國際社會關注我國先進核裂變發電技術

近年來，全球核能發展迎來全面復興。在可再生能源不穩定性的制約下，核裂變提供了“穩定基荷+零碳排放”的雙重解決方案。COP28氣候峰會上，20余個國家簽署聯合聲明，承諾到2050年將全球核能裝機容量提升至當前的三倍。2025年3月10日，美國能源部（DOE）部長賴特在第43屆年度CERAWeek講話中表示將啟動美國“核能復興”計劃，DOE于3月下旬投資9億美元啟動第III+代輕水小型模塊化反應堆部署。麥肯錫在2024年發布的《未來的主要“競技場”》報告中指出核裂變發電將是未來具有高增長和高活力的十大新興競技領域之一，這些領域將改變商業格局、重塑全球經濟。

4月27日，《中國核能發展報告（2025）》藍皮書發布，數據顯示，目前中國在運、在建和核準建設的核電機組共102臺，裝機容量達到1.13億千瓦，核電總體規模首次躍居世界第一。同日，國常會核準5個核電項目10臺機組，全部采用三代核電技術，其中2臺采用CAP1000技術，我國自主核電新興技術正加速落地。本文圍繞中國重大科技專項“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”涉及的兩項重點核電技術，梳理其發展現狀，并分析和揭示國際社會對我國核電及上述重點技術的關注和評價情況，為我國核電發展提供參考。

一、重點先進核裂變發電技術發展現狀

在當前核能技術快速發展的背景下，第三代和第四代核反應堆的研發與應用已成為提升核能安全性、經濟性和可持續性的關鍵舉措。第三代核反應堆（如歐洲壓水堆EPR和美國AP1000反應堆）引入了多項先進技術，顯著增強了安全性，減少了核廢料的生成，并有效延長了反應堆的運行周期。第四代核反應堆在此基礎上進一步提升了技術水平，提高能源轉換效率、降低廢物排放。“第四代國際核能論壇”于2022年底提出了6種滿足新一代核能標準的反應堆類型：超高溫氣冷反應堆（VHTR）、超臨界水冷反應堆（SCWR）、熔鹽反應堆（MSR）、氣冷快中子反應堆（GFR）、鈉冷快中子反應堆（SFR）和鉛冷快中子反應堆（LFR）。

1、第三代壓水堆

第三代壓水堆技術（Pressurized Water Reactor, PWR）在全球范圍內得到了廣泛的開發和應用，國內外大型先進PWR技術如表1所示。2024年4月，美國第二座III+代先進核電西屋AP1000反應堆在佐治亞州投入商業運營。10月，擁有自主研發的第三代核技術的中國國內核電項目“國和一號”（CAP1400）并網發電。12月，法國最強大的反應堆弗拉曼維爾EPR核反應堆接入電網。此外，印度核電公司（NPCIL）的第三個國產700兆瓦加壓重水反應堆（PHWR）也于2025年3月成功并網。

除上述大型先進PWR技術以外，小型模塊化輕水堆也受到關注。如美國核管理委員會（NRC）于2023年1月認證了美國首個50兆瓦先進輕水反應堆設計，由美國NuScale電力公司開發。美國能源部（DOE）聯合猶他州市政電力系統在愛達荷國家實驗室展示一個六模塊的NuScale VOYGR電廠。預計第一個模塊將于2029年投入運行。

表1 大型先進PWR主要類型及其運營狀態

2、第四代超高溫氣冷堆技術

超高溫氣冷堆（VHTR）是被認為有望率先實現商業應用的第四代核能系統反應器類型之一。高溫氣冷堆（HTGR）可以視為VHTR的一個發展階段，為VHTR的建設提供了重要的技術支持和開發經驗。HTGR的核心設計思想是采用200~600兆瓦熱功率范圍內的小型反應堆模塊，利用包覆顆粒燃料元件的優異耐高溫性能，使得反應堆在不依賴任何應急冷卻的情況下，能夠自然散熱，從而消除堆芯熔化的可能性。安全性是模塊式高溫氣冷堆的關鍵特點之一。

目前，全球已有兩座VHTR/HTGR核能項目在運行，分別位于中國和日本。中國石島灣球床模塊式高溫氣冷堆核電站（HTR-PM）示范工程于2023年12月正式投入商業運行，成為全球首個實現商業化運營的第四代核電技術。該反應堆采用石墨作為慢化劑、氦氣作為冷卻劑，由兩個反應堆模塊共同驅動一臺汽輪發電機組。該核電站以清華大學10兆瓦高溫氣冷實驗堆為基礎開發，反應堆熱功率500兆瓦，核電站電功率212兆瓦，主蒸汽溫度566℃，發電效率可達40%~47%，未來采用氦氣直接循環方式可達50%。日本的高溫工程試驗堆（HTTR）是石墨慢化和氦冷卻棱柱形反應堆，于1998年首次達到臨界性，2001年滿功率運行，并在2010年和2021年分別進行了50天重啟運行。2004年，HTTR實現最高出口溫度達到950℃，成為全球首個實現這一目標的反應堆。目前該項目重點是實現大規模和穩定高溫熱制綠氫，擬于2028年下半年開展實地測試。

