随着全球能源格局的演变以及对清洁能源需求的增长，核能作为低碳基荷能源再次成为关注焦点。今年5月，美国总统特朗普签署《为国家安全部署先进堆》《改革能源部反应堆试验》《改革核管会》和《重振核工业基础》四项行政命令。这一系列举措是美国应对能源转型、提升能源安全以及参与全球核能竞争的重要战略布局。

美国曾在核能领域处于领先地位，但近年来面临诸多挑战，如核电装机容量增长缓慢、先进反应堆首堆难以落地、核燃料依赖进口等。这次新政旨在突破核能发展的这些困境，推动实现2050年四倍核能发展目标，重新确立美国在全球核能领域的领导地位，重塑美国核能产业辉煌。

美国是包括小型模块化反应堆（SMR）、微型模块化反应堆（MMR）和第四代核能系统在内的先进核能技术的倡导者和主要推动者，先进核能及核燃料原始技术创新在全球独领风骚。本次推出的核能新政将对其先进核能与核燃料发展产生重大影响，推动美国核能的快速发展。

近10多年来，在政府持续的政策支持和资金投入下，美国先进反应堆研发蓬勃发展，纽斯凯尔、泰拉能源等相关企业和研究机构推出超过20种小型模块化反应堆和四代堆等先进堆设计，其中多种设计亟待启动首堆示范。新政将SMR作为核能复兴的核心抓手，通过资金激励、审批简化、多场景应用等多维度政策组合来推动SMR规模化突破，四代堆技术的示范引领。

BWRX-300核电站示意图

小型模块化反应堆的规模化突破

小型模块化反应堆不仅继承了传统核能的高效能量输出特性，更通过其灵活的模块化设计、显著提升的安全性以及相对较低的建设成本，展现出在多种应用场景中的广泛适用性，受到越来越多的重视。

NuScaleSMR：纽斯凯尔电力公司（NuScale Power）是全球小型模块化反应堆（SMR）领域的技术领导者，其率先开发出的核心产品VOYGR™小型模块化反应堆通过革命性设计、政策支持和监管突破，成为首个获得美国核管会（NRC）认证的SMR技术。2020年8月，纽斯凯尔的50MWe模块设计通过NRC审查，成为美国首个获批的SMR技术。2025年6月，其77Mwe模块设计再获核管会批准，单机功率提升54%，可满足数据中心等大负荷需求。原与犹他州联合市政电力系统公司（UAMPS）合作的“零碳电力项目（CFPP）项目”（6个模块，462MWe）因造价上涨电力订单不足于2023年终止。尽管面临项目延期、成本压力等挑战，NuScale通过技术迭代、多元化融资、供应链优化和国际合作，正稳步推进商业化进程，将成为美国轻水型SMR商业化的重要示范项目。能源部联合国务院推动纽斯凯尔技术纳入北约国家采购清单，进入波兰、罗马尼亚市场。2017～2024年获能源部（DOE）超13亿美元资助，用于设计研发和首堆建设。

资金支持：能源部通过《降低通胀法案》提供30%税收抵免，并在2025年3月下旬重启了总额达9亿美元的小型模块化反应堆专项资助计划，支持先锋团队推进首堆商业化建设及多堆订单机制，降低运营商初期投资压力。通过“先进反应堆示范计划”（ARDP）向泰拉能源钠冷快堆、X-energy高温气冷堆等项目提供超11亿美元资助，Kairos Power的Hermes氟盐堆更获得3.03亿美元基于里程碑的绩效拨款。科技巨头通过溢价购电协议形成市场拉力，亚马逊、微软以80美元/兆瓦时的价格长期采购核电，推动三哩岛1号机组重启和SMR定制化部署。田纳西河流域管理局（TVA）已对克林奇河SMR项目追加1.5亿美元投资，总投入达3.5亿美元，并申请能源部资金支持，加速沸水堆BWRX-300设计在美国国内落地。公私合营破解先进堆发展资金瓶颈。

监管审批改革：美国核管会（NRC）通过多维度改革加速先进反应堆技术认证与许可证审批。创新监管框架，发布《非轻水反应堆监管审查路线图》，引入分阶段审查和预申请咨询机制，允许企业在设计早期与NRC互动以减少后期风险。根据《加速先进核能法》要求，建立25个月内完成联合许可证审批程序，优化审批流程。通过修订有关章程，允许灵活采用“性能导向”评审标准，简化环境审查流程。采用技术类别管理，针对微堆推出批量许可策略，并将先进堆许可费用降低50%。这些改革使美国在先进堆技术商业化方面领先全球，新政将进一步推动NRC从单一监管者向“安全与发展并重”的角色转型。

