华泰证券：AI发展带来小型模块化反应堆（SMR）新风口

  我们看好电价环境和政策支持的改善推动美国核能复兴。一方面，今年以来Amazon、Microsoft纷纷以约80美金/兆瓦时的价格溢价向美国核电站长期购电，体现出数据中心企业对核电清洁、可控等属性的支付意愿。另一方面，近期白宫发布核能发展路线图，预计若要实现美国在COP28承诺的2050年“三倍核能”，从当前到2035年需新增在运/在建核电站35GW，到2040年需提速至年新增核电站15GW，从而使得2050年美国在运核电装机达到300GW（当前：100GW）。

  无论是从工程可行性，还是从需求匹配度来看，SMR为美国新建核电站提供了新的解决方案。一方面，过去二十年美国电力需求的停滞导致核电行业人才和经验断档，近年投产的大型核电机组Vogtle3/4号机组成本超支146%、工程超期7年。SMR当前预估单位投资额和大型核电机组接近，但其模块化、紧凑型、预装式设计可提升建设工期和成本的可控性，此外随技术工程成熟度提升理论上或还能看到20%的降本空间。另一方面，SMR相较于大型核反应堆的诸多优势都对数据中心来说具备吸引力：1. 规模更可调，单个模块50~500MW之间，可根据数据中心园区规模分期投产；2. 选址更灵活，规划限制区半径更短，可在人动相对密集区域部署；3. 换料更低频，四代SMR技术路线可通过提升燃料丰度，将停机换料周期从1~1.5年拉长至3~20年，提升供电稳定性。

  总结而言，我们看好美国数据中心对清洁、稳定电源的需求或加速SMR工程化。美国核能监管委员会（NRC）于2020年批准了首个SMR设计，另有多个SMR设计目标在2025-27年附近取得NRC设计认证，并于2027-2030年前后实现首堆投产。在美国以外，SMR多元化的应用场景（包括电力、供热、船舶）也正推动部分项目在中国、俄罗斯等区域落地。

  SMR有别于大型核反应堆的产业链构成带来新的投资机遇。我们梳理了海外SMR相关企业，包括：设计开发企业；燃料和设备企业；核电站运营企业。国内高温气冷堆产业链企业。具体企业名单，请见研报原文。

  风险提示：AI发展没有到达预期，技术进展没有到达预期，原材料供应风险。本研报中涉及到未上市公司或未覆盖个股内容，均系对其客观公开信息的整理，并不意味着本研究团队对该公司、该股票的推荐或覆盖。

  与传统主流大型核反应堆相比，单体规模50~500MW的小型模块化核反应堆（SMR）具备规模更可调、选址更灵活、换料更低频等特征，更加匹配AI数据中心用电需求。近期Google、Amazon等云服务商纷纷与SMR企业签署战略协议，叠加美国两党对核能复兴的一同推动，我们预计2027年起有望看到美国SMR机组核准、开工加速，建议关注产业链进展和相关企业。

  1.我们看好电价环境和政策支持的改善推动美国核能复兴。一方面，今年以来Amazon、Microsoft纷纷以约80美金/兆瓦时的价格溢价向美国核电站长期购电，体现出数据中心企业对核电清洁、可控等属性的支付意愿。另一方面，近期白宫发布核能发展路线图，预计若要实现美国在COP28承诺的2050年“三倍核能”，从当前到2035年需新增在运/在建核电站35GW，到2040年需提速至年新增核电站15GW，从而使得2050年美国在运核电装机达到300GW（当前：100GW）。

  2.SMR助力美国核电克服工程挑战，规模更可调、选址更灵活、换料更低频。一方面，过去二十年美国电力需求的停滞导致核电行业人才和经验断档，近年投产的大型核电机组Vogtle3/4号机组成本超支146%、工程超期7年。SMR当前预估单位投资额和大型核电机组接近，但其模块化、紧凑型、预装式设计可提升建设工期和成本的可控性，此外随技术工程成熟度提升理论上或还能看到20%的降本空间。另一方面，SMR相较于大型核反应堆的诸多优势都对数据中心来说具备吸引力：1. 规模更可调，单个模块50~500MW之间，可根据数据中心园区规模分期投产；2. 选址更灵活，规划限制区半径更短，可在人动相对密集区域部署；3. 换料更低频，四代SMR技术路线可通过提升燃料丰度，将停机换料周期从1~1.5年拉长至3~20年，提升供电稳定性。

