根据伍德麦肯兹公司的数据,到2030年,小型模块化反应堆(SMR)的发电成本预计为每兆瓦时182美元,而传统核电的成本为每兆瓦时133美元。天然气发电的成本预计为每兆瓦时126美元,而陆上风能和太阳能发电,加上电池储能,预计成本将比核电低约三分之一。
美国能源政策正在上演一场豪赌——押注一种尚未商业化的小型核反应堆技术,试图一举解决AI数据中心暴增的电力需求与全球碳中和目标之间的矛盾。这场豪赌金额高达90亿美元,其中政府出资超60亿,私人资本跟投超30亿。乍一听,这像是科幻电影脚本:用微型核电站给英伟达的GPU集群持续供电,让AI大模型在零碳环境下疯狂训练。
但现实可没这么浪漫,多位能源专家直言,这波热潮充满泡沫风险,甚至可能重演2000年初互联网泡沫的惨剧。
从2019年至今,美国能源部和国防部等联邦机构通过拨款、贷款担保与成本共担协议,向小型模块化反应堆(Small Modular Reactors,简称SMR)开发商砸下超过60亿美元真金白银。与此同时,风投、私募与科技巨头也纷纷入场,私人融资规模突破30亿美元。这些钱投向的公司,很多连一座真正运行的反应堆都没有,营收几乎为零,却靠着PPT和概念图把估值炒上天。
这不禁让人想起当年“.com”公司只要名字带“e-”就能上市圈钱的荒诞局面。
小型模块化反应堆,顾名思义,就是把传统核电站“缩小+模块化”。一座标准商用核电站比如佐治亚州的Vogtle核电站,单机功率约1000兆瓦,而SMR单台最多只有300兆瓦,通常设计为50到200兆瓦之间。支持者宣称,SMR具备三大优势:工厂预制、现场组装、部署灵活,特别适合为偏远地区或高密度算力中心供电。尤其在AI算力爆炸式增长的背景下,数据中心耗电量正以每年两位数速度飙升。据彭博新能源财经(BloombergNEF)预测,到2035年,全球数据中心电力需求将翻倍以上,仅美国就可能新增数百太瓦时负荷。
SMR似乎成了“天选之子”——清洁、稳定、24小时不间断供电,完美匹配AI训练对电力可靠性的极致要求。
然而,理想很丰满,现实骨感得扎人。迄今为止,全球仅有三座SMR在运行,全部位于俄罗斯和中国,且无一例外严重超支:实际成本比最初预算高出300%到400%。更令人警觉的是,美国本土最被看好的NuScale公司——其SMR设计是首个获得美国核管会(NRC)认证的——在2023年被迫取消其首个商业项目。原因?成本飙升超过120%,原本预计每兆瓦时64美元的电价,根本无法兑现。
投资者和公用事业公司一看账单,直接退场。
问题出在哪里?首先就是“规模经济”的悖论。传统核电之所以单位成本较低,是因为单堆功率大,钢材、混凝土、安全系统、冷却管道等基础设施可以“摊薄”。而SMR恰恰相反:你要建10台50兆瓦的反应堆来替代1台500兆瓦的大型堆,意味着10套控制系统、10套安全壳、10套冷却回路——材料和人工成本非但没降,反而飙升。
正如核工程师尼克·图兰(Nick Touran)尖锐指出:“很多公司以为搞个核反应堆流水线,就能像福特T型车一样便宜量产。但他们完全忽略了核工业天然的规模经济逻辑。”
其次,燃料供应链极度脆弱。大多数SMR设计采用一种叫“高丰度低浓铀”(HALEU)的新型核燃料,铀-235浓度在5%到20%之间,比传统核电站使用的3%-5%更浓,能量密度更高。但问题来了:全球90%以上的HALEU产能掌握在俄罗斯手中。美国本土目前只有一家工厂——位于弗吉尼亚州的Centrus Energy——获得许可规模化生产,年产能远不足以支撑未来几十座SMR的部署。这意味着SMR开发商严重依赖美国能源部的战略储备库存,而库存有限且优先用于国防项目。
美银(Bank of America)清洁能源研究员迪普尔·戈赛(Dimple Gosai)估算,仅燃料成本一项,就可能让SMR每兆瓦时电价额外增加20美元。
成本数据更是一盆冷水。独立能源咨询机构伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)预测,到2030年,SMR的平准化度电成本(LCOE)约为182美元/兆瓦时,而传统大型核电为133美元,天然气联合循环发电为126美元,配备电池储能的陆上风电和光伏更是低至约100美元/兆瓦时——比SMR便宜近一半。
即便如此,仍有SMR公司放出“卫星”:被山姆·奥特曼(Sam Altman)和能源部长克里斯·赖特(Chris Wright)力挺的Oklo公司声称其电价可压到90美元;NuScale更夸张,说能做到64美元。但这些数字要么基于理想化工况,要么依赖尚未验证的制造工艺,业内普遍视为“画饼”。
当然,SMR阵营也有反击理由。
Terrestrial Energy公司CEO西蒙·欧文(Simon Irish)强调:“任何首座工厂经济性都很难看,但一旦量产,成本曲线会快速下坠。”他相信公司最终能将电价压到69美元/兆瓦时。
Valar Atomics创始人以赛亚·泰勒(Isaiah Taylor)则主打“本征安全”牌:“SMR功率小,衰变热少,事故风险天然更低,因此可简化安全系统,加快审批和建设速度。”
X-energy公司CEO J·克莱·塞尔(J Clay Sell)则强调核能的长期价格稳定性:“天然气价格波动剧烈,而一座核电站可用60年,铀价长期看反而更可预测。”
这些论点并非毫无道理。
尤其在AI数据中心选址日益受限的今天——既要靠近电网枢纽,又要规避极端天气,还得满足ESG评级——SMR提供的“一站式零碳基荷电源”确实诱人。
自2023年以来,SMR公司已与电力公司和科技巨头签下超过32吉瓦的供电意向协议。最重磅的莫过于谷歌与Kairos Power达成的协议:后者承诺在2035年前为谷歌提供500兆瓦清洁电力。
虽然多数协议仍是“探索性”(非约束性),但伍德麦肯兹能源转型业务总监大卫·布朗(David Brown)认为,这已是重大突破:“资本市场对核能向来谨慎,融资成本远高于风电光伏。如今连非绑定协议都签了,说明投资者开始相信商业化路径存在。”
但关键问题仍未解决:谁来承担首座商业化SMR的“死亡谷”风险?