全球現有約10座HTGR項目正在設計階段，分別位于日本、南非、美國等，其中美國有兩座。Xe-energy公司的Xe-100球床型高溫氣冷堆示范項目為美國核能發展的重要示范工程之一[，設計單臺機組熱功率為200兆瓦，電功率為80兆瓦，出口溫度為750℃，一期計劃建設多個機組。美國另一個HTGR項目是NANO Nuclear公司的KRONOS項目，它是機組熱功率為45兆瓦、電功率為15兆瓦的微型高溫氣冷堆，采用棱柱形石墨塊中的TRISO燃料，其全陶瓷微膠囊燃料鑒定方法和監管框架已獲美國核管會批準，標志著向反應堆原型邁出了重要一步。NANO Nuclear將在伊利諾伊大學香檳分校建造首個研究用微型模塊化反應堆并為該校供應清潔能源。

二、國際社會對中國重點先進核裂變技術的評價

中國核電工程的巨大成就引起了國際社會熱烈反響。本文調研了國際組織、國外知名智庫及研發機構、知名媒體公開的研究報告、新聞等對中國先進核裂變技術的反應及評價信息，并重點梳理和分析了國際社會對我國CAP1400和石島灣高溫氣冷堆示范工程的評價情況。

1、國際社會對中國核裂變技術創新和發展的總體評價

國際社會積極評價中國先進核反應堆設計和部署能力。國際原子能機構（IAEA）、經濟合作與發展組織核能署（OECD-NEA）、美國智庫信息技術與創新基金會（ITIF）等國際組織和智庫報告顯示，中國在小型模塊化反應堆（SMR）的研發和投入使用方面處于全球領先地位，部署速度超出預期，推動了全球核能技術的發展。ITIF同時指出，中國在大規模部署第四代核反應堆的能力預計比美國領先10至15年。中國的核電創新優勢主要體現在組織創新、系統創新和漸進式創新方面，中國政府的支持政策（如重大專項牽引、全產業鏈協同、工程化驗證）發揮了至關重要的作用。根據2025年1月，國際能源署（IEA）在《通往核能新時代之路》報告中指出，核能技術的領導地位正逐步從發達經濟體轉向中國和俄羅斯，尤其是自2017年以來，全球開工建設的52座反應堆中，有25座由中國設計，進一步證明了中國在全球核電領域的領先地位。

國際社會充分肯定中國先進核裂變技術的研究和創新能力。ITIF報告指出，中國在核能領域的科研實力全球領先，其H指數（學術影響力指標）上排名全球第一，并且自2008年至2023年，中國在全球核專利中的份額從1.3%增長至13.4%。美國智庫“戰略和國際研究中心”（CSIS）在2023年4月的報告中指出，中國的核電技術不僅建造成本更低、速度更快，而且在下一代核反應堆的研發上，例如SMR和HTGR技術處于全球前沿。

主要經濟體密切關注中國先進核電系統的快速進展和出口戰略，以美國為代表的核電大國尤其擔憂中國核電工程對全球能源格局的影響和技術主導權的掌控。2024年10月，美國國會研究服務局在《中國：核與導彈擴散》報告中提出要警惕中國核電出口與“一帶一路”倡議的關聯，特別是在中國與沙特、阿根廷、埃及等國的核電項目合作中，擔心中國的技術滲透可能帶來的地緣政治影響。澳大利亞、法國和日本等對中國的第四代核反應堆持謹慎合作的態度。澳大利亞自2016年加入第四代國際論壇以來，與中國、法國和日本等國共同參與核能系統的研發。法國在第四代核技術的部分項目上保持謹慎，但仍與中國在SMR和HTGR等技術上進行積極合作。日本在技術路線和戰略目標上與中國既有合作又有競爭。

2、中國第三代先進壓水堆的國際評價

CAP1000和CAP1400（“國和1號”）為具有中國代表性的第三代非能動核電堆型。CAP1000是在引進美國西屋公司AP1000的基礎上，進行適應性優化和國產化提升的型號。AP1000反應堆設計獲得主要經濟體認可。美國核管理委員會在2006年授予設計認證，并于2011年修訂更新，確認其非能動安全特性符合美國核安全標準。中國在2018年率先實現三門和海陽核電站AP1000機組商業運行，并在2024年批準新增四臺機組，展現出對其安全性和經濟性的高度認可。英國核監管辦公室在2017年完成通用設計評估，認為AP1000設計滿足英國安全與環保要求，適合部署。歐洲公用事業要求組織于2007年授予認證，確認其符合歐洲核電標準。由于美國V.C. Summer和Vogtle核電項目在建設過程中遭遇嚴重的項目管理問題，政府審批流程復雜且耗時，導致成本大幅超支和工期延誤。而中國政府為引進AP1000技術，提供了政策、資金和監管多方面的支持，在此基礎上實現了技術本地化，降低了建設成本，提高了自主可控能力。這種情況下，美國開始反思大型核電項目的可行性，轉而關注小型模塊化反應堆等新型核能技術。

