核能作為船舶燃料并非新概念，海運業多年來一直在關注其商用潛力。當今，核燃料技術雖日漸成熟，但在安全、監管和工程設計上仍面臨著不少挑戰。

本期內容，勞氏船級社全球海工 P2X 業務總監 Mark Tipping與勞氏船級社海工與船舶核能技術首席專家 Jez Sims，將圍繞技術路徑、監管挑戰與發展趨勢三大議題，通過七個關鍵問題，解析核能作為船舶燃料的潛力與核心考量。

左：勞氏船級社全球海工 P2X 業務總監 Mark Tipping

右：勞氏船級社海工與船舶核能技術首席專家 Jez Sims

Q1

核能作為船舶燃料有哪些優勢?

核能作為船舶燃料時有以下優勢：

零碳排放：

核能可完全實現二氧化碳零排放，助力達成 IMO 2050 減排目標。

適用于遠洋航線：

核有著高能量密度，可顯著減少燃料體積和存儲需求，適配長航時任務。

減少補給依賴：

具備長周期運行能力，適合極地及偏遠航線。

釋放更多船艙空間：

核能反應裝置設備占用小，優化船舶布局，提高運營效率。

驅動合成多種清潔燃料：

核能驅動電合成燃料（e-fuels）生產，提供穩定、低碳的能源，如用于合成甲醇或氨等多種清潔燃料。

Q2

如何應對核燃料的安全顧慮?

當核能作為船舶燃料時，業界一直對外照/內照輻射、放射性污染、反應堆失控，以及火災、碰撞、進水等常規海事風險有著較大的顧慮。

借鑒全球首艘核動力商船 NS Savannah 號與軍用核艦的多年運行經驗，核燃料船舶在嚴格管理下，放射性問題與常規風險均可有效控制。當前主要防護措施包括：

先進的屏蔽材料：

多層復合材料構建防護結構，將外部年劑量控制在自然背景值以下（一般低于 2–3 毫希/年）。

嚴密的安全結構防護：

反應堆采用密封抗壓設計，配備多層防護和應急系統，有效防止放射性物質泄漏。

嚴格的法規監管：

嚴格遵循 IMO、IAEA 及船旗國標準，定期進行形式審批和檢驗。

專業的船員培訓與監測：

船員需通過專業的認證培訓，配合定期演練與實時監測，保障預警及時、響應迅速。

Q3

核燃料在監管上存在哪些難點?

現行核能相關法規多制定于上世紀 70 年代，尚未覆蓋小型模塊化或微型反應堆在裝卸、船員培訓、應急響應及港口接納等方面的具體要求。

同時，核動力船需跨國航行，涉及多國監管，程序復雜，且缺乏統一的國際許可機制。

不過，國際原子能機構（IAEA）已著手推動全球許可框架建設，“ 核走廊 ” 示范路徑也在探索中。未來，需依托船級社、船旗國與 IMO 的協同，修訂 INF Code、對接 SOLAS 與MARPOL，明確安全標準、責任界定與船員培訓資質，為核燃料推進奠定合規基礎。

Q4

核燃料適用于哪些船舶？最新技術有何進展？

核燃料技術適合續航長、能效要求高、補給不便的船舶。適用性還取決于船舶的空間布局、功率需求和運營模式。

當前核技術正加速發展，重點體現在反應堆的小型化與類型多樣化。技術更新包括：

1

壓水堆（PWR）

采用高壓水冷卻并減速中子，具備負溫度系數等固有安全特性，目前已建立了成熟的許可體系。

2

微型熱管反應堆（HPMM）

功率低至數兆瓦，結構緊湊、無需泵送系統，具備模塊化設計與被動散熱能力，可為船舶提供穩定電力。

3

熔鹽堆（MSR）

以液態鹽為冷卻劑或燃料載體，運行近常壓，安全性高，可在高溫下運行，提升熱電轉換效率。緊急情況下，燃料可排入冷卻罐，降低堆芯熔毀風險。

4

鉛冷快堆（LFR）

無需減速劑，可使用 MOX 等燃料，利用鉛的高沸點實現低壓高效傳熱。

5

高溫氣冷堆（HTGR）

采用氦等惰性氣體冷卻，化學穩定、不易放射性活化，熱效率高，適用于工業熱源或 e-fuels 合成系統。

Q5

核燃料是否需要更高等級的安全管理？

相比其他燃料，核燃料對安全管理需有著更高的安全要求。重點在于防止未授權接觸核設施與材料。目前各國會預設一些 “ 最壞情況 ” 的場景，并以此作為安保設計的基礎。

同時，核動力船舶需在設計階段落實 “ 安全內建 ” 原則，配備可靠的物理防護與網絡安全系統，并滿足國家及國際原子能機構對核材料的核查與追蹤要求，確保全程可控、責任可溯。

Q6

核燃料船的應急方案和普通船有何不同?

原則上，核燃料船僅需達到與常規船舶相同的安全水平。但關鍵在于反應堆需采用被動安全設計，可以讓核燃料反應堆在無須人工干預下自動停堆，避免對人員和環境造成影響。

Q7

退役后的核動力船和廢核燃料該怎么處理？

在設計初期，船舶退役、拆解與核廢料管理就應納入全生命周期規劃，否則新造船項目無法獲得認證與審批。

在處置過程中，船體需預留反應堆和輻照部件的拆卸轉運方案，確保其余結構可按常規方式回收。堆芯和燃料部分則需由專業機構處置，遵循與陸基核設施一致的行業管理標準。

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