  3.总结而言，我们看好美国数据中心对清洁、稳定电源的需求或加速SMR工程化。美国核能监管委员会（NRC）于2020年批准了首个SMR设计，另有多个SMR设计目标在2025-27年附近取得NRC设计认证，并于2027-2030年前后实现首堆投产。在美国以外，SMR多元化的应用场景（包括电力、供热、船舶）也正推动更多项目在中国、俄罗斯等区域落地。

  我们与市场的不同：一方面，市场对特朗普上任后美国核电发展前途存在争议，我们大家都认为共和党支持核电态度明确，且科技巨头和数据中心对核电的支付意愿是推动美国核电和SMR发展更重要的力量；另一方面，我们大家都认为市场对SMR多元化应用场景的关注不足，除供电以外，SMR在工业供热、船舶供能等应用场景均具备发展的潜在能力，尤其在国内已有此类项目进入建设阶段。

  多因素推动全球核能复兴。核能是目前人类掌握的单位单位体积内的包含的能量最高的能源形式，同时也是清洁零碳排放能源。上一轮全球核电开发大周期伴随石油危机发生，在1970-80年代的20年间全球实现了年均17GW的核电新增装机。1990年代后随能源危机缓和以及核电事故出现，全球新增装机回落至约5GW/年水平。2020年代以来，伴随全球能源格局变化，我们预计全球正迎来新一轮核电复兴周期。一方面俄乌冲突引发的油气能源安全议题正带动美欧国家核能政策复兴，另一方面高波动新能源渗透带来的电力系统压力使得对核电等可控装机的需求正在增强，此外海外再工业化和AI应用兴起有望拉动电源增量需求。核能的清洁、稳定、安全特性正在得到全球能源规划者的重新认知，COP28大会上由美国牵头二十余国家发起的2050年三倍核能宣言，以及G7国家宣布2035年退煤，国际社会开始认可核能对实现气候目标的重要性，国内核电审批节奏亦自2019年起实质性加快，我们预计本轮全球核电建设潮在长度和强度上均有望对标上一轮1970-80s高峰，2024-35年间全球核电年均新增装机有望突破18GW/年，核能行业正在经历“十年等一回”的产业机遇。

  其中，我们大家都认为当下AI算力对核能电力的偏好是带动核电结构性需求+结构性涨价的核心驱动力。这一趋势目前从美国开始，并有望向欧日韩等地区蔓延。建议着重关注美国数据中心+核能的耦合对全球产业的借鉴意义。

  1.一方面，政企合力下美国核能复兴蓄势待发，美国核电产业正在两党政策支持+企业溢价支付的共同托举下加速机组延寿、重启、新增。2022年拜登政府通过《通胀削减法案》首次给与核电兜底电价解决在运机组盈利问题，今年以来Amazon、Microsoft等科技公司与核电站签订溢价长期购电协议吸引美国核电站重启，而近期特朗普首次发声“美国需要新的电站和新的核反应堆”，奠定下一个四年美国核电发展基调。美国能源部此前已于2020年向两家四代技术路线万美金，以支持其首堆项目在七年内投产；近期美国能源部再度拨款9亿美金，其中8亿美金将用于资助美国率先投产的两座三代加技术路线亿美金将用于后续项目的前期工作。此外，美国白宫发布近期发布了核能发展路线图，预计若要实现美国于COP28大会承诺的2050年“三倍核能”，从当前到2035年美国需新增在运/在建核电站35GW，到2040年需恢复至15GW/年新增装机节奏，从而使得2050年美国在运核电装机达到300GW（当前：100GW）。

  2.另一方面，AI对电力的偏好带动核电技术发展新趋势和小型模块化反应堆（SMR）产业机会。今年三季度以来，甲骨文、Google、Amazon等云服务商纷纷宣布计划使用小型模块化核反应堆（SMR）为数据中心供电，引发市场关注。与传统主流大型核反应堆相比，SMR指单体规模50~500MW的小型核反应堆，其规模更可调、选址更灵活、换料更低频等特征与数据中心用电需求相匹配，正成为数据中心企业2030年后零碳电力的优先选项。此外，小型核反应堆理论上具备成本、工期更可控的潜在优势，或助力欧美核电行业克服核能复兴中面对的工程挑战。

