Ⅱ.以技术创新克服能源危机
美国科技巨头重启三哩岛等已关闭核电站
继20世纪70年代石油危机后,人工智能用电需求再度呼唤核电
从古里1号机组起步的50年……韩国核电走向阿联酋、捷克
第12次电力供需基本计划中核电作用受关注……乏燃料处理仍是难题
人工智能正在重新唤醒核电。谷歌、微软、亚马逊、Meta等美国科技巨头为 확보数据中心所需的巨量电力,接连与核电企业携手。它们不仅要建设新核电站,还计划重启曾经关闭的核电站,为人工智能供电。美国政府正推进大幅扩充核电装机容量的政策,法国、英国等欧洲国家也纷纷推动新建核电站。一度停滞的全球核电发展时钟,正在重新转动。
值得关注的是,如今的情形与约50年前颇为相似。20世纪70年代,两次石油危机推动了核电发展。石油供应不稳、价格飙升,各国为降低对特定地区和燃料的依赖,纷纷投身核电建设。如今,俄罗斯·乌克兰战争、美国·伊朗战争令能源安全再度受到重视,碳中和目标与人工智能带来的电力需求激增又叠加其上。如果说50年前是石油短缺促使各国选择核电,如今则已进入必须同时 확보人工智能用电的时代。
韩国也处在这一趋势的中心。在能源大部分依赖海外的局面仍未改变的同时,半导体、人工智能数据中心等领域的大规模电力需求正迅速增长。《第11次电力供需基本计划》决定新建2台大型核电机组和1台小型模块化反应堆后,在即将制定《第12次电力供需基本计划》之际,围绕2040年以后核电作用的讨论也已展开。
连事故象征三哩岛也将重启……人工智能拨动核电发展时钟
4日,业内将美国宾夕法尼亚州三哩岛视为最能体现核电回归的地点。1979年三哩岛2号机组发生的事故,成为美国核电产业急剧萎缩的转折点。
当年的事故始于一个小的设备异常。1979年3月28日,三哩岛2号机组给水系统出现问题,反应堆自动停机,但为降低反应堆压力而开启的阀门未能重新关闭,导致冷却水流失。操作人员未能及时察觉,最终造成部分堆芯熔毁。
事故向外界释放的放射性物质不多,尚未确认对居民健康造成影响,但给核电产业带来的冲击十分巨大。人们担忧,即便是大型核电站,设备故障与运行操作问题叠加,也可能引发严重事故,美国新建核电站的规模因此急剧收缩。随后,1986年切尔诺贝利事故发生,全球核电扩张开始受到遏制。
然而,近半个世纪后的今天,同一核电站却成为核电复兴的象征。微软计划于2028年重启2019年停运的三哩岛核电站1号机组,并购买其电力20年。美国能源部也将为重启提供10亿美元贷款支持。这个在20世纪70年代改变全球核电产业走向的地点,如今正在人工智能时代转变为核电重启的象征。
有评价认为,三哩岛的复兴表明全球核电产业兜转一周后,重新进入了新阶段。如果说20世纪70年代的石油危机催生了核电建设,而三哩岛事故遏制了其扩张,那么半个世纪后,能源安全、碳中和及人工智能带来的电力需求,正再次推动核电回归。全球对核电的权衡正在重新发生变化。
不仅微软,其他科技巨头也开始 확보核电供应。谷歌与小型模块化反应堆开发商Kairos Power合作,计划到2030年建设总容量500兆瓦的新一代小型模块化反应堆,为数据中心供电。此外,谷歌还计划让艾奥瓦州杜安·阿诺德核电站于2029年重启,并在25年内购买其600兆瓦电力。
亚马逊以6.5亿美元收购了与宾夕法尼亚州萨斯奎哈纳核电站相连、规模为960兆瓦的数据中心园区,并签署长期购电协议,至2042年获得最高1920兆瓦的供电。亚马逊还向小型模块化反应堆开发商X-energy投资了5亿美元。Meta也决定自2027年起,购买伊利诺伊州克林顿核电站的电力,为期20年。
