How much more can nuclear power plants give?

核电厂还能释放多少潜力？ | MIT技术评论

气候与能源

核电厂还能释放多少潜力？

设备升级可能为电网带来更多清洁能源，但增长空间是有限的。

作者：

• Casey Crownhart 档案页面

2026年10月15日

AP Images

执行摘要

在电力需求不断上升的当下，人们正试图从每座发电厂中尽可能提取最大电力。

过去几周，关于核电厂试图实现这一目标的新闻引发广泛关注。美国最大的核能运营商康斯托克（Constellation）宣布计划在六个核电站的11座现有反应堆中新增近1吉瓦的发电能力。10月5日，美国能源部向维斯塔（Vistra）公司提供42亿美元贷款，用于此前宣布的三座核电站升级计划。

推动现有反应堆提升产能，可以快速为数据中心提供更多清洁能源。但这种额外电力的供应潜力究竟有多大？

通过升级现有核电站设备，可以实现发电能力提升，这一过程称为“功率提升”（power uprate）。自20世纪70年代起，美国运营商就已开始实施此类升级，但近年来随着电力需求趋于平稳以及廉价天然气对核电厂造成的财务压力，此类升级变得不那么常见。一些电厂关闭，而在另一些电厂，投入更多资金提升发电量的经济性并不明显。2001年至2010年间，美国核能监管委员会批准了超过80项功率提升计划。2011年至2020年间，该数字下降至33项。

但随着人工智能的兴起及相关电力需求激增，形势正在发生变化。我们看到像帕利塞德斯（Palisades）和三里岛（Three Mile Island）这样的关闭电厂正竞相重启，现有电厂也重新开始寻求功率提升。

部分功率提升属于小幅调整，涉及电厂仪表设定值或计算方式的修改。但更彻底的改造工程，可使反应堆功率提升高达20%，需要更换电厂设备。

通常，功率提升涉及使用富集度更高的核燃料，或增加核反应堆中新鲜燃料的使用量。这有助于产生更多蒸汽，蒸汽用于驱动涡轮机发电。为应对这种额外能量，主涡轮机及相关设备（如泵、电机、发电机和变压器）都需要升级。

美国最近批准的重大功率提升项目是位于阿拉巴马州布朗斯费里（Browns Ferry）核电站的三座反应堆。这项耗资4.75亿美元的工程使该电厂的发电能力在2018年至2019年间提升了14%。

不过，情况可能很快会有所变化。康斯托克本周宣布计划投入超过43亿美元用于11座反应堆的功率提升。新增电力足以满足约70万户美国家庭的用电需求。

推动这一切的是科技巨头的资金。谷歌同意从这些电厂购买电力，这项为期20年的协议是推动功率提升的关键因素。正如康斯托克首席执行官乔·多明格斯（Joe Dominguez）向《纽约时报》所言：“这些项目资本密集且劳动密集，所需的定价水平与市场现行价格存在显著差异。”

此外，就在过去几周，美国能源部宣布将投入超过40亿美元资金，用于资助宾夕法尼亚州和俄亥俄州维斯塔核电站的升级和现代化改造。这些项目将新增433兆瓦的发电能力，而元宇宙公司（Meta）已签署长期协议，承诺从这些电厂购买电力。

关于成本的一点说明：以每千瓦为基准，Constellation项目比新建反应堆的成本更低，但仍然比建设配备储能系统的新型公用事业规模太阳能电站或联合循环天然气发电厂更昂贵。

即便成本较高，功率升级需求依然旺盛。目前，美国核电机组总装机容量约为98吉瓦。根据不同的说法，通过功率升级可额外增加3至8吉瓦的发电能力。美国潜在的功率升级能力中，相当一部分已经确定——美国核管理委员会（NRC）预计到2032年将收到申请，计划为反应堆增加2.4吉瓦的发电能力。

不过，将这些计划（以及美国整体功率升级潜力）置于适当背景下至关重要。负责东海岸大部分地区电网运营的PJM预计，到2030年，人工智能将带来约30吉瓦的额外峰值电力需求。而所有可能的全国性核电机组功率升级，仅能覆盖其中很小一部分。

在当前急需零排放电力的背景下，充分利用现有核反应堆是一个相对容易实现的突破。但需求依然巨大，如果我们希望借助更多核能来满足需求，最终仍需实际建造新的反应堆。

本文来自《The Spark》，这是《MIT Technology Review》的每周气候通讯。要每周三接收该通讯，请在此处注册。

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插图由Rose Wong绘制

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