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2025全球新型核反应堆:谁在领跑?

2026-05-22 来源:中国核工业
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当前,全球核电发展迎来了良好的机遇期,国外持续推动大型压水堆核电机组建设,俄罗斯、韩国、英国等国压水堆核电项目建设运行均取得重大进展。与此同时,美俄推进小型核电反应堆技术研发应用达到新里程碑,相关项目的安审、建设步伐进一步提速。此外,军事、深空、人工智能等领域的能源动力需求成为新型核电反应堆发展的新增长极,相关法规政策、技术研发等动向频繁。

小型水冷堆

小型水冷堆技术成熟度高,在各类小堆技术路线中率先实现建设运行。2025年,美BWRX-300小型沸水堆在加拿大取得建设许可证,俄持续推进陆基及浮动式小堆项目实施,英企小型压水堆得到政府支持,但与法、韩等国技术相似,研发应用进展缓慢。

1.俄罗斯浮动核电厂已发电超10亿千瓦时,升级型浮动核电厂研制工作持续推进

俄罗斯“罗蒙诺索夫院士”号是国外近年来唯一在运的小型浮动核电厂,建有两座KLT-40S压水堆,总电功率70兆瓦,于2020年正式投运,2023年起开展首次换料检修工作。2025年1月,俄罗斯国家原子能公司(ROSATOM)宣布“罗蒙诺索夫院士”号已累计发电超10亿千瓦时;10月,该公司完成“罗蒙诺索夫院士”号蒸汽发生器内部组件更换等例行维护工作。

ROSATOM正基于RITM系列压水堆开发升级型浮动核电厂,共有3种型号。其中,面向国外市场,开发FPU-100浮动核电厂,搭载2座RITM-200M压水堆,总电功率100兆瓦,寿期60年;面向国内市场,开发FPU-106和FPU-180浮动核电厂。FPU-106搭载2座RITM-200S压水堆,总电功率106兆瓦,寿期40年。FPU-180搭载2座RITM-400压水堆,总电功率175兆瓦,寿期40年。ROSATOM已在国内推动浮动核电厂筹建工作,2021年签署在楚科奇自治区建设4座PEP-106浮动核电厂的合同,首座计划2028年投运;2025年3月,该公司宣布正在制造反应堆压力容器。国外方面,2025年5月,巴西矿业和能源部宣布正与ROSATOM讨论在巴西建设浮动核电厂。

俄罗斯“罗蒙诺索夫院士”号浮动核电厂

2.俄罗斯推进乌兹别克斯坦项目场址准备工作,水冷微堆暂未取得实际应用

俄罗斯正在重点推动RITM-200N、Shelf-M、Elena-AM等3型陆基小堆研发建设。

RITM-200N压水堆基于破冰船用反应堆RITM-200设计,单堆电功率55兆瓦,2023年技术设计获ROSATOM批准。国内方面,俄罗斯正在萨哈(雅库特)共和国建设2座RITM-200N,于2023年取得建设许可证,计划2028年投运。国外方面,2024年与乌兹别克斯坦签署6座RITM-200N反应堆出口合同,计划2029年前投运首堆;2025年10月在乌兹别克斯坦吉扎克州法里什区启动早期场址准备工作。

Shelf-M微堆电功率10兆瓦,由俄罗斯多列扎利动力工程研究院(NIKIET)设计,首堆选址在楚科奇Sovinoye矿区,计划于2030年投运。

Elena-AM由库尔恰托夫研究院基于Gamma水冷堆研发,热功率7兆瓦,电功率不低于200千瓦。2023年,ROSATOM与库尔恰托夫研究院签署Elena-AM技术研发合同。2025年2月,库尔恰托夫研究院宣布计划采用3D打印技术制造反应堆部件。

3.美国纽斯凯尔小堆在国内安审及应用取得新进展

纽斯凯尔小堆(压水堆)由美国纽斯凯尔电力公司研发,原单堆设计功率50兆瓦,后改为单堆功率77兆瓦,并于2025年5月获美核管会设计认证。国内方面,纽斯凯尔电力公司曾在爱达荷国家实验室场址开展首堆建设工作,但在2023年11月项目因资金等问题终止;2025年9月,纽斯凯尔电力公司与田纳西河流域管理局达成协议,计划合作建设总电功率6吉瓦的纽斯凯尔小堆。国外方面,纽斯凯尔电力公司持续在罗马尼亚推动其海外项目,计划建造6座纽斯凯尔小堆,最早2029年投运。该项目2023年启动前端工程设计第一阶段工作,2024年进入第二阶段。