第四代反应堆技术的示范引领

第四代反应堆作为未来核能发展的重要方向之一，具有更高的安全性、经济性和环境友好性。美国能源部通过先进反应堆示范计划（ARDP）等持续资助钠冷快堆、高温气冷堆、熔盐堆等第四代反应堆堆技术的研究开发，并取得了良好进展。新政重点支持四代堆技术示范引领，推动首堆工程化验证。预计2027至2028年，这些示范项目将陆续开工建设。

泰拉能源Natrium项目：Natrium技术独特地集成了钠冷快堆与大规模熔盐储能系统，旨在提供既能稳定输出基荷电力，又能根据电网需求快速、灵活地调节出力（LoadFollowing）的新一代核能电厂，以适应现代电网对调峰和调频能力日益增长的需求。需要时可将功率从34.5万千瓦提升至50万千瓦并保持5.5小时。这种独特的能力使其成为未来高比例可再生能源电网中理想的补充电源，兼具基荷电源的稳定性和调峰电厂的灵活性。

作为全球首个钠（Natrium）冷快堆+熔盐储能系统示范项目，其2024年6月获批开始非核部分前期工程建设；能源岛建设（主要用于储存多余热能以提升用电高峰期发电能力）于今年5月获得美国核管会（NRC）豁免。这一豁免使泰拉能源能够在NRC继续审查整体建设许可申请的同时，推进关键储能设施的施工。目前，核管会正在进行Natrium示范项目的完整建设许可证申请审查，预计2025年底前完成最终审批，较原定的2026年8月大幅提前。在能源部的支持下，已完成主设备和工程建设主要供应商供应链构建，项目计划于2031年投运。

2025年3月，爱达荷国家实验室科研团队成功验证高效燃料制备工艺，氯化物熔盐堆技术获得突破，为全球首个快谱熔盐堆实验装置提供燃料保障，将加速启动泰拉能源和南方核电公司的“熔融氯化物反应堆实验（MCRE）”，推动该新型反应堆技术实现突破，同时为泰拉能源与南方公司合作的“熔融氯化物快堆（MCFR）”商业部署提供数据支撑。

KairosPower氟盐堆：凯洛斯电力公司氟盐冷却高温堆（KP-FHR）创新性地结合了传统高温气冷堆中具有极高耐温能力的TRISO（三重各向同性）包覆颗粒燃料与熔盐堆中具备高沸点和优良传热特性的低压氟化物盐冷却剂（如FLiBe），并采用球床堆芯设计，可同时供电和制氢。其研发过程受到美国能源部（DOE）先进反应堆示范计划（ARDP）的重点支持。2023年12月，低功率非发电示范堆Hermes（35MWth）获得美国NRC建设许可，成为美国近50年来首个获许可的非水冷堆，也是美国首个获批建设的第四代核反应堆项目。

2024年11月，带有发电功能的示范电厂Hermes 2（2×35MWth）获得美国NRC建设许可。2025年1月，完成ETU2.0反应堆压力容器的自主制造和安装，展示了垂直整合能力。2025年5月，Hermes示范堆在田纳西州正式启动工程建设，完成了首个核安全相关混凝土结构的浇筑，预计2028年启动商业化示范堆建设，目标度电成本控制在0.05美元/千瓦时以下。能源部为其提供3.03亿美元资金，支持燃料研发及许可证申请。

X-EnergyXe-100高温堆：Xe-100X是X-能源公司开发的第四代模块化高温气冷堆（HTGR）。其设计核心优势在于采用先进的TRISO燃料（高丰度低浓铀HALEU基，富集度最高15.5%）和氦气冷却球床堆芯，具备卓越的固有安全性，从根本上消除堆芯熔毁的风险，并实现“行后安全”。单个模块热功率20万千瓦，电功率8万千瓦，可组合部署以满足不同规模需求，最高温度750℃的氦气出口温度使其在提供清洁电力的同时，能够服务于高温工业过程热市场，支持工业脱碳。

2020年10月，能源部选择X-energy作为先进反应堆示范项目（ARDP）的两家公司之一，提供重要的资金支持（按平均成本分摊，总项目规模约25亿美元），目标是在2027年前交付首个先进反应堆，并建设商业规模的TRISO-X燃料制造厂（TF3）。今年5月，美国核管会受理陶氏化学公司3月份提交的建设许可证申请，计划建造X-energy公司4个模块的首个先进小型模块化反应堆工厂，为其位于得克萨斯州西德里夫特的化学制造工厂供电。