  小型核反应堆一般是指单体功率在50~600MW单体的核反应堆，而传统大型核反应堆单体功率一般在1GW左右。从技术路线来讲，小型核反应堆可以由主流成熟的三代大型核反应堆改良微缩而来，或也可以基于安全等级更高、固有安全性更强的四代核电技术。具体来看，目前在研的小型核反应堆技术路线.三代改路线：基于三代压水堆（PWR）设计改良的小堆设计相对成熟。PWR是一种采用高压水作为冷却剂的反应堆，其核心工作原理是利用高压水在一次回路中吸收核燃料释放的热量，然后通过蒸汽发生器将热量传递给二次回路的水，产生蒸汽以驱动涡轮发电机。PWR的设计特点为在高压（120~160个大气压）环境下运行以保持水的液态、防止沸腾。这种设计使得PWR具有较高的热效率和安全性。目前掌握核心三代核反应堆技术的多家企业拥有在研、在建的三代改SMR技术，包括但不限于：中核集团（玲珑一号2021年在海南昌江开建，预计2026年投产），美国NuScale（唯一已获得美国核管会NRC认证的小堆设计），美国GEVernova（基于三代先进沸水堆改良的BWRX-300系列，首台2023年在加拿大安大略电力公司签约，预计2029年投产），美国Cameco（参股49%的联营公司西屋电气的AP300系列基于成熟AP1000大堆设计改良，目标2027年拿到NRC认证，2030年首堆开工）等。

  2.超高温气冷堆路线：超高温气冷堆（VHTR）使用氦气冷却和石墨慢化，具有高出口温度（可达700~750℃）和固有安全性。这种反应堆的燃料元件由多层碳层包覆，熔点远高于事故工况下的最高温度，因而在任何事故下都能保证不发生堆芯熔化或放射性释放。目前高温气冷堆的在建和在研项目包括但不限于：华能集团（山东石岛湾在运150MW）；中核集团（今年江苏徐圩核准 660MW）；美国X-energy（由Amazon参股，并计划在后续核电供电数据中心项目中使用其技术）。

  3.快堆路线：钠冷快堆是利用液态钠作为冷却剂的，由快中子引发裂变并进行自持反应的堆型。根据中国核电网，钠冷堆的快中子谱能够更有效地利用可用的裂变与增殖材料（包括贫铀），且具有燃料资源利用率高和热效率高的优点。目前快堆的在建和在研项目包括但不限于：中核集团（钠冷快堆，霞浦示范堆在运），OKLO（钠快堆，脱胎于美国阿贡国家实验室EBR-II实验堆型，Sam Altmen唯一投资的核裂变企业）；除了钠冷，还有铅冷，气冷等不同的快堆路线.钍基熔盐堆：主冷却剂是一种熔融态的混合盐，它可以在高温下工作（可获得更高的热效率）时保持低蒸汽压，以此来降低机械应力，提高安全性，并且比熔融钠冷却剂活性低。

  无论是从工程可行性，还是从需求匹配度来看，SMR或是2030年后美国新建核电的主流技术路线。一方面，过去二十年美国电力需求的停滞导致核电行业人才和经验断档，近年投产的大型核电机组Vogtle3/4号机组经历了成本超支、工程超期，而SMR模块化、紧凑型、预装式设计可提升建设工期和成本的可控性。另一方面，SMR相较于大型核反应堆规模更可调（单个模块50~500MW之间，可根据数据中心园区规模分期投产）、选址更灵活（更短的规划限制区半径，可在人动相对密集区域部署）、换料更低频（部分SMR技术路线可通过提升燃料丰度，拉长单次循环周期、降低停机换料频率）的优势都对数据中心来说具备吸引力。

  SMR具备更短的建设周期和更可控的投资造价，有望改善欧美新建核电的工程问题

  在过去20年中，美国大型核反应堆的发展碰到了严重的建设周期延长和成本超支问题。以Vogtle核电站为例，其3号和4号机组的建设多次延期，在2023和2024年才分别投运，较计划投运时间拖期7年有余，且成本超出预算约146%（其中，由于建设拖期，利息和EPC成本远超最初预算，项目最终产生利息费用占总投资造价的23.4%，不含设备的EPC成本占比高达21.2%）。2017年3月，Vogtle 3&4号机组的总承包商西屋电气公司也因无法承担超支和延误导致的财务压力而宣告破产。

