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美国核电 “挖潜”:升级旧反应堆,快速撑起 AI 用电需求 商业核电厂提高允许

美国核电 “挖潜”:升级旧反应堆,快速撑起 AI 用电需求

商业核电厂提高允许运行的最大功率水平,这一过程被称为功率提升(power uprate)。多家核电厂正考虑申请提升运行功率,在中期产出更多电力,以此填补新增核电装机投产前的电力缺口。
美国核管理委员会(NRC)负责监管商业核电厂的最大允许运行功率。许可功率载明于电厂许可证与技术规范文件,未经NRC批准不得更改。美国核电厂可向NRC申请提高发电量,也就是“功率提升”。

NRC将根据项目能否安全实施,决定是否批准电厂的功率提升申请。想要提升发电量,核电运营商必须改造反应堆的仪表、控制系统与发电系统。过去二十年间,NRC已批准多项功率提升项目,为美国电网额外增加6吉瓦电力,相当于6座大型反应堆。该机构目前正在审核多家运营商提交的功率提升申请,这些项目将大幅提升美国核电装机容量。

想要安全实施功率提升,电厂运营商必须升级核设施内的控制系统、汽轮机、泵组等设备,从而多发电力。这类升级工程耗资可达数十亿美元,但相比新建核设施,能让运营商更快提升发电量;很多改造项目5年内甚至更短时间就能完工。分析师估算,挖掘现有核电厂的发电潜力,可为电网新增6–8吉瓦清洁能源。

10月,美国最大核电运营商星座能源集团宣布,计划投入43亿美元以上,翻新伊利诺伊州、宾夕法尼亚州、新泽西州共6座电厂内的11台反应堆,提升机组出力。这笔投资预计将为星座能源新增890兆瓦上网电力,足以供给70万户家庭使用。谷歌已达成协议,采购这些电厂的电力,交易价格未对外披露。

美国人工智能数据中心快速落地,推高全国电力需求,上述项目只是配套增容工程之一。同月,美国能源部宣布,拟向维斯塔能源公司提供42亿美元有条件贷款,用于升级宾夕法尼亚州与俄亥俄州的3座核电厂,新增430兆瓦装机。亚马逊也达成协议,支持星座能源旗下马里兰州卡尔弗特崖核电厂实施功率提升;谷歌则公布计划,提高佐治亚州4台反应堆的发电量。

特朗普政府提出目标,计划到2050年将美国核电装机提升至现有规模的四倍,对这类新项目高度支持。能源部长克里斯·赖特在声明中表示:“从已建成的核电厂中挖掘更多电力,我们就能供应更平价、可靠、全天候稳定输出的能源。”

2000年代,美国电力需求增长趋缓,加之公众对核电观感不佳,不少核电运营商难以筹措改造资金。但如今数据中心拉动用电需求上涨,社会对核电的接受度有所改善,科技企业开始大举投资各类能源项目,涵盖核电、燃气电站与可再生能源。多家科技公司愿意投入巨额资金支持功率提升项目,快速获取运营大型数据中心所需的清洁能源。

美国核管理委员会预计,2026至2032年间,将收到总计31份功率提升申请,涉及热功率7.3吉瓦、电功率2.4吉瓦。该机构预计会批准其中多个项目;许多申请功率提升的运营商在美国拥有数十年核电运营经验,具备成熟的安全管控能力。

部分运营商对功率提升持谨慎态度,因为配套升级需要机组停机数月,中断发电。但随着科技企业持续展现出对核电项目大额投资的意愿,未来几年会有更多企业考虑跟进。

未来数十年电力需求预计持续上涨,功率提升项目基本不会影响美国新建核电厂的发展规划。不过在新设施完成设计、取证与建设周期内,它提供了一条快速扩大本国核电装机的备选路径,填补电力缺口。