圖片來源：NuScale

摘要：

人工智能狂飆突進，電力危機如影隨形。面對AI帶來的“電力黑洞”，亞馬遜、谷歌等科技巨頭紛紛搶灘小型模塊化核反應堆（SMR）。“小堆”靈活、便宜且低碳，能成為電力破局的關鍵嗎？

撰文 | Bell

編輯 | Tang

在AI迅猛發展的今天，科技公司的能源需求，正在重構美國整個電力行業的價值鏈。但陳舊的電網，支撐不起美國AI雄心。

馬斯克和黃仁勛都曾發出過警告，表示現有電網難以支撐AI芯片的全速運行。

據《福布斯》雜志報道，ChatGPT每日運行消耗的電力超過50萬度電，相當于1.7萬個美國家庭的平均日用電量總和。

據美銀美林預測，2023年至2028年間，美國AI電力需求將以25%-33%的年復合增長率飆升，遠超整體電力需求的增長速度（2.8%）。

而據美國勞倫斯伯克利實驗室（LBNL），2023年數據中心消耗了美國總電力的約4.4%，預計到2028年將消耗美國總電力的約6.7%至12%，是電力需求增長首要驅動力。

所有研究機構的預測都指向一個結果——AI已經化身電力“饕餮”，我們不得不面對AI革命背后的能源困境。

這種前所未有的“電力饑渴”正在迫使科技巨頭重新思考能源戰略。在全球能源低碳化的大背景下，科技公司們將目光轉向了曾被邊緣化的無碳能源——核能。

上個月，亞馬遜、谷歌、Meta 等科技巨頭在美國共同簽署了“三倍核電”倡議，將共同為“到2050年全球核電規模應達到目前水平的3倍”提供支持。

來源：World Nuclear News

而且具體的“支持手段”上，谷歌、微軟、亞馬遜等科技巨頭不約而同地選擇投資小型模塊化核反應堆（SMR），簡稱“小堆”。

科技企業推動的核電復興，也正在悄然改變美國的能源權力結構。

傳統上，公用事業公司主導電力行業。如今，科技巨頭憑借雄厚的資金實力和穩定的電力需求，成為核電項目的重要錨定客戶。

美國核管理委員會前主席就曾表示，在美國，推動SMR發展的參與者不是擁有數十年大型核電站建設經驗的公用事業公司，而是人工智能企業、數據中心園區和其供應商。

科技巨頭的押注，正在成為“小堆”技術開發與部署的強力催化劑。

01--美國電網老化，“小堆”脫穎而出

AI的吞電能力，讓本就面臨老化問題地美國電網雪上加霜。

據美國電力研究機構（EPRI）的分析，目前全球已經建設了超1萬座智算數據中心，其中一半都位于美國。而且，80%的數據中心負載集中在15個州。

這讓美國建于上世紀六七十年代的輸電系統本已不堪重負，而科技公司為避開電力緊張區域，紛紛將數據中心遷至俄亥俄、愛荷華等欠發達地區，進一步加劇了局部電網壓力。

2023年，數據中心消耗了弗吉尼亞州約四分之一（25.59%）的電力，是全美最高的，其次是北達科他州，超過15%，愛荷華州、內布拉斯加州和俄勒岡州均超過11%。2030年，這一比例還將繼續增加。

圖說：2030年數據中心占各州電力消費份額（預測） 來源：EPRI

這種背景下，核電的高容量系數（92.3%）顯示出獨特優勢。據美國能源信息署數據，核電不受天氣影響，能夠92.3%以上的時間滿功率運行，且能量密度驚人——1公斤鈾235裂變釋放的能量相當于2700噸標準煤。

正是這些特性，使核能成為科技巨頭眼中解決AI電力危機的"終極答案"。

然而，在過去的70年里，世界在很大程度上依賴于相同的壓水反應堆技術，但事實證明，在21世紀的美國，建造這些核電站的成本非常高。

資料顯示，美國喬治亞州沃格萊核電站的3號和4號反應堆是幾十年來建成的第一座新核電站，耗資比預期多了180億美元，比原計劃晚了7年。

不只是美國，在世界范圍內，大型核能項目的建設延期、成本飆升是種普遍現象。

法國電力公司將中標的英國欣克利角1號核電站的完工時間從2027年推遲到2029年，目前建設成本已上漲一倍多，達到430億美元。

這個時候，“小堆”的優勢就體現出來了。

與傳統大型核電站相比，SMR通常指電功率在30萬千瓦以下的核反應堆，其核心優勢在于"小而美"的設計理念。模塊化建造方式使小堆能夠在工廠預制標準組件，再運至現場組裝，大幅縮短建設周期并降低成本。

除發電外，模塊化設計使其可廣泛應用于區域供熱、海水淡化、工業蒸汽供應乃至制氫等領域。對科技公司而言，這種靈活性意味著一個反應堆可同時滿足數據中心對電力和冷卻的雙重需求。

來源：《環球零碳》整理

而且，從能源系統角度看，“小堆”完美契合美國分布式電網的發展趨勢。

美國電力系統由多個區域電網構成，而非全國"一張網"，這種結構使小堆能夠作為自備電廠為特定區域提供電力，具備獨特的經濟價值。

而且，據中國核動力研究設計院副總工程師趙成昆的分析，目前約80%的美國退役火電廠址經評估適合改建小堆，可復用原有電網接入設施和部分廠房，大幅降低前期投資。

美國兩黨也在對“小堆”的支持上“十分難得”地達成了一致。

拜登時期，美國正式開放了高達9億美元的資金申請，以支持小型模塊化反應堆核技術在美國國內的初步部署。

特朗普上臺后，其任命的能源部部長克里斯·賴特原本就是SMR公司奧克洛（Oklo）的董事。賴特表示，未來政府將為這一新興核技術提供資金和監管支持。

02--加速催化，科技巨頭打造“專屬核電”