  Vogtle 3&4的建设延期和成本超支并非孤例，这一现象在全世界内的大型核电站项目中都会存在。由于近20年来欧美新建核电站项目经验较少，SMR技术的工厂预制和现场组装模式或成为欧美国家重启核能发展的工程解决方案，有助于降低延期风险，控制利息费用和EPC成本风险，从而优化整体成本结构，提高项目的经济性。

  1.在建设周期方面，根据麻省学者的模型预测显示，在严格的劳动力限制条件下（现场员工数量限制；月度劳动力变动率限制；建筑内员工数量限制），大型反应堆的建设周期平均延长42%，而小型模块化反应堆的建设周期仅增加3%。这表明SMR在应对劳动力市场变化的敏感程度较低，有利于控制和预测建设周期。一般来说，大型反应堆的建设周期常常要5年，相比之下，SMR的建设周期可缩短至3.5年（这一估计未考虑特定堆型的复杂性差异）。

  2.在成本控制方面，美国能源部（DOE）的多个方面数据显示，SMR与大型核反应堆的平均建造成本相近，但SMR的成本预测区间更为集中，这表明SMR在成本方面具有更高可控性。此外，模块化技术能够为不同规模的核反应堆带来成本效益，特别是在SMR中，这种效益更明显。麻省理工学者强调，模块化技术能够使基于SMR的小型模块化反应堆的造价降低约2300美元/千瓦，而对于大型反应堆则仅能降低约900美元/千瓦。这些成本的减少主要得益于建设周期的缩短和利息支出等间接费用的降低。安永的分析报告进一步预测，通过一些技术方法SMR成本仍有 20%-32%的理论下降空间，降本潜力大多数来源于多反应堆共址能够分摊固定成本和减少间接成本（但是大型反应堆的规模和安全要求限制了这种共址的实施），同时，建筑信息模型（BIM）技术能通过对工厂进行数字建模来规避潜在风险（SMR的技术成熟度相对较低，相比成熟的大型核反应堆，BIM技术的潜力更容易被挖掘）。因此，SMR在建设周期和成本控制方面的优势，使其展现出了广阔的发展前景。

  SMR具备更高的燃料浓度和更低的换料频率，满足数据中心连续不间断电力需求

  传统三代堆用U235丰度为3~5%的低浓缩铀燃料，基本需要每一年~一年半大修换料一次，大修需要停堆1个月。而基于四代核电技术的SMR可通过使用高丰度低浓缩铀燃料（High-assay low-enriched uranium，简称HALEU）从而缩小反应堆体积、延长换料周期、降低停堆大修频率、提升整体运营效率，从而更好满足数据中心连续不间断供电的需求。例如，OKLO的Aurora钠冷快堆反应堆，使用19.75%的高丰度燃料，可以实现最高20年的超长换料周期。这种长周期运行特性对于数据中心尤为重要，因为它们无法承受频繁的停堆换料导致的电力供应中断。亚马逊和谷歌等科技巨头已经认识到SMR在数据中心供电中的潜力，分别与X-energy（X-100：15.5%燃料丰度及线上换料模式）和Kairos Power（KP-FHR：19.75%燃料丰度和线上换料模式）签署了供电协议，体现出SMR更高燃料浓度、更低换料频率的运营特性对数据中心企业的吸引力。

  目前，美国能源部正在大力扶持国产HALEU供应链，2024年10月8日，能源部宣布向六家企业授予HALEU采购合同，包括BWXT、Centrus、Framatome、GE Vernova、Orano和Westinghouse，上述企业被授予10年期HALEU采购合同，单个合同金额不低于200万美金、整体DOE预算为8亿美金，将用于为美国首批将于2027年投产的SMR反应堆（来自由DOE资助的TerraPower公司和X-energy公司）提供HALUE燃料。

  SMR具备更高的安全性和更短的安全半径需求，适配数据中心厂址选址更加灵活

  SMR凭借其低功率输出、较低的放射性物质存量以及先进的非能动安全特性，相较于传统大型核反应堆，展现出卓越的安全性能，更灵活的安全规范政策也使得SMR选址灵活性更高，可与数据中心更好的实现直联供电。SMR更高的安全性来自几方面：