4.法国持续推进简化版NUWARD小堆研发

NUWARD小堆(压水堆)由法国电力公司等机构合作研发,单堆电功率170兆瓦,计划最早2030年启动建设。2025年1月,法国电力公司启动NUWARD小堆设计简化工作,将尽可能采纳成熟技术方案,并将双堆电功率提升至400兆瓦,计划2026年完成概念设计。2025年12月,法国、芬兰、捷克、波兰、瑞典、荷兰等6个欧洲国家的核监管机构合作完成了NUWARD小堆的第二阶段联合早期评审(JER)。

5.英国罗罗小堆本土应用取得突破

罗罗小堆(压水堆)由英国罗尔斯罗伊斯小堆公司研发,电功率470兆瓦。罗罗小堆的研发应用得到了英政府的大力支持,2025年6月,英政府选择罗尔斯罗伊斯小堆公司与英国能源公司作为小堆计划的首选竞标者;11月宣布将在北威尔士安格尔西岛建设首批3座罗罗小堆。

6.BWRX-300沸水堆获批建设许可证

BWRX-300小堆(沸水堆)由通用电气-日立核能公司研发,电功率300兆瓦。加拿大计划在国内达灵顿核电厂厂址建设4座BWRX-300小堆,2022年9月启动早期场址准备工作。首堆2025年4月获批建设许可证,计划2029年底建成。此外,2025年12月,BWRX-300小堆完成英国第二阶段通用设计评审(GDA)。

7.美国AP300小堆研发得到政府支持

AP300小堆(压水堆)由西屋电气公司研发,电功率300兆瓦。国外方面,西屋电气公司已与芬兰、斯洛伐克、乌克兰等国能源企业签署合作建设AP300的谅解备忘录。国内方面,2025年10月,西屋公司宣布美政府计划投资800亿美元在美建设AP1000及AP300反应堆。

液态金属冷却堆

液态金属冷却堆包括钠冷快堆、铅冷快堆、铅铋堆等堆型。近年研发应用进展较快的主要是钠冷快堆和铅冷快堆。2025年,钠冷快堆方面,俄罗斯开展钠冷快堆延寿的同时,持续推动新型钠冷快堆筹建工作;美国已启动钠冷快堆场址准备工作,即将获得建设许可证。铅冷快堆方面,俄罗斯正持续开展BREST-OD-300反应堆模块建设工作。

俄罗斯BN-800钠冷快堆

1.俄罗斯BN-600再次获准延寿,BN-800维护工作持续进行,BN-1200建设的场址准备工作已启动

俄罗斯的BN-600和BN-800均位于别洛雅尔斯克核电厂。其中,3号机组(BN-600)电功率600兆瓦,1980年投运,2020年获准延寿至2025年,2025年3月再次获准延寿至2040年;4号机组(BN-800)电功率885兆瓦,2015年投运,2024年7月首次装载MOX燃料组件运行。2025年9月,BN-800反应堆按计划进行预防性维护工作,在更换新堆芯的同时对汽轮发电机相关部件进行替换。

BN-1200电功率1220兆瓦,首台机组计划在别洛亚尔斯克核电厂2台已退役机组的场址上建设,2023年完成建设场址研究工作。2025年4月,俄罗斯联邦环境、工业与核监督局批准了首台机组(5号机组)的场址许可证;7月,ROSATOM批准启动场址早期准备工作。根据计划,该公司将在2027年正式启动反应堆的建设工作。

2.美国Natrium首堆安审取得突破

Natrium反应堆(钠冷快堆)由美国泰拉能源公司研发,电功率345兆瓦,首堆选址在怀俄明州凯默勒退役煤电厂附近,已于2023年完成场址土地收购,计划2030年前投运。2025年1月,怀俄明州政府为Natrium反应堆首堆(1号机组)颁发许可证,许可该场址启动非核建设工作;10月,核管会完成首堆建设的环境影响声明草案(EIS)并确认该项目不会对环境造成不利影响;12月,核管会宣布已完成对首堆建设许可证的最终安全评估。

3.印度再批准原型快堆装料测试

印度原型快堆(PFBR)是印度首座原型快堆,由英迪拉·甘地原子能研究中心基于钠冷快堆技术研发设计,电功率500兆瓦,计划使用MOX燃料,2004年启动建设,原计划2010年投运。印度原子能监管委员会(AERB)曾于2024年7月签发初始燃料装载、首次临界和低功率物理实验许可(有效期至2025年7月),然而,由于反应堆燃料处理系统遇到问题导致未能装料。2025年10月,AERB再颁发许可证,批准堆芯装料、首次临界及低功率物理实验。

