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(深度)小型核反应堆和核聚变谁能解决AI电力紧缺问题?

用户:用户:万马896之名 时间:2025年12月13日 11:26
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事件:英伟达计划于下周举办一场私人峰会,邀请专注于解决数据中心电力问题的初创企业参与—— 这类电力问题可能会阻碍人工智能的发展。
此次峰会将在英伟达位于加利福尼亚州圣克拉拉市的总部举行,这一举措表明,能源短缺正对那些配备了英伟达高能耗人工智能服务器芯片的设施建设企业产生影响。此前黄仁勋也有多次提及电力问题!

目前,市场普遍将核电作为AI电力的最终解决方案。核电,也分为核裂变和核聚变两大路线。

核裂变目前市场最为看好的是小型核反应堆,小型核发应堆属于四代核电,能更快速部署,安全性和经济性更佳。小型核反应堆已进入商业化阶段,建设周期短、部署灵活。当前小型核反应堆正在商业化推进中,对当期紧缺的AI电力而言可以快速补充!

核聚变当前市场聚焦在可控核聚变,核聚变堪称“终极清洁能源”,无核废料、无污染物排放,原料氘足够人类使用数百亿年。未来若实现商业化,可彻底解决能源危机,支撑全球电网基荷、工业制氢等高耗能场景,但短期内仅能用于科研和示范项目。据聚变行业协会数据,截至2024年,全球有23家聚变企业计划在2031 - 2040年间建成首座商业化聚变电站,约70%的企业预计在2035年前实现首台示范堆并网发电。但行内人视认为,全球首座商业化聚变电站2031年前还不会出现,预期最早也要在2033年之后才能建成!核聚变真正的商业化预计需20-30年。

那么,现阶段,小型核反应堆和核聚变谁能解决AI电力紧缺问题?

一、技术原理:裂变与聚变的本质区别

小型核反应堆基于核裂变原理,通过铀-235等重核吸收中子后分裂成轻核,释放能量并维持链式反应,需通过控制棒调节反应速率以确保可控性。其设计多采用模块化结构(如中国“玲龙一号”),部分堆型通过自然循环或非能动安全系统导出热量,兼容发电、供热、海水淡化等多场景。
核聚变则是轻核聚合过程,需在1亿℃高温下使氘、氚等氢同位素克服电荷斥力融合为氦核,释放能量。其反应条件苛刻,需同时满足高温、高密度和足够约束时间(劳森判据),目前主流方案通过磁约束(如托卡马克装置)或惯性约束实现。

二、安全性:成熟可控与理论绝对安全

小型核反应堆通过多重安全设计降低风险。例如“玲龙一号”采用非能动安全系统,堆芯损坏频率低至10/堆年,事故时依赖自然循环散热;日本三菱微型堆通过地下安装和密封设计,可减少灾害与恐袭风险。但仍存在核燃料泄漏和放射性废料处理问题。
核聚变具有本质安全性:反应需持续维持极端条件,一旦失控(如温度下降)会自动终止,无堆芯熔毁风险;产物为氦气,几乎不产生长寿命放射性废料,也不存在核扩散隐患。

三、经济性:当前可用与未来潜力

小型核反应堆已进入商业化阶段,建设周期短、部署灵活。例如“玲龙一号”单机组年发电量10亿千瓦时,可满足500万平方米供暖需求,年减煤60万吨;模块化设计使建设成本较传统核电降低15%-20%。但燃料依赖铀资源,且高浓缩铀成本较高。
核聚变目前仍处于实验阶段,商业化预计需20-30年。其燃料氘可从海水中提取(每升海水氘聚变能相当于300升汽油),原料几乎无限;但装置研发(如托卡马克)和运行成本极高,短期内难以突破经济性瓶颈。

四、环境影响与应用场景

小型核反应堆属于低碳能源,运行时无温室气体排放,但需长期管理放射性废料(半衰期可达数万年)。其应用场景聚焦分布式能源,如偏远地区供电、海岛能源站、军事基地应急电源等,部分微型堆(如美国eVinci)可装入集装箱运输,实现“即插即用”。

核聚变堪称“终极清洁能源”,无核废料、无污染物排放,原料氘足够人类使用数百亿年。未来若实现商业化,可彻底解决能源危机,支撑全球电网基荷、工业制氢等高耗能场景,但短期内仅能用于科研和示范项目。

总结:现实选择与未来方向

小型核反应堆是当前可行的低碳能源方案,适合填补可再生能源波动缺口,尤其在电网薄弱地区具有不可替代性;核聚变则是远期能源终极目标,其资源无限性和绝对安全性使其成为人类能源的“圣杯”,但需突破工程化难题。两者并非竞争关系,而是在不同时间维度上互补——小堆解决“当下需求”,核聚变着眼“未来生存”。


因此,当前核电的主要增量还是要靠小型核反应堆贡献!


小型核反应堆核心股:

佳电股份(SZ000922):全球领先!是全国唯一一家同时具备四代核电(高温气冷堆主氦风机主设备)和三代核电的供应商,小型核反应堆核心供货商!四代核电主氦风机的唯一供货商!同时,佳电股份的母公司哈电集团的在核聚变领域的进展也是国内领先的,佳电股份本身也在给核聚变设备做配套,身处核聚变和核裂变两大领域,发展潜力巨大!
注:此文仅代表作者观点

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