从工程角度看,SMR要真正落地,必须跨越三重障碍:
一是验证工厂化制造能否真正降本;
二是打通HALEU燃料供应链;
三是通过首个示范项目跑通全生命周期运营。
这三件事,每一件都需要数十亿美元和十年时间。而AI数据中心等不起——它们现在就要电。
于是,一种折中方案正在浮现:不是用SMR直接供电,而是作为“碳抵消工具”或“绿色认证资产”。比如微软或亚马逊购买SMR项目股权,用于冲抵其数据中心碳排,实际电力仍来自电网。
这种“账面脱碳”虽遭环保组织批评,却可能是SMR短期内最现实的商业模式。
更深层的矛盾在于:SMR真的适合数据中心吗?
AI算力集群的电力需求并非匀速稳定,而是呈现“脉冲式”高峰——训练大模型时GPU满载,推理或空闲时负载骤降。而核反应堆本质是“基荷电源”,启停缓慢、调节能力差。
强行让SMR匹配动态负载,反而可能降低效率、增加运维复杂度。
相比之下,液冷数据中心+可再生能源+长时储能的组合,在灵活性和成本上可能更具优势。这也是为什么,像Meta、苹果等公司仍坚定押注风电光伏,而非核能。
回到开头那句警告:这波SMR热潮,真的很像2000年的互联网泡沫。当时无数公司宣称自己将“重构商业模式”,结果90%在三年内倒闭。如今,SMR公司也在讲类似故事:“我们用模块化颠覆核电”“我们为AI量身定制电源”“我们成本明年腰斩”……但核工业不是软件行业,代码可以快速迭代,钢筋混凝土和放射性材料不行。
一次设计失误,轻则延宕数年,重则引发安全事件,整个行业可能再被冰封二十年。
值得肯定的是,美国政府愿意为前沿能源技术承担早期风险。能源部设立的“先进反应堆示范计划”(ARDP)确实在推动创新。
但问题在于,是否把太多鸡蛋放进一个未经验证的篮子?与其孤注一掷押注SMR,不如多线并行:加速电网升级、扩大储能部署、推动数据中心能效革命(比如用液冷替代风冷,PUE可从1.5降至1.05以下)、探索氢能备用电源……这些措施见效更快、风险更低。
最后,我们不妨换个角度思考:
AI真的需要这么多电吗?还是说,我们正在用“算力军备竞赛”掩盖算法效率的停滞?
当一家公司训练一个万亿参数模型花费数亿美元电费时,是否考虑过模型压缩、稀疏化、混合注意力等工程优化手段?
作为前基础设施架构师,我深知:真正的能效提升,从来不在电源端,而在负载端。与其幻想用微型核电站填满内华达沙漠,不如先让每一瓦电力都用在刀刃上。
当然,这并不意味着SMR毫无未来。长远看,如果能解决燃料、制造与安全验证三大瓶颈,SMR在偏远矿区、军事基地或海岛微网中仍有独特价值。但把它包装成“AI电力救世主”,未免过于天真。
90亿美元赌注背后,是资本对确定性回报的渴望,也是政策制定者对“技术速胜论”的迷恋。然而能源转型没有捷径,更没有魔法子弹。
历史告诉我们,最可靠的能源方案,往往是那些低调务实、日拱一卒的渐进式创新,而非万众瞩目的“颠覆性突破”。
所以,当下一轮SMR公司高调宣布“突破性融资”或“历史性协议”时,请记住NuScale项目的崩盘、俄罗斯SMR的超支、以及那条冰冷的成本曲线。AI需要电力,但不需要泡沫。真正的绿色算力未来,建立在扎实的工程、透明的成本和可持续的商业模式之上,而不是PPT里的核电站渲染图。