核能救 AI？》時代新星，小型模組化核反應爐進展到哪了？

因應生成式 AI 迅速發展，一場新競賽正如火如荼進行中，各大廠商正加速建立提供強大的算力基礎，然而 AI 資料中心用電量也相當可觀，為了不與民生、工業廠商爭電，能直接建置在廠房內的第四代小型模組化核反應爐（SMR），會是解答嗎？

小型模組化核反應爐（SMR）相較於傳統的核電廠，一座反應爐發電量可能只有 10 MW，是傳統反應爐的縮小版，但因為規模更小、也更有彈性，可以直接在工廠建置後再運到現場。

以技術來說，第四代核能發電廠仍屬於核分裂。科學家們在 1938 年發現核分裂，進而衍伸原子彈、核子反應爐應用，再以年代區分核能的發展，其中 1950~1970 年為第一代電廠、1970 年至今的現役核電廠則是第二代，2000 年後為再改良的則是第三代，目前科學家與核工業大廠們則正在研發第四代先進反應爐。

第四代核反應爐包括小型模組化核能反應爐（SMR）高溫氣冷反應爐（HTGR）、氣冷式快反應爐（GFR）、鈉冷快中子反應爐（SFR）、鉛冷式快反應爐（LFR）液態氟化釷反應爐（FHR）、熔鹽燃料反應爐（MSR）等。

傳統每座反應爐裝置容量動輒 1GW 左右，成本高達 150 億美元、可能需要長達 20 年才能完工運轉，但身為第四代核反應爐的 SMR，可以將機組拆分成多個部分，可以一次安裝多個小型反應爐，或是在工廠建置完後直接搬去現場，避免過去設置核電廠工程浩大，費時又昂貴的老問題。

對於小型、相對偏遠的社區，能裝置一座小型核反應爐為幾千戶家庭或企業供電，用在石油探勘、軍事基地等特殊應用，也當然能應用在資料中心中。再結合被動安全系統，不用操作員主動干預或電氣回饋讓反應爐進入安全關閉狀態，也不用大型混凝土結構屏蔽核燃料棒。

資料中心開發商 Digital Realty 技術長 Chris Sharp 先前受 BBC 採訪就認為，如果要找到另一個用電來源，SMR 為解方之一，可以直接裝在資料中心裡面。

全世界已有多個國家正在發展 SMR，包括美國、加拿大、阿根廷；歐洲的英國、法國、瑞典、捷克、俄羅斯，以及亞洲的日本、韓國、印度、中國。中國自製的高溫氣冷式反應器 SMR（HTR-PM）更已在 2022 年 12 月完成商轉倂網前測試，發電功率為 210MW。

目前各國興建中的 SMR 機組共有四部，包括中國的 ACP100（玲瓏一號）和 TMSR-LF1，發電量分別為 125MW 及 10MW，其中玲瓏一號預計 2026 年投入商業運轉， TMSR-LF1 預計完成時間表是2024年。以及俄羅斯的 300MW BREST-OD-300，目前其鋼製反應爐底板和安全殼下層已經安裝完畢，阿根廷容量介於 27~30MW 的的機組 CAREM。

美國對 SMR 技術也寄予厚望，目前已經 NuScale Power 設計的 77MW 機組更已經獲得執照，只是建置過程遇到大難題：成本。

NuScale 原本打算在愛達荷州建置六部 77 MW ，容量共 462 MW SMR 機組，預定可以在 2029 年開始供電，然而 2023 年 11 月 8 日該公司和猶他州聯合市政電力系統公司（UAMPS）共同宣布，由於成本太高，被迫放棄這項計畫。

NuScale Power 今年 1 月 8 日也為節省成本，將解雇 28%、 154 名全職員工，預計每年可省下 5000 萬至 6,000 萬美元，顯然目前 SMR 的建置成本還是相當昂貴，沒辦法低到大眾所期待那樣。

只是現在無論是晶片開發、電動車研發到現在的 AI 趨勢，都需要大量的電力供應，為產業基本需求，如何找到零碳、安全又穩定的電力來源為一大挑戰，而 SMR 進展是否能趕上 AI 發展速度，只能繼續看下去。