俄罗斯BREST-OD-300铅冷快堆建设项目

4.俄罗斯持续推进BREST-OD-300建设工作

BREST-OD-300反应堆电功率300兆瓦,是俄罗斯“突破”项目的一部分,2021年启动建设,计划2026年投运。俄罗斯2024年开展反应堆底板和安全壳的安装工作,2025年持续推进涡轮发电机定子、转子等关键设备安装。此外,“突破”项目的混合铀钚氮化物燃料制造/再加工模块(MFR)在2024年12月投入试运行。

5.其他动向

Newcleo公司正在开发电功率30兆瓦的LFR-30铅冷快堆,获得“法国2030”投资计划的资助。2025年2月,Newcleo公司在法国启动LFR-30示范堆的场址土地勘探和征用程序;2025年7月宣布暂停其在英国开发铅冷快堆的计划,将目标市场集中在实施闭式燃料循环的国家。

气冷堆

冷堆固有安全性高,并具有高堆芯出口温度,是近年军民领域可移动电源的重要技术方向之一。2025年,美政府、军方大力支持军用固定式、可移动式核电源研制,多个军用项目研制取得进展。

美国Xe-100高温气冷堆设计

1.X能源公司气冷微堆研制得到军方支持

Xe-100小堆由美国X能源公司研发设计,电功率80兆瓦。国内方面,选址在得克萨斯州陶氏化学的Seadrift制造厂,计划建设4台机组,预计2030年前首堆投运。2025年3月,X能源公司向美核管会提交建设许可证申请。国外方面,X能源公司正在推动在加拿大部署反应堆,于2020年起接受加拿大核安全委员会的设计审查,近期重点推动选址的可行性研究;2025年9月,在加拿大阿尔伯塔省政府资助下,X能源公司完成该省现有化石燃料发电厂厂址建设Xe-100反应堆的可行性研究。

同时,X能源公司还开发了XENITH可移动微堆(原名X-mobile),反应堆电功率3~10兆瓦,目标是为军事和国防领域关键设施供电。XENITH可移动微堆曾得到美国防部“贝利”计划的资助,2025年8月,X能源公司与美空军、国防部国防创新部门达成协议,在“军事设施先进核能计划”(ANPI)的支持下推动XENITH可移动微堆研发工作。

此外,X能源公司持续推进气冷微堆的TRISO-X燃料制造设施建设。2024年,TRISO-X燃料制造设施建设获得亚马逊等机构融资,并确定厂址准备工作的供应商。2025年11月,X能源公司宣布正式启动位于橡树岭的先进核燃料制造厂(TX-1)地上建筑的建设工作。

2.巴威技术公司启动“贝利”微堆堆芯制造

美巴威技术公司正在开发国防部“贝利”计划的首座陆上军用可移动微堆,电功率1~5兆瓦,原计划2026年在爱达荷国家实验室进行示范,现时间推迟到2028年。2024年爱达荷国家实验室的反应堆厂房已处于建设阶段。2025年7月,巴威技术公司宣布开始制造陆上军用可移动微堆的堆芯。此外,巴威技术公司还开发了热功率50兆瓦的BANR气冷堆,2024年在美国怀俄明州能源管理局的资助下开展在该州建设BANR的可行性研究。2025年7月,巴威技术公司宣布已在TRISO燃料制造设施中成功安装并测试了一台化学气相渗透炉。

3.美空军资助KRONOS MMR微堆技术研发

MMR和Pylon两型气冷微堆原由美国超安全核公司研发,后因公司破产导致反应堆技术2024年被NANO核能公司收购。其中,MMR微堆已更名为KRONOS MMR微堆,电功率3.5~15兆瓦;Pylon已更名为LOKI MMR微堆,电功率1.5~5兆瓦,为可移动设计。2025年9月,NANO核能公司宣布已获得美空军约125万美元合同,重点开发KRONOS MMR微堆等。

熔盐堆

熔盐堆作为第四代先进核能系统,通常以氟化盐作为冷却剂,固有安全性高,可兼顾钍资源利用。2025年,美国“赫尔墨斯”低功率示范堆项目持续推进,IMSR-400技术开发商获得美能源部政策支持。

1.美国首个“赫尔墨斯”低功率示范堆项目持续推进

“赫尔墨斯”低功率示范堆由美国卡伊洛斯电力公司研发设计,单堆热功率35兆瓦,冷却剂为氟化盐,旨在为KP-FHR熔盐堆研发提供基础数据。首堆(“赫尔墨斯”1期)选址在橡树岭场址,2023年获批建设许可证、2024年启动场址土建,2025年5月正式开工建设。同时,该场址还将额外建设2座“赫尔墨斯”低功率示范堆与一个共享发电装置(“赫尔墨斯”2期),2024年获批建设许可证。2025年8月,田纳西河流域管理局与卡伊洛斯电力公司签署购电协议,将单堆电功率提高至50兆瓦。

