能源结构调整加速，全球核电再迎大发展。
全球能源格局变化，核电再次迈入发展大周期。1970-1980 年代，伴随石油危机带来的核 电开发大周期。过去十年，核电容量一直处于稳定水平；自 2013 年初以来，新增了 69.8 吉瓦的核电容量并入电网。 从 2020 年起，能源清洁化和俄乌战争带来了全球能源格局的变化，全球核电再次迎来了 发展大周期。全球核电发电量从 2022 年的 2544TWh 上升到 2023 年的 2602TWh，提供了全 球 9%的电力，在清洁能源中仅次于水电。截至 2023 年 12 月底，全球在运核电容量为 371.5 吉瓦，由 31 个国家的 413 座反应堆提供。目前有 15 个国家的 64 座反应堆正在建设中， 而加纳、波兰和菲律宾等 20 个新加入的国家正处于制定政策的不同阶段，以便建造其第 一座核电站。
国际原子能机构（IAEA）动力堆信息系统显示，当前全球共有在运核反应堆 420 座， 总装机容量 374827MWe，在建核反应堆 56 座，容量 58595MWe。
美英法等多国联合出台《三倍核能宣言》，加速推动核电建设。2023 年，COP28 联合国气候变化大会上，美国、法国、英国等二十余国提出《三倍核能宣言》，表示将使 2050 年核 能装机容量增至 2020 年的三倍目标，这是联合国气候大会历史上，首次通过发展核能的 联合宣言。2024 年 11 月 COP29 会议上，支持该宣言的国家总数增加了 6 个，达到了 31 个。同时美国政府发布了一份《安全和负责任扩张美核能：部署目标和行动框架》，计划 到 2050 年部署 200 吉瓦核电容量，至少是美国 2020 年核能装机容量的三倍。
美国两党均持积极态度，奠定核电长期发展的重要地位。（1）特朗普 1.0 任期：维护美国全球核技术优势地位，遏制中国自主设计堆型发展。特朗普政府提出了一系列方针、政策和框架，核能新政主要体现在《核能创新与现代 化法案》、《先进核能技术法案》、《先进堆开发与部署愿景和战略》和《美国国家安全 战略》等若干关键政策文件，对核电态度较为积极，意图通过重振美国核能，确保美 国在全球核技术优势地位，尤其对先进核电技术提出支持。
（2）拜登政府任期：颁布 IRA 法案补贴核电，拉拢核能发展盟友，加大出口管制。IRA 法案对各类清洁能源进行补贴。如 IRA 就为现有核电站设立了生产税收抵免，从 2024-2032 年，公用事业公司现有核电厂发电可获得 15 美元/兆瓦时的税收抵免。
2023 年第 28 届联合国气候变化大会（COP28）上，美国、法国、英国等二十余国首 次联合发布《三倍核能宣言》，提出使 2050 年核能装机容量增至 2020 年的三倍目标。 2024 年 11 月，COP29 会议上拜登再提三倍核电落地框架，并提出美国本土 2050 年 核电装机规划新增 200 吉瓦计划。
2023 年 8 月，美国核管理委员会（NRC）发文进一步收紧出口：要求出口商在出口特 殊核材料和原材料时，必须获得特定许可证。与此同时，某些发电机、容器和软件， 在出口到中国时，也需要获得美国商务部的特定许可证。 （3）特朗普 2024 年竞选：特朗普表态为“释放包括核能在内的所有能源生产”、“加速新 核电机组”。 对于核电表态积极，主要从产出效率角度对新能源项目、尤其是美国的海上 风电项目提出质疑。
我国核电“三步走”，以核电新技术突破带动核工业发展。为解决核能发展“两大问题” ——资源可持续和环境友好性，解决铀资源、厂址资源保障问题、解决乏燃料后处理问题、 解决核废物处理处置影响最小化问题；同时在核工业各类应用上取得突破，我国自 20 世 纪 80 年代便提出了核能发展“三步走”战略（热堆、快堆、聚变堆）。近 20 年时间， 均将采用热堆路线、以年核准 8~10 台的节奏有序安全发展核电，快堆建设计划集中在本 世纪中期。
IAEA 连续第四年上调全球核电增长的预期，乐观情况下装机量将增长 1.5 倍。根据 IAEA 最新预测，在乐观情景下，到 2050 年，全球核电装机容量将从目前的 3.7 亿千瓦增加约 1.5 倍，达到 9.5 亿千瓦；在悲观情景下，装机容量将增加 40%，达到 5.14 亿千瓦。与 2023 年的预测相比，乐观预测上调了约 6.7%，悲观预测上调了 12.2%。此外，全球关注的 小型模块化反应堆（SMR）预计到 2050 年，在乐观预测情景下将占新增装机容量的 24%， 在悲观预测情景下则占 6%。
高速发展的 AI 需要庞大的算力支撑，新模型耗电量激增 6-10 倍。2023 年数据中心的耗 电量达到 500TWh，相当于全球能耗的 2%。随着人工智能工作负载、GPU 工作负载和高性能计算（HPC）的增加，配备 GPU、具备 AI 算力的服务器需电将达到 40-60kW/机架，而目 前为 10-14kW，大幅提高了数据中心的整体功耗。