而“小堆”技術的開發與部署，科技公司起到了主導性的催化作用。

面對AI發展帶來的生存級能源挑戰，美國科技巨頭不再滿足于單純的電力消費者角色，而是通過多元策略深度介入核電領域，重塑能源供應鏈。

科技公司正通過直接投資、電力采購協議等多種方式鎖定核能資源，一場圍繞“小堆”的"軍備競賽"已然展開。

美國核電市場上的一些主要參與者都有來自科技公司的大量資金支持，而且客戶已經排好了隊。

作為美國SMR市場的主要參與者之一，X能源公司（X-energy）獲得了科技公司亞馬遜直接投資的數億美元資金，用于建造Xe-100反應堆。

該公司的CEO表示，Xe-100是一個80兆瓦的反應堆，分四臺出售，總發電量為320兆瓦。

X能源公司在最新一輪融資籌集了7億美元，由亞馬遜領投，Citadel創始人肯·格里芬、銳盛管理集團、Segra 資本管理公司、簡街資本和密歇根大學等公司也參與了融資。

本周，陶氏化學和X-energy已經向美國核管理委員會（NRC）提交了位于德克薩斯州西德里夫特的核電項目建設許可申請。

而微軟創始人比爾·蓋茨，更是在去年直接創立了一家“小堆”公司——泰拉能源（TerraPower），并擔任董事長。

圖說：比爾·蓋茨在TerraPower展示金屬燃料棒束模型。 來源：CNBC

這家企業的其他創始人還包括韓國最大的能源供應商之一SK集團（SK Group）和鋼鐵制造商安賽樂·米塔爾（Arcelor Mittal）。主要創始人都為其提供了資金支持。

谷歌則與凱洛斯能源公司（Kairos Power）達成協議，計劃2030年前部署首座SMR，2035年前擴充至6-7座，總容量達500兆瓦。

凱洛斯正在田納西州橡樹嶺建造低功率示范反應堆，以展示其“提供清潔、安全和負擔得起的核熱”的能力。

泰拉能源的萊韋斯克表示，由于科技公司對電力的巨大需求以及雄厚的財力，它們是一股“巨大的力量”，可以推動行業向前發展。

畢竟，Alphabet（谷歌母公司）、亞馬遜、Meta和微軟的市值加起來是標準普爾500指數公用事業類股市值的7倍。

對小堆的追捧也體現在了資本市場上：2024年以來，美股小型反應堆相關企業股價飆升：Oklo上漲116%，Vistra暴漲343%，NuScale Power Corporation更是飆升485%。

03--現實挑戰：掙扎中的“小堆”

然而，理想與現實總還是有著一定差距。

SMR的技術成熟度本身就是問題。目前全球建成和在建的小堆實際上只有5個，兩個在中國，三個在俄羅斯。美國尚無實際投運的商用SMR項目。

美國的“小堆”建設，基本上還在研發階段或“紙上談兵”階段。預期最早落地的Kairos Power示范堆也要等到2027年完工，而谷歌計劃中的反應堆最早2030年投入使用。

這種產業化滯后意味著美國科技公司將面臨漫長等待，難以用SMR解決迫在眉睫的AI電力短缺。

其次，美國的監管框架不適配也是“小堆”推廣的挑戰之一。

當前美國核能法規主要針對傳統大型堆設計，小堆的特殊性——如更小的應急計劃區、模塊化建造方式、簡化安全系統等，需要監管機構更新標準和審批流程。

據路透社報道，核管理委員會可能需要數年時間才能批準反應堆，因為這些反應堆會產生放射性廢物，而且必須控制運行和擴散風險。

監管不確定性增加了項目開發的時間成本和合規風險，尤其當多個州對核能態度不一的情況下。

讓問題更加復雜的是，小堆技術路線多樣——目前美國約有95家公司涉足該領域，許多反應堆計劃使用特殊燃料、新技術和替代冷卻劑運行。技術路徑的分散并不利于形成統一的監管標準。

此外，公眾接受度與環境爭議始終是核電發展的潛在阻力。

許多小型核反應堆計劃使用高純度低濃縮鈾（HALEU）燃料，這種燃料的純度最高可達20%，而傳統反應堆的純度最高可達5%。

然而，一些物理學家對這種燃料的安全性提出質疑，表示HALEU可能用于制造核武器，并建議將濃縮程度限制在10%至12%。但這樣的限制可能會降低SMR效率。

目前，美國唯一一個通過美國核管理委員會（NRC）許可的商業項目——NuScale愛達荷州SMR項目也被暫停。

圖說：NuScale工廠效果圖 來源：NuScale

盡管NuScale于2020年能源部簽訂了為期10年、價值13.5億美元的合同，但 NuScale 在成本幾乎翻倍后還是選擇在2023年終止了項目。

目前來看，對美國科技企業來說，用小型反應堆緩解電力行業的壓力，依舊道阻且長。

參考資料：

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[17]https://www.euronews.com/my-europe/2025/03/17/chatgpt-deepseek-co-how-much-energy-do-ai-powered-chatbots-consume

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[19]https://www.ohio.edu/news/2024/11/ais-increasing-energy-appetite

[20]https://www.nbwpress.com/article/3405.html

[21]https://wallstreetcn.com/articles/3712097

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