2.IMSR-400小堆获能源部政策支持

IMSR-400小堆由特里斯特尔能源公司研发,单堆电功率194兆瓦。特里斯特尔能源公司原总部位于加拿大,2024年公司重组并将总部转移到美国。2025年2月,美得克萨斯A&M大学宣布计划在学校场址部署IMSR-400等新型小堆;8月,能源部将IMSR-400纳入首批反应堆试点项目名单。

3.丹麦与韩国合作开发的浮动式熔盐堆成熟度提升

紧凑型熔盐堆CMSR由丹麦Saltfoss能源公司(原名Seaborg)设计,电功率10兆瓦。Saltfoss能源公司正在与韩国三星重工、韩国水电核电公司联合开发基于CMSR的浮动核电厂,2023年完成概念设计并获得美船级社的基本设计认证。2025年2月,Saltfoss能源公司宣布其反应堆技术设计已达到向韩国核监管机构申请许可证的成熟度。

热管微堆

热管堆采用热管传热,无冷却剂泵,全固态反应堆设计固有安全性高、运行特性简单。2025年,西屋电气公司持续推进热管堆审查及测试,奥克洛公司微堆获得美空军及能源部支持。

1.西屋电气公司持续推进eVinci微堆试验测试

eVinci微堆由美国西屋电气公司研发,电功率5兆瓦,重点满足国防、太空领域的能源电力需求。2025年1月,西屋电气公司宣布获得国家航空航天局(NASA)、能源部合同,用于在裂变星表电源(FSP)计划下开展技术研究;2月,宾夕法尼亚州立大学向核管会提交意向通知,拟提交基于eVinci微堆的研究堆建设许可证申请;3月,核管会批准了eVinci微堆设计的主要设计标准(PDC)报告;6月,能源部批准了eVinci微堆的初步安全设计报告(PSDR);7月,能源部将eVinci微堆确定为首批在微堆实验示范设施(DOME)进行带核试验的反应堆。

2.奥克洛公司获得空军及能源部支持

Aurora微堆由美国奥克洛(Oklo)公司研发,电功率1.5兆瓦。奥克洛公司在2023年曾获得美阿拉斯加艾尔森空军基地建设微堆的合同,但因招标程序等问题合同被取消,2025年6月再获得空军基地固定微堆的授标意向通知书。同时,Aurora微堆得到了能源部的支持,8月被纳入能源部首批反应堆试点项目名单;9月,奥克洛公司启动反应堆试点项目的橡树岭微堆场址准备工作。此外,奥克洛公司在燃料制造方面获得政策支持,9月入选能源部先进核燃料生产线试点项目,将建造和运行3个燃料制造设施。

先进大型压水堆

先进大型压水堆技术成熟度高、运行经验丰富,是当前国际上商业核电建设及出口的主力堆型。2025年,主要国家持续推动大型压水堆核电机组建设,多座机组达到建设的里程碑或投入运行。

1.俄罗斯新建VVER-1200机组、推进新型VVER反应堆研发测试

VVER-1200由俄罗斯水压机设计局公司开发,有V-392M和V-491两种子型号,电功率1170兆瓦。国内方面,首台VVER-1200机组2017年投运,到2025年已建成4座、在建2座。其中,在建反应堆均位于列宁格勒二期(3号、4号机组),3号机组2024年开工、4号机组2025年3月正式启动建设。

国外方面,俄正在土耳其、埃及、孟加拉等国建设多台VVER-1200机组。其中,在土耳其阿库尤核电厂建设4台机组,首台机组2018年启动建设、2025年12月完成关键系统测试并计划2026年投运,其余3台机组计划2028年前陆续投运;在埃及埃尔达巴核电厂建设4台机组,均已获批建设许可证,1号、2号机组2022年启动建设,3号机组2023年启动建设,4号机组2024年1月启动建设,预计2030年4台机组全部投运;在孟加拉卢普尔核电厂建设2台机组,预计2027年前陆续投运。

VVER-TOI型号为V-510,电功率1255~1300兆瓦,相比VVER-1200建设成本降低20%、运营成本降低10%。ROSATOM正在库尔斯克2号核电厂建设2座VVER-TOI反应堆(1、2号机组),2025年新版能源计划草案宣布将再建设2座VVER-TOI反应堆(3、4号机组)。其中,1号机组2018年启动建设,2025年12月并网发电;2号机组2019年启动建设,计划2027年投运。此外,俄罗斯还在斯摩棱斯克2号核电厂建设2座VVER-TOI反应堆,2024年核电厂设计和工程勘察文件获批,计划2034年前陆续建成。

