全球SMR建設進展如何？

美國積極開展 SMR 機組建設，國內重點把握國產設備機會。

1.全球針對 SMR 政策支持力度逐漸加強，集中在歐美和中國推進

全球有 80 多個小型模塊堆設計和概念。其中大多數處于開發階段，部分近期可逐步部署 落地。阿根廷、中國和俄羅斯目前有四個處于后期建設階段的小型模塊堆，一些現有和新 晉核能國家正在進行小型模塊堆的研究和開發。全球 SMR 技術發展地區主要集中在歐美和 中國。

小型反應堆將在完成核能裝機目標和支持脫碳目標方面發揮關鍵作用。NEA 預計樂觀情況 下，到 2050 年，SMR 的裝機容量將達到 375GW，在核能裝機容量中占比 50%以上。SMR 從 獲得認證（2-4 年）到建設（5-7 年）完成落地運行需花費 7-10 年左右，預計 2030 年起 項目開始逐步示范落地。

全球針對 SMR 的核能政策支持力度逐漸加強，有利于推動項目的落地。美國、加拿大、歐 洲、中國、日本、韓國、印度等均開始出臺相關政策補貼或者 SMR 項目建設計劃已經提上 日程。其中，美國由于電力系統并非全國“一張網”，而是由多個區域電網構成， 適合發 展 SMR，為區域電網或小型電網進行分布式部署。

2.美國推動 SMR 積極性強，技術領先并且給予專項政策補貼

美國政府出臺 IRA 法案以及針對 SMR 的專項資金補貼，推動核電發展，由能源部（DOE） 通過政府資助項目支持小堆的研發。

現行 IRA 法案下核電市場電價位于目標價區間時觸發補貼機制，補貼差價。2024 年 為市場電價處于 25~43.75 美元/MWh 的機組提供至多 15 美元/MWh 的補貼，補貼后 最高價為 45 美元/MWh，后續隨通脹率調整。這意味著 IRA 法案為核電電價提供托底 保障。考慮到新建核電成本顯著更高，補貼金額上升至 27.5 美元/MWh（PTC）或補貼 投資金額的 30%（ITC），有效期為項目投產后 10 年內，且不隨市場電價波動退坡。

美國給予三代改 SMR 高達 9 億美元的專項資金補貼。2024 年 6 月 17 日，美國能源部 （DOE）發布了一份意向通知，將提供高達 9 億美元的資金，以支持美國第三代+小型 模塊化反應堆（Gen III+ SMR）技術的初步部署。2024 年 10 月 16 日，清潔能源示 范辦公室(OCED)開放了資金申請，申請截止日期為美國東部時間 2025 年 1 月 17 日。 這筆資金將用于刺激美國的首批 Gen III+ SMR 部署，振興和利用支持美國現有大 型輕水反應堆設計的專業知識、勞動力和供應鏈，從而為新的核部署和運營提供方向。

美國作為 SMR 技術開發先鋒，專利數量和相關發文量全球領先。國際原子能機構（IAEA） 于 2022 年 3 月宣布發起核能發展協同和標準化倡議（NHSI），旨在加速先進核反應堆尤其 是 SMR 的安全部署，以實現 2050 年凈零排放的目標。美國的研究發文和專利數量全球領 先，美國和中國是該領域發文總量排名前 2 位的國家，分別有 766 篇和 361 篇，約占總發 文量的 43.8%，并且美國在專利申請方面位列前三。

美國核管會（NRC）著手制定小堆設計的審查大綱與解決政策性問題，多個項目已進入工 程設計或啟動建設。2022 年 8 月，美國核管理委員會（NRC）審查通過了紐斯凱爾電力公 司（NuScale Power）的一項 SMR 設計，也是 NRC 認證的首個 SMR 設計。然而，該 SMR 的 建設項目卻于 2023 年 11 月 8 日被宣布終止建設，原因是大多數潛在用戶不愿承擔開發 此類項目的風險，無法獲得足夠的用戶，但紐斯凱爾電力公司表示將繼續與國內外客戶合 作，將其技術推向市場。并且現階段，AI 數據中心的電力需求也再次將 SMR 發展迫切性 推上議程。美國 Westinghouse Electric Company，GE-Hitachi Nuclear Energy，JAEA Consortium，Duke Energy 等 SMR 項目或設計正在申請認證流程中，預期相關項目和設計 有望在 5 年內獲得認證并且落地。

