座商用微堆》。
——Sonal Patel是POWER高级编辑(@sonalcpatel,@POWERmagazine)。
编者注:这是一起仍在进展中的新闻,随着更多项目细节公布,内容将继续更新。