从科技巨头到政府……美国·欧洲推进核电扩张
人工智能引发的电力争夺之所以转化为核电投资,与数据中心的特点有关。数据中心不仅需要大量电力,而且服务器必须全天24小时运行,因此需要能够稳定供电的电源。除了发电成本高低,能否在需要时稳定供电,也正在成为左右人工智能竞争力的关键因素。
不仅科技巨头在行动,政府政策也在调整。美国于2024年11月发布到2050年将核电装机容量扩大至3倍的路线图后,又于2025年5月宣布将核电容量扩大至4倍的政策。除了新建核电站,美国还同步推进现有核电站延寿运行、关闭核电站重启,以及小型模块化反应堆开发。
欧洲也出现了类似趋势。法国取消了福岛事故后推动的降低核电依赖度计划,准备新建6台核电机组,同时研究再增建8台。英国计划到2050年将核电装机容量从目前约7吉瓦扩大至24吉瓦。瑞典则废除了新核电站只能建在现有厂址、核电机组数量不得超过10台的限制。
尤其是曾被视为弃核象征的德国,对核电的评价也在发生变化。德国总理Friedrich Merz在今年1月将弃核决定评价为“严重的战略错误”,意指如果让最后的核电站继续运行,本可保有这些发电设施。德国虽于2023年关闭了最后的核电站,但已不再坚持反对其他国家建设核电站的立场。
因石油危机选择核电的韩国……50年后成为出口国
全球重新转向核电的情景,对韩国而言更加熟悉。约50年前,韩国正式引入核电的起点,同样是能源安全。当时推动核电发展的不是人工智能,而是石油。
20世纪70年代的两次石油危机,打破了人们随时都能以低价购买石油的信念。对当时推进重化工业发展的韩国而言,冲击更为严重。钢铁·石化·造船等大量消耗能源的产业迅速成长,但支撑这些产业的能源资源却不足。每当国际油价飙升,产业竞争力与国家经济都难免受到动摇。
随着能源来源多元化的必要性上升,核电成为替代选择。1978年,古里1号机组开始商业运行,但当时韩国的核电设计和核心设备仍必须依赖海外技术。此后,韩国通过持续建设国内核电站,逐步积累设计、主设备制造、施工、运行·检修等相关技术。
全球核电产业的发展并非一帆风顺。继三哩岛事故之后,1986年前苏联切尔诺贝利核电站事故、2011年日本福岛核电站事故每次发生,都会引发安全性争议。德国等部分国家选择弃核,全球新建核电市场也长期萎缩。
在此期间,韩国持续积累核电建设和运行经验,成果便是1400兆瓦级韩国型核电机组APR1400。APR1400于2017年获得欧洲用户要求认证,随后于2019年取得美国核能管理委员会的设计认证。2023年,面向欧洲出口的APR1000也获得了欧洲用户要求设计认证。
技术积累最终转化为出口。韩国继2009年获得阿拉伯联合酋长国巴拉卡核电站订单后,又于2025年在欧洲市场取得成果。韩国水力原子力公司于2024年被选为捷克杜科瓦尼新核电项目的优先谈判对象,经过约8个月谈判,于2025年6月签署杜科瓦尼5·6号机组设计·采购·施工正式合同。捷克政府公布的项目费用约为4070亿捷克克朗,折合约26万亿韩元,是捷克历史上规模最大的能源投资项目。
这个在20世纪70年代还必须从海外引进核电技术的国家,半个世纪后已成为为其他国家建设核电站的国家。然而,最初促使韩国选择核电的问题并未消失。所需能源大部分仍必须从海外进口,这一局面与50年前相比并无太大变化。
93.4%的能源依赖进口……50年前的难题依旧存在