美國 SMR 核電產業鏈迎來機遇，重點關注原材料及加工核燃料/反應堆組件制造、SMR 設 計與研發，以下為產業鏈相關梳理。

（1）鈾礦開采和濃縮鈾加工

鈾礦開采

全球鈾礦高度集中，美國鈾主要依靠進口。全球鈾礦資源的分布呈現出顯著的地域集中特征，主要集中在哈薩克斯坦、加拿大、納米比亞及澳大利亞等關鍵地區。 主要鈾礦開采國家及公司：哈薩克斯坦卡扎原子能公司（Kazatomprom）、加拿大卡梅科 （Cameco）、法國歐安諾（Orano）、俄羅斯鈾一（Uranium One）、烏茲別克斯坦納沃伊礦 業（Navoi MMC）、中國中核集團、澳大利亞必和必拓（BHP）和俄羅斯國家原子能公司 （Rosatom）等。美國本土的鈾礦公司包括 Energy Fuels（NYSE：UUUU）、Uranium Energy （NYSE：UEC）等。

濃縮鈾加工

對于需要長周期運行的數據中心來說，它們無法承受頻繁的停堆換料導致的電力供應中斷。 因此，更高燃料濃度、更低換料頻率特性，更滿足數據中心企業的需求。采用長換料制， 減少停堆換料時間，對提升 SMR 經濟性帶來好處。 HALEU(高濃度低濃鈾)是 SMR 的燃料，燃料的鈾-235 濃度更高，介于 5%到 20%之間，較傳 統的核反應堆燃料 LEU 濃縮度（鈾-235 的濃度在 3%到 5%之間）更高。HALEU 的鈾-235 濃 度更高，能量密度更大，意味著在相同體積內可以產生更多的能量，同時對鈾的需求量也 更大。

濃縮加工環節是整個鈾產業鏈的核心部分，主要涉及將鈾原料通過離心法、氣體擴散法或 激光濃縮法等技術進行濃縮處理，以生產出不同濃度的鈾產品，相關企業不僅需要具備先 進的技術和設備，還需要遵守嚴格的安全和環保標準。目前，由美國政府資助的先進反應 堆設計中，十分之九將在未來十年內需要低濃鈾燃料。美國能源部（DOE）的預測表明， 到 2030 年，美國將需要超過 4 萬公斤的高濃鈾，隨著新的先進反應堆投入運行，這一數 量將逐年增加。 主要國際鈾濃縮服務供應商：美國森圖斯（Centrus）、歐洲鈾濃縮公司（Urenco）、俄羅 斯國家原子能工業集團（Rosatom）以及法國歐安諾集團（Orano）。

（2）核燃料/反應堆組件制造、SMR 設計與研發

SMR 反應堆的設計工作，包括堆芯設計、熱工水力設計等；SMR 所需的關鍵制造設備，包 括蒸汽發生器、反應堆壓力容器、控制棒驅動機構等。目前，全球范圍內已有多個國家和 企業參與到 SMR 技術的研發和應用中，競爭格局呈現出多元化和國際化的特點。美國、俄 羅斯和中國等國家在 SMR 堆型研發上處于領先地位。 美國的主要參與者包括：紐斯凱爾電力（NuScale Power）、西屋電氣(Westinghouse Electric Company)、奧克洛（Oklo）、GE 日立（核能 GE Hitachi Nuclear Energy）等。

NuScale Power（紐斯凱爾電力）

NuScale Power 是目前唯一一家獲得美國監管批準并準備進行商業部署的小型模塊化反應 堆技術提供商和生產商。美國核管理委員會（NRC）已經完成了對 NuScale US600 小型模 塊化反應堆（SMR）設計認證申請的安全審查，其是一款輕水冷卻壓水反應堆（PWR）。2022 年 12 月，NuScale 提交了 US-460 新設計的審批申請，預計該設計將在 2025 年 7 月獲得 批準。 NuScale 發布的 77MW 模塊化方案，可通過工廠預制方式將建造周期縮短至 36 個月，依據 數據中心負荷需求設計模塊數量，并且受場址約束更小。