VVER-S/600反应堆电功率650兆瓦,设计上通过改变堆芯中的水-铀比以代替液态硼调节并实现反应堆控制,计划2037年前在科拉2号核电厂建成2台机组。俄罗斯副总理2022年宣布已完成VVER-S设计文件制定。2025年3月,ROSATOM宣布已开始进行VVER-S反应堆堆芯中子物理特性测试。

美国沃格特勒核电厂(AP1000机组)

2.美国内AP1000机组建设获政府支持

AP1000由美国西屋电气公司研发,电功率1117兆瓦。美沃格特勒核电厂的2座AP1000(3、4号机组)是该国近年仅有的新建大型压水堆,分别于2023年、2024年投运。2025年7月,西屋电气公司宣布计划在美国新建10座反应堆,首堆将在2030年前启动建设;8月,宣布已获核管会批准,其AP1000反应堆的技术设计认证有效期延长至2046年(原15年有效期);10月,宣布与美国政府签署合作协议,计划在美国新建至少800亿美元的AP1000、AP300等反应堆。

3.法国推动EPR项目建设

欧洲压水堆(EPR)主要由法国电力公司研发,电功率1770兆瓦。法国电力公司自2007年起在国内弗拉芒维尔核电厂建设1座EPR(3号机组),原计划2012年建成,实际上2024年才并网发电。同时,法国电力公司正在研发改进型EPR(EPR2),2022年公布新建6座EPR2反应堆的计划,2025年公布6座反应堆的估算成本约728亿欧元(约853亿美元),涉及彭里、格拉夫林和比热伊等3个场址。

此外,英国欣克利角C核电厂有2座EPR在建,2018年启动建设,原计划首堆2025年投运,现推迟到2030年。2024年首堆完成压力容器安装,2025年12月第2座反应堆压力容器完成交付。同时,英国塞兹韦尔C核电厂计划建设2台EPR机组,由于缺少资金支持一直未开工建设。2025年7月,英国政府做出最终投资决定(FID),采用公私合营融资的方式投资建设,其中政府持股比例约为44.9%。

4.韩国向捷克出口APR-1400机组

APR-1400压水堆由韩国水电核电公司研发,电功率1455兆瓦。国内方面,韩国正在新韩蔚核电厂、新乙核电厂建设运行APR-1400。新韩蔚核电厂1号机组2022年投运,2号机组2024年投运,3号机组2025年5月正式启动建设;新乙核电厂1号机组2016年、2号机组2019年投运,3号机组2025年12月获批运行许可证,4号机组预计2026年底完工。国外方面,韩国在阿联酋巴拉卡核电厂建成4台APR-1400机组,4号机组于2024年投运。此外,韩国积极拓展欧洲核电市场,2023年与波兰达成APR-1400建设意向,但2025年又宣布放弃波兰核电市场;2024年,韩国水电核电公司在捷克新建核电机组的竞标中取胜,2025年6月签署在杜库凡尼核电厂新建7号、8号机组的合同。

结论及建议

第一,国外加速推动小型核电反应堆研发建设,美国、俄罗斯在加快推动国内小堆项目建设的同时,加强对新兴核能国家等国际市场的技术出口,美国小型水冷堆已在加拿大获批建设许可证、俄罗斯已签署乌兹别克斯坦陆基小型水冷堆建设合同。同时,可移动设计、浮动式设计成为2025年国外小型核电反应堆重点发展方向,相关监管规则也在持续完善。此外,随着人工智能、大数据等数智化技术快速发展,各国将小型核电反应堆视作能源电力需求的重要解决方案,未来或将促成小型核电反应堆发展新业态。

第二,大型核电反应堆仍是扩大核电规模的首选。尤其是大型水冷堆,技术成熟、运行经验丰富、经济性已经得到检验。美国政府、企业2025年提出在国内新建一批大型压水堆,俄罗斯在研发新型VVER系列反应堆的同时,已在国内外陆续投运多座压水堆机组。非水冷堆方面,俄罗斯持续推进大型钠冷快堆研发应用,并以小型铅冷堆示范大堆技术可行性。受限于技术成熟度,气冷堆、熔盐堆等短时间内难以成为大型商业核电的主力堆型。

第三,新型核电反应堆技术竞争激烈,我国应以市场为导向持续优化提升先进大型压水堆竞争力,加快推进快堆、小型核电反应堆等新型核电反应堆技术成熟度提升,并进一步强化核领域基础科研能力,为技术研发应用提供坚实保障。



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