全球未来五年 AI 数据中心电力需求将高涨 160%，电网电力供应能力及稳定性受到挑战。 以美国为例，在过去的十年里，美国的电力需求平均增长率为 0%。但随着 AI 和非 AI 数 据需求的增长，以及能效提升的实质性放缓，电力需求将开始急剧加速，其建设速度远超 电网规划的常规节奏，现有的电网基础设施难以快速适应这种爆发式增长，导致电力供应 紧张，电压稳定性受到挑战。虽然数据中心多集中在大城市附近以利用更大电网和光纤网 络解决延迟问题，但也给本已脆弱的城市电网增添巨大压力。 AI 数据中心将成为全球和美国电力需求加速增长的关键驱动力之一。在 AI 算力需求快速 增长下，预计数据中心电力需求占比将从全球总电力需求的 1%-2%上升至 3%-4%，带来约 650 太瓦时的电耗增加。其中，数据中心在美国的总电力需求占比中上升幅度更大，将从 3%上升至 8%，并带来额外 500 亿美元的资本支出。
根据高盛报告，预计到 2030 年，中性预测下，不包括加密货币在内的全球数据中心 电力需求将增长 160%。并且 AI 数据中心的增长将使全球/美国年电力需求增长率平 均增加约 30/90 个基点。
中国算力规模全球第二、仅次于美国。我们测算算力增长驱动数据中心（IDC）用电增长， 至 2025 年占全社会用电量比重将接近 2.5%。
根据中国信息通信研究院的数据，2023 年我国新增算力约 28%，单机架算力提升算力 增速略快于机架数增速。假设 2024/2025 年算力增速扩至 32%/35%，在运机架总量 预计从 2023 年的 810 万架增至 1281 万架（2.5kW 标准机架口径）。假设 2024/2025 年国内全社会用电增速设为7%/5.7%，对应2025年IDC用电占比将继续提升至2.3%。
66%上架率水平下，IDC 年利用小时数接近 7600h，与核电全年发电小时数高度匹配 （考虑平均 18 个月的换料大修周期）。
AI 数据中心运行导致碳排放激增，需寻求绿色能源。据斯坦福大学的《2022 年人工智能指数报告》显示，OpenAI 的 GPT-3 模型在训练期间释放了 502 公吨碳，是目前大模型中 有据可查耗能最严重的，它的碳排放量是 Gopher 模型的 1.4 倍，是 BLOOM 模型的 20.1 倍，约等于 8 辆普通汽油乘用车一生的碳排放量，人均 91 年的碳排放量。此外，高盛最 新分析指出，到 2030 年数据中心电力需求的增长将使数据中心二氧化碳排放量比 2022 年 增加 100%以上（约 2.15-2.2 亿吨），增加量约占全球能源排放量的 0.6%。截至 2023 年 底，源自美国的顶级 AI 模型数量达到了 61 个，欧盟 21 个，中国 15 个。
数据中心对电能稳定性和质量要求高，其用电需求增长为核电复苏提供新支撑。数智化技 术领域已经普遍达成共识：人工智能的基础是算力，而算力的尽头是电力。归根到底，普 通能源已经跟不上算力扩张脚步，只有解决供电瓶颈，数字化才能真正实现，这为核电复 苏提供了新的支撑。
对于 AI 数据中心电源，运行连续性是其关键指标。运营中断面临的可能不仅是经济 损失、甚至是法律责任。相比于风光出力不可控，核电这类可靠性电源与数据中心诉 求更为相符。
AI 数据中心电源对电能的稳定性和质量要求更高。数据中心的大规模用电以及其用 电的不稳定性（如人工智能的能源消耗像锯齿图，而非平滑线），会导致电网电压出 现波动。当数据中心用电高峰时，可能会拉低电网电压，而在用电低谷时，又可能使 电压升高，造成电力失真，可能会对家中的电器造成损害，增加发生电气火灾的风险， 并可能导致停电或降压现象。因而，核电供给的稳定高质量电能与数据中心诉求更相 符。
核能能量巨大、稳定，且是一种清洁能源，能够满足数据中心的可靠电力需求，正在成为 科技巨头绿色电力的合适选择。对科技公司而言，相较于从电网中获取电力，直接利用核 电更有意义。这类交易还意味着无需新的电网基础设施，这样数据中心不仅可以更快地建 成，同时还可以避免构成公共事业费大头的输电、配电费用。 核电可以提供持续、低碳的电力供应，这正是数据中心持续运营所必须的； 核电可以长期直接采购，为数据中心运营商提供商业保证。
“核电站+数据中心”供能合作模式开启，科技巨头下场推进。AI 热潮催生的用电需求， 使得美国科技公司在全国范围内寻找电力供应。尤其在美国电网规划较为老旧、电力供应 紧张的现状下，美国巨头公司将更多目光投向核电，在数据中心上推行“核电直供”，以 推进 AI 发展。据《华尔街日报》报道，全美约 1/3 核电站所有者都在与科技公司就新建 数据中心的电力供应进行谈判。科技巨头已经或即将开始斥巨资下注核能，他们或直接入 股核电企业，或向核电公司购买电力，微软、OpenAI、谷歌、亚马逊等都在行动。 从目前供电合作的趋势看，小型核电站有望成为数据中心长期供电保障的最佳选择。全球 核电也在经历一场新的复兴，正在加速走向规模化阶段的小型模块化反应堆甚至更小的微 型堆。从目前各大科技公司与核电公司合作内容看，小型模块化核反应堆（SMR）是大势 所趋。受益于更高的效率和更低的成本，考虑长期供电稳定性、经济性等因素，小型核电 目前看有望成为数据中心长期供电保障的最佳选择。