核能在关键领域的战略应用

近几年，随着人工智能技术的迅猛发展，AI数据中心电能需求激增，其巨大的计算和存储需求正给美国陈旧的电网带来难以承受的压力，电力短缺将成为AI发展的下一个瓶颈。据有关机构预测，2035年美国数据中心电力需求将增长30倍，2024年AI设施能耗约4吉瓦，2035年将达176吉瓦，AI占数据中心总耗电超70%。在AI加速推高电力消耗的背景下，核能被重新纳入能源结构核心，美国科技巨头纷纷抢滩。2025年亚马逊、Meta、微软等科技巨头在AI技术和数据中心建设方面支出超3200亿美元。

用电缺口使小微型SMR成为理想选择。然而，小微堆商业化面临投资风险高、经济性未经证实等阻碍。更为重要的是，先进堆要实现产业化，关键在于获得首批5～10台订单，以形成规模效应，降低成本并实现滚动发展。2023年，纽斯凯尔小堆示范项目宣告中止，就凸显了相关挑战的严峻性。本次新政将核能与国家安全深度绑定，推动其为不以经济性作为唯一考量的国防部军事基地和能源部人工智能数据中心关键用户供电，为先进小微型模块化反应堆落地提供了重要机遇。有望通过国家资金和项目支持，率先实现小微堆商业化突破。在满足国家安全能源需求的同时，消化“首台套”风险，加速培育先进反应堆产业发展。

核燃料自主化的强力推进

长期以来，美国核燃料循环基础设施严重退化，天然铀供应、铀转化和浓缩服务高度依赖进口，供应链安全风险突出。新政力图通过资金注入和供应链重组打破对外依赖。

1.本土铀浓缩产能的跨越式提升

增加产能：能源部预测显示，至2035年美国国内高含量低浓铀（HALEU）年需求量将攀升至50吨，且后续仍呈持续增长态势。美国能源部向六家企业授予低浓铀供应合同，向四家企业授予高含量低浓铀供应合同。能源部投入34亿美元支持本土铀浓缩。欧洲浓缩公司（Urenco）美国公司将新墨西哥州工厂产能提升15%，2027年投运后可满足美国1/3需求；森图斯（Centrus）公司重启田纳西州离心机生产，俄亥俄州浓缩厂2026年产能将恢复至200万SWU/年，较2023年翻倍。

技术迭代：将采用更高效的AC100离心机技术，能耗较传统机型降低40%，单台设备浓缩效率提升25%，保障低成本扩产。

2.高含量低浓铀（HALEU）的国产化突破

高含量低浓铀是美国正在开发的先进反应堆及耐事故燃料的专用燃料，因缺少供应已致使先进反应堆示范项目延期。2024年5月颁布的俄罗斯铀进口禁令，显著加剧了高含量低浓铀供应的紧迫性。新政将高含量低浓铀作为四代堆燃料核心，技术攻关与产能建设同步推进，为先进堆燃料供应安上了加速器。

技术突破：森图斯于2025年6月累计生产出920千克高含量低浓铀，铀-235浓度达6%，满足Xe-100高温气冷堆等先进反应堆需求，取得了技术突破，打破了俄罗斯在该领域的垄断（此前美国80%高含量低浓铀依赖进口）。

产能规划：能源部今年投入1.88亿美元专项资金，计划2030年实现20吨/年产能，爱达荷国家实验室利用高温电解法每年生产10吨高含量低浓铀。其试验平台已启动高含量低浓铀长期辐照试验，为泰拉能源Natrium示范堆提供燃料数据支撑。

3.核燃料循环体系的闭环构建

为构建完整的核燃料循环体系，适应未来核能发展对铀资源的巨大需求，能源部实施分阶段、多环节的产业扶持策略。新政再次强化了核燃料循环全链条自主控制的重要性。在天然铀生产方面加大勘探力度，开发新的铀矿资源，提高铀矿产量。同时，不断改进铀矿开采和加工技术，提高铀浓缩效率，降低生产成本。能源部资助怀俄明州铀矿复产，目标是到2030年本土产量提升至需求的30%。与加拿大Cameco签订10年协议，保障2000吨/年进口，同时降低对哈萨克斯坦的依赖。在转化环节，重启路易斯安那州转化厂，预计2026年产能达1.5万吨/年，将铀浓缩前的转化自主率从50%提至80%。选定核燃料服务公司（BWXT）等6家企业，负责将HALEU六氟化铀（UF6）转化为适用于先进反应堆的氧化物或金属燃料形式。该举措旨在解决HALEU应用的关键环节瓶颈，确保原料与反应堆技术的适配性。在核燃料循环后端，加强乏燃料处理和再利用技术研发，提高核燃料资源利用率。铀能源部资助的“先进燃料循环计划”项目新墨西哥州干法处理示范线今年投用，可回收95%铀钚，减少70%高放废物量。计划2035年前建造商业化再处理厂，解决7万吨乏燃料积压问题，支撑快堆燃料循环。通过全链条布局，美国力求2030年将核燃料自主率提升至70%，形成“生产-使用-回收-再利用”的闭环循环。更重要的是，乏燃料回收利用政策将颠覆美国自1977年以来采取的一次性通过政策。