  1)对于基于三代技术的SMR，其更高的安全性特征主要得益于：1）功率小、余热小、放射性源项小；2）采用一体化设计，一方面避免大破口事故的发生，另一方面实现自然循环能力；3）多重固有安全特征加非能动安全。因此在安全监管上可以实现应急计划区、规划限制区、非居住区三区合一，缩短安全半径。

  2)对于基于四代技术的SMR，其安全性特征更进一步来自：1）一方面，基于四代技术的SMR普遍使用非水介质作为冷却剂，如气冷堆（典型代表是高温氦气冷却石墨球床堆，即高温气冷堆）、液态金属冷却堆（典型代表是钠冷快中子增殖堆，即钠冷快堆）等，摆脱对水介质依赖，降低潜在事故发生的外溢影响；2）另一方面，基于四代技术的SMR具备“固有安全性”特征，由三代堆型“反应堆堆芯熔化事故概率小于百万年一遇、大规模放射性释放概率小于千万年一遇”的设计要求，进一步提升至“固有安全”，几乎消除发生严重事故的可能性。比如，高温气冷堆的固有安全性来自负反应温度系数，使得事故条件下反应堆在达到堆芯材料熔点以前就已经实现自动停堆，直接避免了放射性泄露的可能。

  从实际安全政策上我们看到，以中国为例，根据核安全局规定，SMR场址半径5公里范围内不宜超过1万人口居住，非居住区与反应堆的最小距离为100米，规划限制区的边界则至少延伸至反应堆1公里之外；相较之下，大型核动力厂的安全半径要求更为严格，规定半径10公里内不得有超过10万人的人口集中区域，非居住区边界与反应堆的最小距离不得少于500米，规划限制区外边界与反应堆的距离不得少于3公里。

  虽然美国目前还没有针对SMR的安全半径制定具体规定，但美国核管理委员会（NRC）已经批准了NuScale使用新的烟羽照射路径测试方法来确定应急计划区（EPZ）的大小。与传统核电站通常需要的10英里范围的应急计划区不同，NuScale小型堆的应急计划区仅局限于电厂场地边界。

  更短的安全半径和更灵活的厂址选择，一方面有助于和数据中心直联匹配，另一方面或有望帮助造价下降。根据美国白宫最近发布的核电路线%具备转SMR的可行性，此类棕地项目有望降低SMR造价15~35%。

  SMR规模更可调、选址更灵活、换料更低频的运行特征，使其不仅在特定传统固定式发电场景具备潜在优势，也成为工业供热、船舶供电等难减排领域或者移动式场景的低碳技术选项。

  1.一方面，SMR有望为船舶长途航行和重载运输提供零碳解决方案。2023年末，中国船舶集团有限公司旗下江南造船（集团）有限责任公司发布了全球首型、世界最大24000TEU级核动力集装箱船船型。该型船计划采用第四代堆型熔盐反应堆解决方案，安全性高、反应堆高温低压运行，在原理上规避堆芯融化，具备防扩散与固有安全特征。该船型无需耐高压容器与管路，即便发生破口事故，在环境温度下迅速凝固，事故后除正常停堆手段外还可以把熔料盐排出堆外，实现快速停堆、防止事故扩展。此外，该船型的换料周期长达15-20年，避免了燃料价格波动和加注问题。

  2.另一方面，SMR的安全性和灵活性使其成为了城市供热的新选择，特别是在传统能源难以高效供热的地区。如今年获得核准的中核集团江苏徐圩一期项目（两台华龙一号，一组高温气冷堆）是全球首个将高温气冷堆与压水堆耦合，创新采用“核反应堆-汽轮发电机组-供热系统”协同运行模式，以工业供热为主、兼顾电力供应的核动力厂，建成后将为连云港万亿级石化产业基地大规模供应高品质低碳工业蒸汽。