公司自有的 VOYGR SMR 發電廠由自研的 NuScale 功率模塊提供動力，可選 12 模塊， 6 模塊和 4 模塊的標準配置，可在 0.06 平方英里的土地上最高產生 924 MWe 電力（每 個模塊 77 MWe），對比風能發電廠需 94 平方英里、光伏發電廠需 17 平方英里土地。 這使其成為在空間受限的地方（例如退役的燃煤電廠場地、數據中心等）生產無碳電 力的理想選擇。此外，VOYGR-12（12 模塊）的全天候開啟功能使其成為作為應急電 源的解決方案：在基礎設施發生災難性損失后，VOYGR-12 可以在沒有新燃料的情況 下以 154MWe 的功率為任務關鍵型設施微電網供電 12 年。

Westinghouse Electric Company (西屋電氣)

西屋電氣宣布向美國核管會(NRC)提交其 AP300 小型模塊化反應堆的預申請監管參與計劃。 AP300 小堆基于經過驗證且獲得許可的 AP1000 反應堆，AP1000 是唯一已投運的三代加 (Gen III+)核能技術，采用三代改壓水反應堆（PWR）。AP300 小堆設計采用了西屋成熟的 三代加技術，該技術在美國、英國和中國獲得了監管部門的批準，并符合核電站的歐洲用 戶要求(EUR)標準。AP300 預計在 2027 年將獲得設計認證，隨后在 2030 年獲得特定廠址 許可并建造第一個機組。 AP300 SMR 是對 AP1000 反應器的補充，可實現更清潔的能源結構、能源安全以及電網靈 活性和穩定性，可成為社區清潔能源系統的支柱。靈活的性能提供了穩定現代可再生重電 網的成熟能力，包括快速負載變化能力，以支持需求變化。包括支持區域供熱、海水淡化 和制氫的附加功能。

Oklo（奧克洛）

Oklo 專注于小型模塊化反應堆（SMR）技術，其 SMR 設計基于 EBR-II（二代鈉冷快堆）反 應堆，該反應堆運行至 1994 年，是除輕水堆外唯一曾獲得 NRC 批準的技術。目前 Oklo 的 Aurora 反應堆已獲得美國能源部（DOE）的批準，并得到了愛達荷國家實驗室（INL）的燃 料材料支持。公司正積極與美國核監管委員會 (NRC) 合作，申請并優化許可證流程，已 推出新型許可證申請流程以加快審批速度。目標于 2027 年在 INL 調試 Aurora 反應堆，使 其成為美國完成的第一個先進核反應堆。

Aurora 發電廠反應堆正在與美國核管理委員會（NRC）開展申請前活動，擬議的 Oklo 小 型反應堆是液態金屬冷卻、金屬燃料快堆，最大功率水平為 15MWe。預計其首個反應堆的 資本支出為每千瓦 4,000 美元，規模化生產后成本有望降至每千瓦 2,000-3,000 美元。 單位建設成本：單個 15 MW 動力站的初期成本約為 7000 萬美元，未來隨著規模化發 展可能下降至 6000 萬美元。 收入潛力：數據中心的 PPA 合同價格約為每兆瓦時 100 美元，對應一個 15 MW 動力 站可實現每天 3.6 萬美元的收入，年收入約 1310 萬美元。 此外，Oklo 還以 2,500 萬美元收購 Atomic Alchemy，進軍放射性同位素市場。

Oklo 已將自身定位為數據中心行業推動核能作為低碳燃料來源的關鍵參與者。目前，公 司已經在銷售和業務開發方面取得進展，其潛在購電協議(PPA)超 2GW，包括 Equinix、 Diamondback Energy 和美國國防物流署等客戶。并且 2024 年 12 月，Oklo 與 Switch 共 同簽署了一份非約束性能源總協議，根據該協議，Oklo 將部署 12GW 的 Aurora 微反應堆 發電廠項目，計劃于 2044 年前完成，為 Switch 遍布美國各地的數據中心提供電力。