世界核能協會評價CAP1000保持了AP1000的非能動安全特性，并針對反應堆（堆芯）、主泵、蒸汽發生器等設備、施工工藝標準化等方面進行了重大改進，國產化率提升至80%。IAEA原總干事天野之彌對中國成功研發設計的“國和一號”給予高度評價，并認為這一成就對核能未來具有重要意義。“國和一號”的管理和設計能力也受到國際認可。根據挪威船級社（DNV）的官方認定，“國和一號”示范工程項目的健康、安全與環境（HSE）國際標桿評級達到了8.0級，這一評級表明該項目在HSE管理方面表現優異。項目不僅提前完成了總包合同目標和年度責任書目標，而且HSE管理體系完善、運行有效，充分體現了中國在核能項目中的高標準管理能力和技術實施能力。同時，“國和一號”也是全球首個滿足EPRI（電力研究協會）標準的數字孿生核電站，這一創新標志著中國在核電站數字化建設方面的突破。

3、中國第四代高溫氣冷堆技術的國際評價

IAEA高度認可石島灣核電站技術安全性及全球領先優勢。2023年5月26日，IAEA總干事格羅西訪問中國并參觀了位于山東省石島灣的核電站。格羅西先生高度評價了中國在推動核能和平利用方面的領導地位，并表示：“就裝機容量和技術而言，中國在促進和平利用核能方面居于領先地位。石島灣核電廠展示了這一令人矚目的發展。”他補充道：“石島灣200兆瓦電的高溫氣冷堆擁有獨特的設計特點，使其更加高效并具備內在安全性，對于實現凈零目標具有巨大的潛力。”

國外知名媒體肯定中國高溫氣冷堆技術安全性及對推動全球核電技術進步的貢獻。2024年，清華大學在Joule雜志上發表題為《Loss-of-cooling tests to verify inherent safety feature in the world’s first HTR-PM nuclear power plant》的文章后，得到英國IFLScience、美國Power和日本Itmedia等多個知名科技新聞媒體、行業媒體以及《華爾街日報》和《經濟學人》等綜合性媒體的廣泛報道。媒體關注的焦點集中在安全性和中國的核電部署能力，普遍認為該項目推動了全球核能技術的創新和進步，并使中國在核能領域獲得了領先優勢。Power雜志以“核里程碑：中國HTR-PM展示固有安全性”為題報道了石島灣示范項目，認為其固有安全性設計實現了高溫氣冷堆技術的重大飛躍，從而為核電的大規模部署提供了可靠的安全保障。德媒報道，中國HTR-PM項目的基礎是德國HTR模塊化反應堆的概念，但德國未將其付諸實踐。《經濟學人》報道稱“中國在核競賽中擊敗了美國”。

國際核工業獨立評估小組懷疑中國高溫氣冷堆示范工程出現運行效率問題，疊加此前的多次建設延誤，推測其建設成本遠高于預期。2024年《世界核工業狀況報告》指出，兩座高溫反應堆模塊從開工建設到2022年12月首次滿功率運行耗時10年，是預期時間的2倍。此后，運行記錄不佳。兩臺機組的標稱容量已從200兆瓦降至150兆瓦（Reference unit power (net)），降幅達25%。

三、主要結論

總體上，國際社會對中國在核能技術領域的創新和發展給予積極肯定和評價。中國在核裂變技術的研發、部署及安全監管方面，展現了強大的技術能力和創新優勢，尤其是在SMR和第四代核反應堆的研發上領先全球。國際上充分肯定我國CAP1400和HTR-PM這兩項技術在核能發展歷程上的重大貢獻，特別是實現了反應堆的固有安全，這對核能規模化發展奠定了基礎。當然，部分美德媒體也反省認為，中國這兩項技術并非原始創新，分別起源于美國和德國，但種種原因他們未付諸實踐，中國通過工程實踐和系統集成創新取得了成功。

然而，國際上也存在一些警惕和質疑的聲音。部分智庫對中國的核電外交及其對全球核能技術的影響提出了關注，渲染中國核能出口戰略可能快速占領國際市場，并對全球能源格局帶來影響。個別國際研究小組質疑中國石島灣高溫氣冷堆可能出現的運行問題、建設延期以及由此帶來的成本上漲。但需要關注的是該國際研究小組重點關注環境保護和可再生能源，主要作者對核能發展持較負面的態度。事實上，工程延期和成本上漲是新興核電技術落地面臨的普遍挑戰。