美国森图斯能源公司生产首批高含量低浓铀的离心机

监管与产业生态的系统性重构

1.核管会（NRC）的系统性监管革新

核管会的严格审查是保证核安全的首道防线，但其冗长的审批时间和高成本一直饱受业界诟病。审查流程的优化对美国先进核电产业发展起到了积极的促进作用。一方面，缩短了项目审批周期，降低了企业的时间成本和资金成本，吸引了更多企业参与先进核电项目投资。例如，一些小型核电技术初创企业在简化审查流程的鼓励下，积极推进项目研发和建设。另一方面，提高了监管效率，保障了核电项目的安全性和可靠性，增强了公众对先进核电技术的信心，为先进核电产业的可持续发展创造了良好环境。

新政推动核管会从单一监管向“监管与发展”协同转型，构建适配先进核能的治理体系。在效率与安全平衡方面，先进堆实施18个月许可审批时限，为国防部验证过的先进堆开辟“预认证+批量许可”通道。凯洛斯电力Hermes 2号反应堆仅用14个月就获得了建造许可今年完成纽斯凯尔升级版SMR设计认证，泰拉能源钠冷快堆许可审查较传统流程提速40%。今年7月受理由公用事业单位田纳西河谷管理局（TVA）于今年5月提交的BWRX-300沸水小型模块化反应堆建造许可证申请预计17个月内完成审查。

在标准动态适配方面，NRC建立基于风险的性能导向标准，新增聚变设施、核能制氢等场景的专项许可框架，破解先进技术应用的监管壁垒。

2.产业生态的协同强化

美国通过监管革新与产业能力建设的联动，夯实发展根基。实施人才链与创新链融合，将核工程纳入联邦优先领域，投入1.43亿美元支持高校与国家实验室合作，培养增材制造、AI核应用人才，大学核能研究计划年均资助超50个高校项目。

实现供应链与监管协同。能源部牵头组建铀燃料全链条联合体，能源燃料（EnergyFuels）公司犹他州铀矿去年投产（年产140万磅），与NRC的材料认证流程衔接，实现“本土生产与合规使用”无缝对接。两者形成“监管提效—产业降本—技术迭代”的正向循环，加速先进核能产业化。

3.国际竞争力的战略提升

核能作为高科技能源技术，其出口不仅蕴含巨大经济价值，更是美国争夺全球能源主导权，拓展地缘政治影响力的重要工具。近年来，美国政府持续加强核能外交，积极推进核能和平利用国际合作，先后与菲律宾、新加坡、泰国三国签署和平利用核能合作协议（“123协议”），与韩国签署《关于核出口与合作原则的谅解备忘录》，借助小型模块化反应堆技术计划等，强化民用核合作。新政要求国务院牵头签署至少20项“123协议”，彰显了美国强化核能外交、拓展新兴核能市场的决心。其实质是夺回美国在全球核能领域的话语权。

美国政府通过“凤凰计划”，支持美国小堆设计在捷克、斯洛伐克和波兰等国的燃煤电厂改造项目中应用。凭借政府在政策、融资、税收等方面的大力支持，美国核能企业在国际合作方面动作频频。通用日立、西屋电气、纽斯凯尔等公司与加拿大、罗马尼亚、韩国、波兰、日本等企业开展了多项合作，抢占全球核能市场。

尽管新政成效显著，但仍面临先进堆技术验证存在不确定性、部分地区公众对核安全的担忧导致项目落地受阻、全球铀资源与技术竞争加剧国际供应链博弈等多重挑战。

值得关注的是，新政延续了近十年美国核能复兴的政策脉络。从《核能创新与现代化法案》《基础设施投资和就业法案》，到《核能领导力法案》《加速部署多功能先进核能以促进清洁能源法案》《降低通胀法案》，再到最新核能行政令，均围绕同一核心目标——推动美国核能腾飞，重塑全球核能领导力。

原文刊于《中国核工业》杂志2025年第8期