GE Hitachi Nuclear Energy（GE 日立核能） GE 日立核能的 BWRX-300 是一款 300MWe 水冷自然循環 SMR，帶有被動安全系統，可用于發 電和工業應用，包括制氫、海水淡化和區域供熱。與典型的水冷 SMR 相比，它的每兆瓦資 本成本降低了 60%，并且采用模塊化和敞篷結構技術的組合，BWRX-300 可以在 24-36 個 月內建造完成，同時將工廠布局的體積減少約 90%。此外，每兆瓦減少約 50%的建筑體積 也應該使每兆瓦的混凝土減少 50%，這在經濟性和優勢尺寸方面都有了顯著的改善。 加拿大、波蘭、美國三國公司開展合作，合作方包括 GE 日立核能公司(GEH)、田納西流域 管理局(TVA)、安大略省電力公司(OPG)和 Synthos 綠色能源公司(SGE)。通過合作開發標 準設計，推進 GEH BWRX-300 小型模塊化反應堆(SMR)的全球部署。TVA、OPG 和 SGE 這三 家公司都已經宣布了 GEH 的 SMR 計劃： OPG 已經開始在安大略省達靈頓新核項目現場準備 BWRX-300 工廠，這將成為北美第 一個電網規模的 SMR; TVA 正在田納西州橡樹嶺附近的 Clinch River Site 準備 BWRX-300 的施工許可申請; SGE 和 PKN Orlen 的合資企業 ORLEN Synthos Green Energy (OSGE)已經在波蘭開始 了該反應堆的預許可流程，并開始了其第一臺機組的選址流程。

3. 國內明確支持小型模塊化反應堆發展，陸上部署領先全球，關注國產設備

中國政策明確支持發展小型模塊化反應堆，多用途 SMR 具有較為廣泛的應用前景。 能源主管部門出臺的《能源技術革命創新行動計劃(2016—203 年)》明確提出推動能源技 術革命，搶占科技發展制高點。我國將繼續深入實施創新驅動發展戰略，完善核能領域科技研發體系，支持小型模塊化反應堆(SMR)、高溫氣冷堆、鈉冷快堆、核能制氫等領域的 科研和示范工作，助推清潔低碳能源供應。 預計 2030 年全球 SMR 市場規模將超過 500 億美元，其中中國預計貢獻約 15%。隨著政策 的支持和技術的成熟，中國將在未來幾年加速推進 SMR 項目的建設，特別是在海上和偏遠 地區電力供應、工業加熱以及輔助傳統核電站提供穩定能源等方面。預計中國將在 2025 年前后開始首個商業化 SMR 項目的建設，并在 2030 年左右實現多項目并行運行。目前 ACP100、CAP200、和美系列一體化多用途供熱堆、ACPR50S 均在積極部署工程示范項目的 前期工作，滿足不同領域的應用需求。

我國在陸上小型模塊化反應堆部署方面領先全球，已完成載荷試驗，預計 2026 年正式發 電。我國的“玲龍一號”反應堆是全球首個通過國際原子能機構官方審查的三代輕水 SMR， 也是全球首個陸上商用 SMR，“玲龍一號”（ACP100）于 2021 年 7 月開工建設，單臺機組 容量為 125 兆瓦。截至 2023 年 11 月，“玲龍一號”鋼制安全殼下部筒體已吊裝就位，環 吊鉤頭完成全部載荷試驗，滿足可用條件，按照計劃將在 2026 年正式發電，“玲龍一號” 設備國產化率達 90%以上。據初步估算，“玲龍一號”首堆建成后，每年可發電 10 億千瓦 時，可以滿足 50 萬戶家庭的生活用電。

玲龍一號反應堆核心模塊也被稱作“玲龍之心”，是玲龍一號的核心部件，由中核集 團中國核動力研究設計院自主設計和采購，中國第一重型機械股份公司承制，是 100% 的“中國制造”，集成了壓力容器、蒸發器、主泵接管，并取消了主管道。

“玲龍之心”不同于“華龍一號”堆型壓力容器，它擺脫了當下傳統核電壓力容器樣 式，成功的將直流蒸汽發生器、主管道冷段、熱段、過渡段、主泵泵殼均整合融入了 壓力容器之中，形成一體化模塊下的壓力容器。其設計創新既提高了核電站安全性和 可靠性，又極大地縮短了工期，提高了經濟性，是我國核工業設計先進理念的結晶。