据韩国能源经济研究院《2025能源统计年鉴》,2024年韩国能源进口依存度为93.4%。能源进口额为220.0143万亿韩元,相当于同年656.6万亿韩元国家预算的约33.5%。其中,仅石油·煤炭·液化天然气等化石燃料进口额就达218.3104万亿韩元,占全部能源进口额的99.2%。
尤其是石油对中东的依存度达到71.5%,超过对中东以外所有地区依存度28.5%的2.5倍。每当中东局势不稳、国际油价上涨,韩国国内能源价格和供需就难免受到影响。
核电的燃料特性与石油、液化天然气存在很大差异。少量铀就能产生大量能源,运输和储存相对容易。反应堆装载一次燃料后,可以连续运行约18个月而无需更换,因此也能产生一定的燃料储备效应。这意味着核电可相对缓解国际局势变化带来的燃料供应冲击。
此外,还增加了50年前没有的条件,即碳中和。根据联合国欧洲经济委员会的生命周期评估,核电每发1千瓦时电,温室气体排放量约为5.1至6.4克二氧化碳。这一数据不仅包括发电站运行时的排放,还考虑了燃料获取、发电站建设等整个生命周期。
在国土面积较小的韩国,土地利用也是需要考虑的因素。联合国欧洲经济委员会的资料显示,核电每1千瓦时的土地利用影响评分平均为0.05分,最高为0.07分。这一结果不仅涵盖电站厂址,还包括燃料获取等整个发电过程的土地利用影响。
20世纪70年代促使韩国选择核电的能源安全问题仍未解决,如今又增加了碳中和这一新任务。近期,人工智能数据中心与半导体产业的电力需求,更成为另一个变量。
再加上人工智能·半导体用电需求……重新权衡核电占比
因此,韩国国内核电讨论的重点也在改变。过去,争论的核心是是否继续运行现有核电站、是否降低核电占比;如今,为满足未来增长的电力需求,应 확보哪些电源、需要多大规模,正成为核心问题。
2025年确定的《第11次电力供需基本计划》纳入了2台新建大型核电机组,总容量2.8吉瓦,以及1台容量0.7吉瓦的小型模块化反应堆。目前,韩国有26台核电机组在运行,4台在建设。新建大型核电机组的候选地点确定为庆尚北道盈德,小型模块化反应堆候选地点为釜山机张。两台大型核电机组分别以2037年和2038年竣工为目标,小型模块化反应堆则计划于2035年竣工。
下一道考验是《第12次电力供需基本计划》。人工智能数据中心、半导体等新增电力需求将增长多少,以及将由核电、可再生能源等哪些电源满足,将决定2040年以后的电源结构。尤其是大型核电站从规划到竣工需要相当长的时间,因此有观点指出,必须提前判断未来所需的建设规模。
核能界已经提出,需要建设比第11次计划更多的新核电机组。韩国核能学会估算,以2050年所需发电量143.6吉瓦年为基准,假设现有核电站延寿运行20年、利用率为85%等条件,若要在2050年维持35%的核电发电占比,就需要新建20台大型核电机组和12台小型模块化反应堆。据此计算,2031年至2042年,大型核电机组平均每年需开工1.67台。
若假设核电发电占比为50%,所需规模将增至34台大型核电机组和20台小型模块化反应堆。按照这一情景,2031年至2042年平均每年需开工2.83台大型核电机组。这并非政府的核电建设计划,而是核能学会依据自行设定的假设作出的估算。
50年积累的乏燃料何去何从……核电复兴的另一道难题
扩大核电规模之前,还有必须解决的问题:近50年核电运行所积累的乏燃料应存放在哪里。自1978年古里1号机组开始商业运行以来,韩国核电机组数量持续增加,但至今仍没有可将乏燃料移出核电站储存的中间贮存设施,也没有进行最终处置的永久处置设施。此前产生的乏燃料一直存放在各核电站厂址内的贮存设施中。
