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요약
能源是國家的主權產業,台灣面臨能源匱乏的事實,卻又以高耗能的半導體等高科技產業,居於全球關鍵樞紐的地位,在當前全球算力競逐帶動新一波的工業進程下,已有學者提出「算力即石油」的概念,AI對能源的需求更是爆炸式倍數增長。與此同時,全球以小型模組化反應爐(SMR)為代表的次世代核能,標榜固有安全及模組化的高效,在國際上被視為支援特定工業聚落或分散式供電架構重點選項...
본문
⊙張福文博士
前言
能源是國家的主權產業,台灣面臨能源匱乏的事實,卻又以高耗能的半導體等高科技產業,居於全球關鍵樞紐的地位,在當前全球算力競逐帶動新一波的工業進程下,已有學者提出「算力即石油」的概念,AI對能源的需求更是爆炸式倍數增長。與此同時,全球以小型模組化反應爐(SMR)為代表的次世代核能,標榜固有安全及模組化的高效,在國際上被視為支援特定工業聚落或分散式供電架構重點選項,各國在此領域的積極發展,更已演變為地緣競賽與大國陣營博弈的新戰場。然而,該項核能技術若欲在台落地,除面臨地質抗震、法規與緊急應變區等問題的挑戰外,台灣作為成熟的民主國家,任何能源轉型與技術選項,都必須建立在社會大眾的高度共識之下。
廣告廣告因此,我們必須釐清「台灣是否需要SMR?它究竟能解決哪些產業的能源需求?全體社會需為此承擔哪些風險與代價?」,這些問題與全面掌握全球SMR產業分工及地緣賽局,屬於不同層次的課題。即便國內對核能選項仍有待凝聚共識,作為西方民主同盟重要先進製造產業鏈的台灣,絕不能自外於以美法為首之次世代核能領域的跨國分工架構;深入理解這套體系,對於探尋我國工業於SMR的供應鏈定位與能源韌性布局,具有無可忽視的戰略價值。
一、全球SMR的發展進程
目前全球主要核能大國與工業體系的SMR的發展,正全面進入以「商業併網」為目標的倒數競賽。第一波商轉主力將以成熟度較高的「輕水冷卻堆」為主,同時「第四代非輕水式反應爐」亦在持續推進中。各陣營發展進程大致如下:
(一)中俄陣營
1、中國:輕水式「玲龍一號」(ACP100):海南昌江陸基壓水堆由中核集團全產業鏈垂直研發,目前已進入熱態功能試驗階段,商業運轉目標延至 2027 年左右。高溫氣冷堆(HTR-PM)山東石島灣200 MWe示範堆,已於2023年12月投入商轉,成為全球首座實現商業運轉的模組式高溫氣冷堆,現正推進工業高溫供熱驗證與海外推廣。第四代堆型部分:除福建霞浦快堆(CFR-600)正推進工程外,甘肅武威釷基熔鹽堆(TMSR-LF1)已進入加釷轉換與穩定運轉階段。
2、俄羅斯:輕水式反應堆部分,俄羅斯國家原子能公司(Rosatom)將成熟的破冰船RITM-200船用反應爐直接民用化,於薩哈雅庫特興建陸基RITM-200N示範電站,依目前規劃於2031年併網商轉;同時於烏茲別克推進55MWe機組建造,目標於2029年投入運行。在第四代堆型部分:塞維爾斯克(Seversk)西伯利亞化工聯合企業場址的池式鉛冷快堆(BREST-OD-300),土建與主設備安裝進度領先全球,惟商轉目標延至2028–2029年。另外,位於別洛亞爾斯克(Beloyarsk)核電廠的BN-800 鈉冷快堆,亦於2016年實現滿功率商轉。透過BN-800與 BREST-OD-300次世代反應堆,俄羅斯正在建構一個能將核廢料進行回收再製,並轉化為新燃料進行發電的核能閉環生態。
(二)歐美民主同盟陣營
西方民主同盟雖面臨去工業化後的供應鏈短缺與對俄羅斯HALEU燃料依賴,但透過法規革新、引進民間資本與跨國製造聯盟,西方各國SMR發展均已排定明確的商轉時程:
1、北美
輕水堆BWRX-300(美日/加拿大合作)由加拿大安大略電力(OPG)建於達靈頓(Darlington)電廠,目前已動工並進入基礎建設階段,目標於2030年啟用商轉。在美國本土,核管會(NRC)已於2026年9月核發田納西流域管理局(TVA)克林奇河廠址的建造許可,為美國輕水式SMR的後續建設與部署開啟重要一步。第四代鈉冷堆Natrium(TerraPower)已於懷俄明州凱默勒推進示範堆工程(預計2030年代初期商業併聯),惟供應鏈與承包安排仍在調整中。第四代高溫氣冷堆部分,先進核能開發商美國Xe-100(X-energy)公司與陶氏化學(Dow)合作,目前已展開實質法規審查與專用燃料廠建造,目標在2030年初中期前後投入併聯運轉。
2、歐洲及日本