（1）上游：核電燃料，企業議價權較高，對資源、設計制造和技術等壁壘相對門檻更高。核燃料組件核心材料為二氧化鈾燃料芯塊，由天然鈾提煉而成，天然鈾占核燃料成本比例 約 49%（約占核電發電總成本比例約 15%）。國內核電在建在運總量達全球之首，美國牽 頭的三倍核能復興計劃提升海外天然鈾需求預期，全球天然鈾供需或將偏緊。同時，受供 需關系調整的積極影響，天然鈾的市場價格迎來了上漲周期，為鈾礦企業帶來了新的發展 機遇。 中廣核礦業有限公司是中國第一、全球第三大核電集團中國廣核集團旗下天然鈾貿易的上 市公司，主要從事天然鈾的開發和貿易，向中國廣核集團運營的核電站供應天然鈾資源。 公司先后收購哈薩克斯坦謝米茲拜伊鈾公司 49%股權、加拿大 Fission Uranium Corp 19.99%股權（截至 2023 年底，已稀釋至 12.62%）、哈薩克斯坦奧爾塔雷克公司 49%股權。 公司通過謝米茲拜伊鈾公司和奧爾塔雷克公司擁有謝礦、伊礦、中礦、扎礦四座鈾礦 49% 的天然鈾產品包銷權，并參股 Fission 公司礦山 PLS 項目。公司從在產四座礦山包銷的自 產天然鈾直接供給國內核電。

（2）中游：核電設備，擁有高技術壁壘。核島設備高技術壁壘，三代核電發展帶動國產化百億市場。從價值量拆解來看：核電設備 價值占機組比例約 50%，核島占核電設備價值的 46%左右。往后看，在當前國產化率水平 下，假設“十四五”期間年核準新建 8~10 臺，按照三代機組單臺 120 萬千瓦，單位成 本 1.6 萬元/KW 測算，對應核島設備新增市場空間在 353~442 億元（考慮國產化率 90%， 對應國產核島設備市場空間約為 318~397 億元）。

核能設備國產化程度已達 90%，主設備產品主要由國企把控，民企主要布局細分零部件。 核島設備是核電設備的核心，主要設備包括反應堆壓力容器、堆內構件、蒸汽發生器、控 制棒驅動機構、主泵和主管道等，都是核安全級設備，質量要求極高。核島的主設備核心 產品主要由國企壟斷：上海電氣、東方電氣、哈電集團為三大核電設備制造集團，中國一 重、二重和上重為主要的大型鍛件和反應堆容器制造集團。民企主要供應其余細分零部件， 如閥門、乏燃料運輸等。

（3）下游：核電運營, 中國核電與中國廣核為行業“雙寡頭”。。下游環節中，我國具有核電運營資質牌照的公司包括中國核工業集團、中國廣核集團、國 家電投和中國華能。 （1）中核：10M24 漳州#1 換料完成，預計年底并網； 10M24 漳州#2 倒送電完成，參考 福清#6 歷史進度預計 10M25 并網，25 年考慮并網節奏后的裝機容量、電量將同比+5.9%。 首運享受稅收優惠、免提乏燃料處理費，參考福清或將增厚平均度電盈利。 （2）中廣核：9M24 惠州#1 熱試完成，預計 1H25 投產。惠州電站目前由集團持股 82%， 權益裝機增量可觀，未來計劃惠州#1、惠州#2 一并注入，考慮到惠州#2 計劃 26 年投 運，屆時或迎來更大彈性。 （3）國電投：核電資產計劃注入電投產融平臺。本次電投產融重組置入標的為國電投核 能有限公司（簡稱電投核能），控股山東海陽核電，參股遼寧紅沿河核電、浙江三門核電、 浙江秦山二/三核。截至 11M24，電投核能控股（包括共同控制）在運核電機組 8 臺（海 陽#1#2、紅沿河#1~#6），裝機規模 921 萬千瓦；管理國家電投集團控股核準在建機組 8 臺，裝機規模 1056 萬千瓦；另外擁有廣東、廣西、山東等沿海儲備廠址待納入規劃。

（4）核能制氫。核能制氫是通過將核反應堆與先進的制氫工藝相結合以實現大規模生產氫氣，以來源豐富 的水為原料，利用熱和/或電實現氫的大規模生產，具有不產生溫室氣體、效率高、規模 大等優點，是未來氫氣供應的重要解決方案。核能制氫將核反應堆與制氫工藝耦合，既能 實現制氫過程的無碳排放，還可有效拓展核能的利用方式，提高核電廠的經濟競爭力。 核能制氫具有以下優勢：