贮存空间也在迅速填满。韩国国会预算政策处数据显示,截至2025年底,轻水堆乏燃料贮存量分别为韩光7619束、韩蔚7548束、古里7471束等。使用重水堆的月城则已积累52.6412万束。古里贮存设施的容量使用率高达92.9%,韩光为84.5%,月城为84.1%,韩蔚为73.5%。预计最早达到饱和的是韩光,时间为2030年,其次依次为韩蔚2031年、古里2032年、月城2037年。
庆尚北道庆州虽设有中低放射性废物处置设施,但它与对乏燃料等高放射性废物进行最终处置的设施并不相同。不仅集中贮存高放射性废物的中间贮存设施,连最终处置设施的厂址也尚未选定。
政府依据2025年实施的《高放射性废物管理特别法》,迟来地建立了获取厂址的制度基础。根据特别法,设立了隶属国务总理的高放射性废物管理委员会,并于今年3月完成委员会组建。今后须先筛选候选厂址,再接受相关地方政府申请,开展基础调查和深入调查,并通过居民投票等程序确定最终厂址。
这是一份漫长的时间表。特别法规定,应努力使中间贮存设施在2050年以前、最终处置设施在2060年以前投入运行。与韩光现有贮存设施预计2030年饱和、韩蔚2031年饱和、古里2032年饱和相比,存在相当大的时间差。政府推动扩建核电站厂址内的干式贮存设施,也是为了支撑到中间贮存设施建成。
更大的问题是未来产生的数量。政府需要建设的管理设施,不仅要接纳过去半个世纪已产生的乏燃料,还必须容纳现有核电站剩余运行期及延寿运行过程中产生的乏燃料。此外,还须考虑第11次计划纳入的2台新建大型核电机组和小型模块化反应堆,以及未来第12次计划若纳入更多核电机组后产生的乏燃料。
特别法也考虑到了这一问题,要求以30年为规划周期制定的高放射性废物管理基本计划,不仅涵盖产生现状与预测、贮存·处置计划,还应包括管理设施的厂址和设施规划。归根结底,未来核电扩张规模不同,中间贮存设施和最终处置设施需要承担的数量也必然不同。
这正是讨论核电复兴时,不能只计算还要多建几台机组的原因。新建核电站、延长现有核电站寿命,都会在生产电力的同时持续产生乏燃料。核电扩张要实现可持续,就必须在处理过去50年积累的乏燃料的同时, 확보能够容纳未来数十年新增数量的贮存·处置设施。与在核电前端制定建设计划同样重要的是,为核燃料循环后端找到解决方案,这也已成为无法回避的任务。
围绕《第12次电力供需基本计划》的讨论,已难以仅靠“核电还是可再生能源”的二元对立来解决。核电在稳定供电、减碳和能源安全方面的作用正在增强,但仍面临乏燃料、建设周期及成本等问题。可再生能源是减少碳排放所必需的电源,但必须同步加强电网、储能系统等配套。要在稳定供应人工智能和半导体所需大规模电力的同时,降低碳排放与能源进口依存度,就必须综合考虑各类电源的优缺点,寻找合理的电源组合。韩国核能学会也建议,应将核电与可再生能源视为“互补伙伴”。
50年前,韩国为应对石油危机选择了核电。当时还必须从海外引进核电技术,半个世纪后的今天,却已成为向其他国家出口核电的国家。与此同时,如何处理过去50年核电运行所积累的乏燃料,仍是一道未解难题。围绕核电的选择增多,需要权衡的条件也随之增加。
如果说半个世纪前是石油推动核电登场,如今则是能源安全、碳中和与人工智能再次呼唤核电。在扩大核电规模的必要性重新受到关注的背景下,未来的任务将不仅是建设新核电站,还包括制定兼顾核电与可再生能源合理组合、电网扩建以及乏燃料处理的中长期电力规划。
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