英國勞斯萊斯公司(Rolls-Royce SMR)獲官方注資,通用設計審查(GDA)已進入詳細評估階段,與韓國斗山重工及捷克 Škoda JS 鎖定反應爐壓力容器(RPV)量產,目標於2030年代初期達成首座機組上線。波蘭SGE Group推動東歐去煤轉型,已針對26座BWRX-300發布原則性策略決定,第一批預計14座擬於2032年起陸續商轉。法國電力公司(EDF)的NUWARD反應爐於2025年調整技術發展路線,轉向採用較成熟的技術元件,並進行跨國產業合作及監管協調,目標於2030年代逐步進入市場。此外,日本原子力研究開發機構(JAEA)的高溫氣冷實驗堆(HTTR)已長期維持全功率運轉與驗證;瑞典、丹麥、加拿大等國新創團隊亦攜手日韓重工巨頭,擬於2030年代初中期推進SMR商轉部署。
(三)SMR推展的三個階段
綜上所述,全球SMR發展可分為三個時期:第一階段為驗證期(2023–2027年),由美法中俄示範工程與陸基小型堆率先建立實體運作的成效;第二階段為西方商轉期(2028–2032年),美、加、英、波等國的輕水堆與第四代示範堆將密集併網驗證;第三階段為跨國量產期(2035年前),歐洲聯盟與多國聯審平台將推動跨國量產上線。因此全球SMR競逐的節點就在未來5至10年之間。這場時程倒數不僅考驗各國的核管審查彈性,更直接受制於設備製造與組件交付的速度,因此促成西方同盟尋求可靠製造夥伴,以彌補產業鏈結構上的缺口。
二、SMR的地緣賽局
從全球SMR產業現況來看,美、法、中、俄,由於各自的國家體制與工業基礎的不同,不僅主導了技術進程,在產業分工與地緣政治深度交錯下,形塑出「中俄南方陣營」與「西方民主同盟」的雙軌擴張模式。
(一)中俄為首的南方國家陣營
核反應爐的全生命週期長達60至80年,涵蓋前置規劃、融資興建、維運管理、專屬燃料供應乃至後端除役。中俄以其國家資本體制,將核反應爐轉化為全球南方(Global South)與一帶一路國家的地緣外交戰略手段:
1、俄羅斯的主權金融與全核能的生命統包
俄羅斯國有巨頭Rosatom掌控SMR全面發展,透過投資持股或提供高額的主權貸款,向提供從設計、工程、營運到乏燃料回收的一站式統包服務。另外,俄羅斯國企TENEX是全球主要商用高純度低濃縮鈾(HALEU)燃料供應來源,同時形成俄羅斯對上游燃料的長期控制。目前Rosatom已鎖定在烏茲別克吉扎克(Jizzakh)興建兩部RITM-200N(各55Mwe)壓水反應爐(PWR)機組(預計2029年運作),並與緬甸簽署RITM-200N型壓水反應爐合作協議,展現強烈的核能地緣擴張企圖。
2、中國的一帶一路基建策略
由中核集團與中國廣東核電集團等國企主導,憑藉龐大的國內建造規模、完整的重工業供應鏈與建造成本控制優勢,中國將自身定位為「超大型工程與低成本模組化量產基地」。中國以「玲龍一號」壓水堆與「石島灣HTR-PM」高溫氣冷堆為主導技術,與中東、東南亞等國簽署政府間合作備忘錄,將SMR輸出與一帶一路的大型基建貸款作成套裝方案,作為SMR輸出的戰略方針。
(二)與西方民主同盟的本質上差異
相較於中俄透過國家主權貸款達成對全球南方國家,長達半世紀地緣政治上的能源綁定,西方民主同盟則以嚴格的法治體系、透明的核安監管與市場機制作為合作的基礎,進而形成跨國合作的信賴供應鏈模式。
三、西方民主同盟製造韌性與信賴供應鏈
面對中俄在SMR時程上的領先,西方民主陣營因製造量能流失已失去重型鍛件的量產能力。因此,西方同盟以「美法創新、日韓代工、民間資本挹注、監管調和與價值同盟」作為建置跨國分工的核心架構。
(一)美法設計與日韓關鍵代工的產業框架
美國憑藉新創技術與核管會(NRC)現代化法規體系(如10CFR Part53)引領架構設計;法國電力集團(EDF)則以 NUWARD小型壓水堆,整合歐陸核工技術與標準化平台。日韓則包攬核心重工製造,例如韓國斗山重工(Doosan Enerbility)在昌原打造全球核能代工樞紐,承接美國及英國勞斯萊斯之反應爐壓力容器(RPV)等核心組件;南韓三星物產則主導跨國EPC統包工程採購。日本日揮(JGC)與 IHI 株式會社深度參與注資,分別負責前端工程整合與精密反應爐模組研發製造。
(二)AI科技巨頭的購電合約融資
與中俄國家資本運作不同,西方由自由市場模式由供需方進行資本融資,例如,微軟(Microsoft)、亞馬遜(AWS)、Google等科技巨頭對於算力暴增的零碳電力缺口,以簽署長期購電協議(PPA)或直接入股SMR建置的方式,藉由長期購電利益緩解電廠龐大的工程融資風險。
(三)歐洲多國早期聯審機制