  在SMR项目的设计方面，根据2022年国际原子能机构（IAEA）发布的数据，全球18个国家/地区共有82个项目设计计划。美国以22个SMR项目计划在全球范围内居于榜首，而俄罗斯和中国分别以17个和10个项目计划紧随其后。在产能规划方面，伍德麦肯兹的统计数据显示，截至2024年第一季度，全球约有22GW的项目正处于设计阶段，自2021年以来增长了65%。其中，美国以接近4GW项目规划在全球范围内处于领先地位。尽管如此，这些项目中的大多数仍处于概念设计和技术验证阶段，尚未实现商业化部署。考虑当前进展，我们预计全球SMR有望在2030-35年间迎来大规模部署，其中：

  我们认为SMR在欧美尤其是美国的新增核电装机中会占据更高份额。如前文所讨论的，一方面过去二十年美国大型核电站建设施工经验断档，美国新建核电或通过SMR路线提升工程可行性和可控性；另一方面SMR技术规模更可调、选址更灵活、换料更低频等特征匹配AI数据中心用电需求，包括Google、Amazon等云服务商纷纷与SMR企业签署2030-35年间的战略供电协议，此外甲骨文也表达了利用SMR为其数据中心供电的意向。美国核能监管委员会（NRC）于2020年批准了首个SMR设计（来自NuScale），另有来自Westinghouse、GE Vernova、Duke等公司的7个项目/设计正在申请流程中。我们统计多个SMR设计目标在2025-27年附近取得NRC设计认证，并于2027-2030年前后实现首堆投产。

  而在美国以外，如在中国等大型核电工程能力更为成熟地区，SMR或更多以多元化应用作为补充的技术形式存在。相比较而言，我国大型核电站工程能力成熟、成本可控，按目前我国沿海地区已选定核电厂址约27个、每个厂址最多可开发6~8台核电机组、单台核电机组装机容量约1GW估算，我国沿海核电累计可装机规模约150-200GW，较当前水平至多还有2-3倍的空间。上述计算对应我国沿海厂址储备还能支撑约十年、每年10台（12GW）左右的开发量，我们预计仍将以大型核反应堆技术为主。SMR展现出的更高安全性，以及应用领域的多元性（除电力外，还包括供热、船舶等）或随着我国非沿海核电的开发政策若能在2030年后逐步放松，从而迎来更广阔的发展空间；而在沿海核电基地中，或仍旧以大型反应堆为主、部分基地配套一座SMR为可能的发展形式（如中核集团江苏徐圩基地，一期项目为两台华龙一号搭配一组高温气冷堆在建；华能集团山东石岛湾基地，一期项目为一座高温气冷堆在运并扩建两台华龙一号在建；中核集团海南昌江基地，四座大型核电站在运配套一座三代加SMR在建）。

  玲龙一号（ACP100）是中国国家核电技术公司（CNNC）研发的集成式压水堆（PWR）设计，单模块功率设计为125兆瓦。该设计基于现有的PWR技术，并引入了“固有安全加非能动安全”的设计理念，旨在实现无需场外应急干预的技术目标。同时，玲龙一号的设计允许将主要一次回路组件集成于反应堆压力容器（RPV）内，这增强了系统的安全性和灵活性。玲龙一号作为一种多功能动力反应堆，适用于电力生产、城市供热/制冷、工业供汽和海水淡化等多种用途，应用场景包括海岛、矿区以及高耗能企业等，提供了大型核电机组无法取代的独特功能。

  在设备国产化方面，玲龙一号的设备国产化率达90%以上。根据各公司公告，我们整理了主要供应商，具体请见研报原文。

  项目历程方面，玲龙一号的初步安全评估报告（PSAR）已获得国家核安全局的批准，首个ACP100示范项目已在中国海南省昌江核电站启动，于2021年7月开始建设，预计建设周期为55个月，计划在2026年实现商业运行。截至目前，玲龙一号的内部结构建设已圆满完成封顶工作。随着小堆主控室的顺利启动，项目即将迈入系统设备安装的关键阶段。

  华能高温气冷堆由清华大学核能与新能源技术研究院（INET）支持，是世界首台具备第四代核能系统安全特性的商用核电机组。华能高温气冷堆的设计特点是使用两个核蒸汽供应系统模块（NSSS）与一台210兆瓦的蒸汽涡轮机相耦合。每个NSSS模块由反应器压力容器、石墨球床、主氦风机和热气体管道组成，具有250兆瓦热功率，且氦气出口温度可达到750°C，为提供高品质工业高温蒸汽打下基础。

