電是能源轉換成人類可用的形式之一，也是目前最精煉的能源。pexels by Pixabay
近日美國總統川普簽署了國家級戰略「創世紀計畫」(Genesis Mission)，整合聯邦政府的龐大數據庫、國家實驗室的超級電腦算力，以及民間企業的尖端科技資源，利用AI加速科技突破，確保美國在能源、生技、材料和國安等關鍵領域保持全球主導，一騎絕塵狠甩對手，將傳統科學家實驗室的偶發創意，跳躍進化為必然量產。負責該計畫的是甫上任的能源部長，他同時是矽谷的能源科技企業家，也是核能新創公司Oklo的董事。
Oklo是什麼？該公司的早期主要投資人是Sam Altman，正職是OpenAI 的執行長，看懂了吧，AI、核能、創世紀，這鐵三角的組合，以及川普上任十個月以來對核能一連串風風火火的大動作，「川普概念股」路人皆知。
上一篇我們談到目前商轉發電的主流是用核分裂的核反應爐，多屬第2代技術、少數第3代技術，這些核反應爐動輒上GＷ，光是審查大家就快要瘋了，而且日後若要擴充也不易。所以這裡專門介紹小型的新世代，主打小而美(Small is beautiful)、瘦而狠(Lean and Mean)路線。
多小叫做小？10~300 MW 屬於小型核能（小型模組反應爐，英文稱Small Modular Reactor, SMR），<10 MW 屬於微型核能（微型模組反應爐，英文稱Micro Modular Reactor, MMR）。這樣審查較容易，而且尺寸小，可以在工廠量產模組，載到客戶那現場組裝，安全、利潤、便利三位一體；微型核能更是可以直接在工廠量產成品，載到客戶那裏隨插即用，比鋰電池儲能系統還簡單。
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三大核能潛在大客戶分析
另一個改成小型核能的原因則是市場需求。時代變化速度太快，想要把舊的核電廠或燃煤電廠原地改建成新的核電廠，或是遇到用電量增加需要擴充發電量，小型核能彈性最高。別的不談，AI算力中心和資料中心，正是新世代核能的大客戶，為你剖析其中三種客戶：
核能的潛在大客戶一：一般資料中心、偏遠軍事基地
這類客戶用電1~10MW，微型核能MMR就夠用了。
核能的潛在大客戶二：超大規模資料中心（Hyperscale Data Center）
如Facebook及Google在美國奧勒岡州或愛荷華州那一望無際的伺服器田，單棟資料中心大樓用電量20~100MW；整個園區則在300MW上下，小型核能SMR正好如魚得水，可用單座或多座串連，隨著業務需求隨時逐步擴充。
核能的潛在大客戶三：AI 訓練群（AI Training Clusters）、超級園區（Gigawatt Campus）
都說AI資料中心是吃電怪獸，到底多猛？傳統雲端資料中心流量有尖峰離峰，AI不但大量使用GPU/TPU，特別在訓練時需要24小時滿載運轉，連跑數週到數月。五年前訓練Chat GPT-3只需1.5 MW（瞬間功率），剛推出的Chat GPT-５已暴增到100 MW。下一版Chat GPT-６估計要1 GW，兩年一版，用電呈數量級爆長。
所以未來的AI超級園區，不光要串連小型核能SMR，更得直接搶抱大電廠，如亞馬遜買下Talen Energy的資料中心，就在Susquehanna核電廠(2,500 MW)旁邊，直接分走 960 MW 的電；微軟重啟三哩島核電廠，也是為了獨佔那 837 MW 的電力。
AI的盡頭是能源，能源的盡頭是核能，這麼強勁的剛需，加上美國政府大開綠燈，核能界當然反應熱烈，八仙過海各顯神通。但核反應爐不比電子產品，除了尺寸及系統複雜度不是同等數量級，審查核准流程更是冗長，雖川普已責成加速並簡化通關，仍有相當難度，加上核能的原罪及核災的杯弓蛇影，核管會也不敢只做橡皮圖章，所以目前大家都垂涎核能市場大餅，但尚無一家拿到電廠建照，人人有信心，個個沒把握。
八家新世代核分裂技術公司出場
接下來，我們以AI市場需求的角度，評比八家新世代核分裂技術公司，乖乖隆咚個嗆，能上華山擂台論劍的選手還都得有個輸人不輸陣的名號，讓我們先看表一。遺珠之憾是西屋AP300、Ultra Safe Nuclear及中國大陸的公司，抱歉了。
- Oklo
- TerraPower
- GE Vernova Hitachi Nuclear Energy (GEH)
- NuScale
- Rolls-Royce SMR
- Holtec International
- Kairos Power
- X-energy
| 新世代核分裂技術公司 | 暱稱 | 技術路線 |
|---|---|---|
| Oklo | 核能特斯拉 | 快中子｜第4代快劍雙俠 |
| TerraPower | 電網泰坦 | 快中子｜第4代快劍雙俠 |
| GE Vernova Hitachi Nuclear Energy (GEH) | 實力大哥大 | 傳統水冷｜第3.5代正宗四雄 |
| NuScale | 電網重機 | 傳統水冷｜第3.5代正宗四雄 |
| Rolls-Royce SMR | 歐洲最後希望 | 傳統水冷｜第3.5代正宗四雄 |
| Holtec International | 統包一條龍 | 傳統水冷｜第3.5代正宗四雄 |
| Kairos Power | 谷歌欽點黑馬 | TRISO燃料｜第4代錘獸二聖 |
| X-energy | 重工選擇 | TRISO燃料｜第4代錘獸二聖 |
資料來源：王曉中
觀察這些公司，除了技術路線分析、併網能力、融資能力、市場拿訂單的能力等等之外，最關鍵的就是能源部和核管會的審查。美國核電廠執照申請傳統的建造、營運兩階段曠日廢時，可拖上二、三十年甚至更久，是許多電力公司的夢靨。建造申請由核管會負責監管，重點在廠址環境影響評估(Environmental Report, ER)及廠區設計安全分析(Safety Analysis Report，SAR)，傳統的第一階段申請建造許可時，提交環評報告、初步設計、環境影響評估報告、初步廠區設計安全分析等，審查並舉行聽證會，獲准後開始興建。完工後，再進入第二階段提交最終廠區設計安全分析，進行詳細審查與聽證會，通過後核發營運執照，才可以發電賺錢。下圖一是各家公司目前的進展：
資料來源：Nuclear Innovation Alliance
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本文轉載自綠學院／文：王曉中（此篇僅反映作者意見，不代表本社立場）
原文標題：核能復興四部曲：8家新世代核分裂技術公司之華山論劍
【關於作者】
王曉中
台大土木系畢業，美西北大學環工輻射博士。縱橫產官學研四十餘年，歷任原能會客座專家、國科會（芝加哥科學組組長、環發會執行祕書）、及美國家研究院、美核能工業界核安專家等，並在台大土木及公衛、成大、中醫大、北科大、政大、淡江、雲科大等授課。業餘耕耘文字，當過數種科技刊物總編，拿下國科會首屆科普文學獎。