為落實SMR工廠化量產的規模經濟,法國攜手捷克、波蘭、瑞典、荷蘭等8國監管單位推動「多國早期聯審」。在正式動工前預先協調跨國安全規範,提前簡化「每跨一國即需耗費十年重新申照」的行政困境,為SMR建立跨國的標準化規範。
(四)美國《123協定》的核科技約束
西方陣營SMR的商業輸出與核材料流動,全面受制於美國《原子能法》第123 條協定(123 Agreement)的「事前同意權」與核不擴散約束,因此引進美歐技術的國家,必須具備高度信任的法治環境與地緣結盟關係。故而,SMR的建設已超越純粹的電力設備的買賣,比較像是「民主陣營信賴供應鏈」的戰略同盟。
四、台灣參與全球SMR分工的機會與挑戰
在西方民主同盟「美法設計、日韓代工」的架構下,台灣工業正面臨切入次世代核能供應鏈的關鍵轉節點。根據國際能源總署(IEA)在2025年1月《核能新時代之路》(The Path to a New Era for Nuclear Energy)報告中的推估,在政策支持、監管程序改善及產業交付能力配合的快速成長情境下,直至2050 年全球SMR累計投資規模將達6,700億美元(約合新台幣21兆元)。此外,依據世界核能協會(WNA)與OECD 核能署(NEA)對核電建造結構的分析,除核島核心設備外,SMR 建置仍涉及電廠平衡設施、發電設備、特殊合金材料、精密閥門管路、電力轉換及工業控制等多元供應環節,而台灣業者具有優異的精密製造能力,可望迎來進入該產業供應鏈的潛在契機。
為爭取進入跨國產業鏈的機會,近年國內頂尖學術機構已攜手核能產業發展協會,率領特殊鋼合金、精密壓力容器製造與工程整合等相關業者,赴美接洽主流原廠,爭取材料驗證與合作機會。客觀檢視台灣當前的產業體質,我國在航太級高溫鎳基超合金重熔、半導體與石化特種抗震管閥、高壓變配電設備,以及工控資安防護等領域,均具備深厚的製造基礎與國際競爭力。然而,在「核能設備及工程」方面,由於長年並無本土工程訂單與國際核級標章認證。目前,台灣業者在國際核能產業中,仍處於一般工業或周邊零組件供應領域;若要進一步加入核能安全級供應鏈,仍須跨越相關認證與品質保證門檻。此不僅涉及繁複的國際認證重置成本,更深受敏感戰略物資管制等多重問題。
五、結論
回顧工業革命歷程,早期可以依賴勞力密集再走向產能優化的契機,在即將邁入實體AI(Physical AI)快速迭代的今日,此項契機已不復存在。工業競爭的核心已轉向「誰掌握足夠的算力與能源,誰就主導科技與工業發展的話語權」,算力與潔淨電力基載已然成為第四次工業革命的火車頭。SMR本質上是具有高度地緣安全屬性的能源,並深受美國《123協定》與西方同盟安全框架上的制約。全球 SMR 發展競逐亦已超越傳統公用事業供電範疇,成為融合地緣政治、法治同盟信任與高階製造實力的總合競賽。
台灣在思考能源韌性與產業藍圖時,必須融入民主同盟的「信賴供應鏈」架構。但面對我國在國際核能產業鏈近乎缺席的現實,台灣工業若欲實質承接國際分工的訂單,無需、亦不宜競逐日韓百噸級的大型鍛造市場,反而應聚焦於『關鍵次系統與材料供應』上。藉由我國特殊鋼材、精密管閥、重電電力轉換及工控資安等既有產業聚落優勢,建議可採取以下兩大因應策略。
(一)取得國際認證並分攤相關成本
美歐核能市場對設備、材料及供應商的品質保證與資格認證均有嚴格要求。例如:ASME《鍋爐及壓力容器規範》第III節(Section III)的核能組件建造要求及其N、NPT等核能認證制度;至於核能材料供應商,則可參考其材料組織品質系統(QSC)認證,作為台灣建立核能材料與零組件驗證平台的參考,另外美國核管會(NRC)亦有許多的法規與品保規範亦值得相關產業注意。台灣早年累積的核級標章若已過期失效,重啟認證需耗時且成本高昂,個別廠商難以單打獨鬥。應由國家級科研法人攜手學術單位與產業協會,建置「材料與關鍵組件驗證平台」,以產學研究團隊協助國內特鋼合金與精密管閥業者分攤品保與海外認證成本,加速進入國際原廠供應鏈之中。
(二)戰略物資出口須建立信賴制度
次世代反應爐所需的高溫鎳基超合金與特殊耐輻射閥件,受制於國際防核擴散及軍民兩用出口的管制規範。我國業者若欲成為跨國分工產業鏈,仍須在政府指導下,建立符合美歐標準的戰略物資出口管制(如美國EAR與歐盟雙用途清單),並導入全生命週期履歷(防止技術外流至非同盟國)與營業秘密防護機制,藉由建構「制度性信任」以贏得西方民主同盟的長期合作。
作者為自由作家,曾兼任大學助理教授
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