  继华能高温气冷堆示范厂之后，研究组成员计划进一步构建多个标准化反应堆模块与单一蒸汽涡轮机相耦合的示例，以推进商业部署。目前，已完成基于6个反应堆模块（NSSS）与单一蒸汽涡轮机耦合的设计，该项目（江苏徐圩电站HTR-PM600）能够产生600MW的电力。每个NSSS模块均采用与华能高温气冷堆示范厂相同的设计，配备独立的安全系统和共享的非安全辅助系统。

  在设备国产化方面，华能高温气冷堆取得了显著成就，国产化率高达93.4%。根据各公司公告，我们整理了主要供应商，具体请见研报原文。

  在项目历程方面，自2001年项目启动以来，华能高温气冷堆的首座混凝土浇筑于2012年12月在山东省荣成市完成。此后于2021年7月，项目最终安全分析报告（FSAR）获得批准，8月获得运营许可证。随后，项目进行了燃料装载和临界运行，最终于2022年开始投产运行。

  NuScalePower Module（NPM）是由NuScalePower设计研发的小型轻水冷却压水反应堆（PWR）。NPM单模块电功率设计为77兆瓦，这些模块具有强大的扩展性，能够根据客户的能源需求配置不同数量的NPM。NPM的标准配置包括4-NPM（电功率308兆瓦）、6-NPM（电功率462兆瓦）和12-NPM（电功率924兆瓦）。每个NPM都是一个自持模块，即使在多模块配置中也能独立运行，而所有模块都能够最终靠单一控制室进行管理（目前，公司以六模块配置作为基准）。

  NuScale的NPM获得了全美首个审批SMR设计认证。2020年9月，美国核管理委员会（NRC）批准了NuScale 50MW的单模块认证申请，使其成为美国首个获得NRC设计批准的小型模块化反应堆。2022年12月，NuScale提交了升级版的6-NPM的审批申请，公司预计该设计将在2025年7月获得批准，截至3Q24公司公告6-NPM的审批进度目前正在按计划推进。

  在项目进展方面，NuScale在全世界内探索部署其NPM模块的机会，包括欧洲、美国、亚洲等重点区域。公司NPM技术有望最先在罗马尼亚落地首堆，该项目（RoPower Project）计划对罗马尼亚已退役的Doicești煤电厂开展“煤转核”改造并部署462MW的6-NPM模块，该项目已于2024年9月30日启动第二阶段前端工程设计（FEED Phase2）。

  工程制造方面，公司已建立较为完整的供应链体系，其中NPM核心设备的制造将来自韩国斗山能源（入股NuScale，并正为公司罗马尼亚、美国的SMR示范首堆提供NPM核心设备制造）、美国BWX Technology等业内知名企业。NuScale已于2023年启动了制造首批6-NPM反应堆压力容器和蒸汽发生器管束。

  卡梅科（CCJ）参股企业西屋公司（持股49%）开发的AP300是一款基于AP1000技术改良的330MW三代改压水反应堆（PWR）。这款反应堆凭借其被动式的安全系统和简化的工厂设计，显著提升了安全性和维护效率。AP300的安全系统依赖于自然驱动力，如压力、重力、自然循环和对流，无需使用泵或柴油发电机等主动组件。

  AP300是唯一基于已获得NRC认证并在运的大型先进核反应堆衍生设计的SMR技术。得益于AP1000项目在全球的建设经验和运行记录，有望为AP300在设计认证阶段提供资料数据支撑，并有望基于高技术成熟度和工程经验帮助AP300在建设过程中避免首堆挑战（FOAK），降低成本和风险，提高项目的可交付性。2023年，AP300已完成概念设计。目前，该反应堆正处于设计开发阶段，公司预计在2025年结束，并将向监管机构提交设计认证文件。根据公司计划，AP300有望在2027年获得监管认证。随后，AP300计划在2027年开始特定厂址的项目准备工作和采购计划，目标是在2030年开始建设，建设周期计划为36个月，即从首次核混凝土浇筑到准备装料。