（1）可有效承接核能棄電，提升核能利用率。核電站開啟后關停成本極高，一般每連續工作 1-1.5 年才關停做檢修。用電端的波峰波 谷使得在波谷無法消納和存儲。核能棄電制氫能夠為核產業提供額外產出，利于維持正在 老化的反應堆的服役狀態，避免核設施的廢棄；耦合制氫可實現核電生產與需求曲線匹配， 提高核能的利用率和競爭力。

（2）可提升制氫效率，降低制氫成本。全球 95%工業氫采用蒸汽甲烷重整工藝，成本低但生成額外的二氧化碳。采用核能進行甲 烷熱分解（TDM）制氫，過程中產生的碳是純固體碳或炭黑，易捕捉，熱解所需高溫可由 核電廠直接提供。這種方式能量需求極低，比常規水電解低 8 倍，而產生的氫能比常規電 解水高出幾倍。

（3）與傳統制氫方式相比，基于核能生產的氫碳強度顯著降低，因此有助于減少重工業 和長途運輸中的全球溫室氣體排放。高溫氣冷堆為核能制氫的首選方案。核能制氫的技術路線可分為核電制氫（機組為制氫提 供電能）、核熱制氫（機組為制氫提供熱能）和電熱混合制氫（機組為制氫提供熱能和電 能）三種。能夠與制氫工藝耦合的反應堆有多種選擇, 但從制氫的角度來看, 制氫效率與 工作溫度密切相關，高溫 (出口溫度 700-950℃) 和超高溫反應堆(出口溫度 950 ℃以上) 是最優選擇。

核電制氫：一般的電解水制氫，該工藝產氫效率（55%~60%）較低，美國開發的 SPE 先進電解水技術可將電解效率提升為 90%，即便如此，由于核電站的熱電轉換效率僅 為 35%左右，因此核能電解水制氫最終的總效率只有 30%甚至更低。在目前成熟的制 氫工藝中，電解水制氫的成本最高，因此核電制氫目前基本不具備競爭優勢，很難規 模化推廣應用。

核熱制氫：熱化學制氫，是將核反應堆與熱化學循環制氫裝置耦合，使水在 800℃至 1000℃下催化熱分解，從而制取氫和氧，熱能至氫能的轉換率可達 60%甚至更高，目 前的最優方案是美國通用原子能公司開發的碘硫循環。

電熱混合制氫：利用先進核反應堆提供的工藝熱（約 30%）和電能（約 70%），在 750℃ 至 950℃的高溫下將水蒸氣高效電解為氫氣和氧氣，其制氫效率接近 60%。

核熱制氫和電熱混合制氫：目前技術成熟度仍較低，面臨的主要挑戰是耐高溫材料的 研發。制氫工藝都需要核反應堆提供高溫工藝熱，但這類反應堆全部屬于第四代反應 堆，目前除了高溫氣冷堆建成示范項目之外，其它的堆型均處于研究設計階段，尚未 進行工程驗證，距商業化推廣仍有較長時間，且面臨很大不確定性。因此，美、英、日以及中國等核大國目前都將高溫氣冷堆(high temperature gas-cooled reactor, HTGR)列為核能制氫的首選方案。

HTGR 與 SOEC 耦合可以用一個反應堆同時為 SOEC 提供熱能和電能，既可實現綠氫制備， 也可滿足核能的多樣化應用需求。SOEC 技術采用固體氧化物作為電解質材料，具有能量 轉化效率高且不需要使用貴金屬催化劑等優點，理論效率 100%。此外還可以直接通過蒸 汽和 CO2 生成合成氣，以用于各種應用，例如液體燃料的合成。

核能與 SOEC 技術相結合相比其他電解過程具有更低成本生產氫氣的潛力：1）電解在高溫 下進行，這意味著生產氫氣所需的電能更少；2）核電廠平均可在高達 95%的時間內持續發 電，顯著高于其他可變能源；3）核能既可以提供熱能，也能提供電能。通過直接利用熱 能，可以避免蒸汽渦輪機中的能源損失，從而提高核電廠的有效能源容量，使得高于其電 能額定值。