美國以22億美元陸軍計畫領跑核能微反應爐發展
重點速覽
- •美國陸軍計畫向五家公司提供最高22億美元,在軍事基地建造微反應爐,目標在2028年第三季前至少部署一座。
- •獲選廠商包括布拉格堡的Antares Nuclear、坎貝爾堡的BWX Technologies、胡德堡的General Atomics、班寧堡的Radiant Industries,以及德拉姆堡的Westinghouse Government Services。
- •微反應爐的熱功率通常介於1至20 MW之間,體積小到可由卡車、船隻或飛機運送,且設計為無需換燃料即可運轉長達10年。
- •該計畫依據第14299號行政命令,該命令確立陸軍為軍事核能的主管機關,並設定2028年9月30日為國內軍事設施可運轉反應爐的期限。
- •總部位於德州的Aalo其臨界測試反應爐於7月達成臨界狀態,從動工到持續連鎖反應僅用不到八個月。

世界各國政府正競相開發小型模組化反應爐(SMR),作為核能復興計畫的一環,近年來已取得顯著進展。其中,在美國陸軍最近宣布對該技術的重大投資之後,美國似乎在核能微反應爐開發方面處於領先地位。
SMR是每機組發電容量最高可達300 MW(e)的先進核反應爐,約為傳統核反應爐發電容量的三分之一。由於其體積遠小於傳統核電廠且採模組化設計,因此可在工廠製造後運送至目的地。較小的體積使其可安裝在不適合大型反應爐的地點,且建造成本與速度皆優於傳統核電廠。SMR也可逐步擴建,以配合場址不斷成長的能源需求。
微反應爐的規模又更小於SMR。美國目前正開發多種設計,目標在未來十年內推出首批版本。這些緊湊型核反應爐將小到可由卡車、船隻或飛機運送,並能直接為場址提供大量潔淨能源——此一特性對於未連接主電網的偏遠地區尤其有用。
與SMR相同,微反應爐將在工廠生產與組裝後運送至各類場址,以降低資本成本並加快生產速度。預期其將採用簡單且具反應性的設計,無需大量專業操作人員即可自行調整,並將配備防止過熱或爐心熔毀的安全系統。
大多數微反應爐設計目前的目標熱功率介於1 MW至20 MW之間,可直接用於供熱或轉換為潔淨電力。其將使用較傳統反應爐更高濃度的鈾-235,並可與再生能源一同併入微電網。潛在應用包括天然災害後的緊急應變。此外,微反應爐預期無需換燃料即可運轉長達10年,且可快速自場址移除並更換新機組。
在美國,能源部(DoE)依循川普總統對核能復興的支持,正資助多種先進反應爐設計。川普已表態支持從傳統核電廠到SMR與微反應爐等各類核能技術,目標是在2050年前將美國核能發電量提升四倍。此一推動也與日益成長的電力需求相呼應,因為AI資料中心的快速擴張,使外界對可補足間歇性再生能源的穩定全天候潔淨電力來源愈加重視。
今年7月,總部位於德州的Aalo宣布其臨界測試反應爐(CTR)已達成臨界狀態——即核反應爐能夠維持受控、自持連鎖反應的狀態。Aalo在聲明中表示:「我們的CTR從動工到持續連鎖反應僅用了不到八個月——是80年來最快的反應爐建造紀錄之一——而我們的公司從創立到核分裂僅用了不到三年。」該公司專注於生產10 MWe反應爐,部署於50 MWe的Aalo Pods中,為AI資料中心供電。
在民間部門的發展之外,近年來美國陸軍依據川普的第14299號行政命令——《為國家安全部署先進核反應爐技術》——已在微反應爐開發上居於領導地位,該命令確立陸軍為軍事核能工作的主管機關。該指令要求陸軍建立正式計畫,並設定2028年9月30日為國內軍事設施可運轉反應爐的期限。這項努力建立在國防部先前的相關工作之上,包括五角大廈的Project Pele微反應爐計畫,並反映出軍方長期以來的憂慮:許多基地依賴民用電網,使關鍵設施暴露於停電風險之中。
今年8月,美國陸軍宣布計畫向五家公司提供最高22億美元,在美國各地的軍事基地建造新一代微反應爐。這些反應爐的部署將獲得聯邦政府對創新反應爐設計放寬法規的支持,此為美國核能管理委員會(NRC)針對先進反應爐許可框架更廣泛改革的一部分,目的在縮短審批時程。
陸軍將向北卡羅來納州布拉格堡的Antares Nuclear、肯塔基州坎貝爾堡的BWX Technologies、德州胡德堡的General Atomics、喬治亞州班寧堡的Radiant Industries,以及紐約州德拉姆堡的Westinghouse Government Services提供資金,目標是在2028年第三季前部署至少一座微反應爐。獲選公司預計需募集數十億美元的民間投資以支持其開發工作。
陸軍負責設施、能源與環境事務的首席副助理部長Jeff Waksman表示:「我們相信,這不僅是微反應爐的先鋒,更是美國所有先進反應爐的先鋒……近年來出現了許多微反應爐公司,但我們需要幫助它們跨越難關。」
儘管公眾討論多聚焦於SMR的發展,美國同時也在微反應爐建設上投入巨資,目標在未來兩年內啟用首批反應爐。五家獲選廠商能否達成2028年的部署期限,以及其於軍事基地的表現將如何影響後續的商業許可,將隨著計畫推進而受到密切關注。能源部的資金,加上有利的國家政策與法規,預期將有助於未來數年快速推進相關發展。
作者:Felicity Bradstock,Oilprice.com