  GE日立核能公司的BWRX-300是一款三代先进沸水反应堆（BWR）改良而来的SMR设计，它采用自然循环和被动式安全系统，能够产生870MWth的热能和约300MW的净电力。作为第十代沸水反应堆，BWRX-300延续了历代的设计和运维传统，并吸收了1520MW经济节约型沸水反应堆（ESBWR）的设计特点和许可经验。该反应堆的设计依托于自然驱动力，减少了对主动机械组件的依赖，旨在降低建设和运营成本，提供灵活且经济的能源发电方案。BWRX-300的主要用途包括基础电力供应、电力调峰、氢气与合成燃料生产、区域供热等。

  在项目进展方面，BWRX-300多个项目在全世界内正处于不同的许可和设计验证阶段。BWRX-300设计已经与英国（ONR）、加拿大（CNSC）和美国（NRC）的监管机构完成了预申请审查。2022年10月，公司已在加拿大提交首台BWRX-300的建设许可证申请，公司预计在2025年初获得批准并启动Darlington新核电站建设（由加拿大安大略电力公司持有），并期望在2029年实现项目投产。在美国，公司在积极推进BWRX-300的NRC认证，目前已有五份许可专题报告获批，还有两份报告正处于审批的最后阶段，计划在2025年初提交第一份美国建造许可证申请。同时，BWRX-300正在英国接受通用设计的评估，公司预计在2025年完成。此外，波兰监管机构已为六个部署BWRX-300的场址发布了原则性决定。得益于沸水堆的成熟经验，BWRX-300在英国、瑞典等国的SMR设计招标短名单中均实现入围。

  在关键设备供应方面，GE日立核能公司精选了一流的供应商，确保BWRX-300项目在质量上得到强有力的保障。其中主要供应商包括：Worley Chemetics（隔离冷凝器系统）、Velan（反应堆阀门）以及BWX Technologies（反应堆能承受压力的容器）等企业。

  Aurora反应堆是Oklo设计的一种快中子反应堆，采用热管冷却技术。根据设计团队的介绍，该反应堆将具备“较大的负温度反馈系数”，无需使用泵和阀门，而是利用热管进行散热。Aurora反应堆的发电能力为15MW，且可扩展至50MW，能够在更换燃料前连续运行10年或更长时间。凭借其固有的安全特性，Aurora快堆能够使用回收的核废料作为燃料。

  目前，Aurora项目已进入详细设计阶段。自2016年以来，Oklo一直积极参与美国核管理委员会（NRC）的预申请和审查活动。2019年，Oklo获得了美国能源部（DOE）的场地使用许可，并得到了爱达荷国家实验室及美国能源部提供的燃料材料支持。公司预计，Aurora在爱达荷国家实验室的反应堆首堆有望在2026年动工、并于2027年投产。截止3Q24，根据公司披露，目前与客户签订的供电意向已加速增长至2.1GW（vs2Q24末：1.35GW；2Q23末：0.7GW）。

  AI发展不及预期。相较于其他电源形式如气电、风电、光伏等，核电不论是大型堆还是小型模块化反应堆，单位造价和度电成本都更高，当前AI数据中心愿意为核电的清洁、稳定属性支付电价溢价，从而支撑核电项目经济性和需求。若AI发展不及预期导致用电企业电价接受度降低，或导致对核电需求和核电电价不及预期。

  技术进展不及预期。小型模块化反应堆在理论上具备规模更可调、选址更灵活、换料更低频等特征，与数据中心用电需求特征匹配，此外小型模块化反应堆在理论上具备造价和工期更可控的优势。但实际工程经验来看，小型模块化反应堆刚刚走过技术论证和设计阶段，全世界内均刚进入工程化阶段，在工程和量产过程中若进展不及预期，或导致小型堆相较于大型堆的优势不及预期。

  原材料供应风险。小型模块化反应堆虽然可部分共用大型堆的成熟设备和材料供应链，但如HALEU燃料（高浓度低浓缩铀）供应、非铀燃料供应、非水冷却剂供应、四代核反应堆设备等环节的供应链尚在发展早期，若原材料和设备技术发展没有到达预期，或带来小型核反应堆建设和工程化没有到达预期风险。

  本研报中涉及到未上市公司或未覆盖个股内容，均系对其客观公开信息的整理，并不意味着本研究团队对该公司、该股票的推荐或覆盖。

  研报：《能源转型新技术观察(2)：AI发展带来小型模块化反应堆新风口》2024年11月22日