小型模組化反應爐(SMR)被譽為核能產業的新希望,承載著各國能源轉型與淨零排放的期待。然而隨著瑞典等歐洲國家積極推動SMR商業化部署,全球供應鏈卻暴露出結構性瓶頸,讓這項「未來核能」技術面臨嚴峻的現實考驗。從核燃料取得困難到關鍵零組件製造產能不足,這些挑戰不僅影響建置時程,更牽動著各國的能源戰略布局。
目前全球正在開發80多種SMR設計,但截至2024年,只有中國和俄羅斯成功建造投入營運的小型模組化反應器。這個數據凸顯了SMR從概念到商轉的巨大鴻溝,也說明了供應鏈挑戰的嚴重性。
核燃料供應短缺已成為SMR發展的最大絆腳石。大多數新一代SMR設計需要使用高濃縮低濃鈾(HALEU)燃料,但全球主要供應商俄羅斯因地緣政治因素遭西方國家禁運,俄羅斯的HALEU供應預計在2028年完全結束。美國能源部已向六家公司授予合約協助處理HALEU燃料,並積極布局新一代核能發展,但本土生產能力仍極其有限。美國能源部甚至因為缺乏足夠的HALEU儲存筒而延遲交付,顯示基礎設施建置的滯後。
歐洲和美國政府雖然已投入專款建立自主燃料供應鏈,但要讓產能充分擴大仍需數年時間。這種燃料短缺不僅影響SMR的商轉時程,也迫使各國重新檢視對俄羅斯核燃料的依賴程度,凸顯了能源供應鏈安全的重要性。
關鍵材料與零組件的製造瓶頸同樣令人憂心。SMR採取模組化設計,可在工廠製造後運至現場組裝,這是其相較於傳統大型核電廠的主要優勢。然而國際市場上能夠生產高規格核等級材料、特殊合金、大型壓力容器等關鍵零組件的企業寥寥無幾。這種供應商集中的現象造成裝備訂單積壓、交期冗長,一旦某個環節出現延遲,就會對多國專案進度產生連鎖反應。
更棘手的是專業人力短缺問題。由於各國SMR設計尚未全面標準化,無法像汽車或電子產業般進行高度模組化、規模化製造。核能安全審查門檻極高,各個環節都需要大量合格的焊接、設備測試、品管人員,但這類特殊技術人力在短期內難以快速補足。這不僅增加了建置成本,也延長了專案執行時間。
SMR被認為是助力供電資料中心、各大工廠的潛在幫手,但最近美國的研究顯示,SMR難題依然存在:太貴、太慢、風險高。即使大量模組可在工廠生產,現場仍需進行精密整合與調試,而各國法規、審查流程的差異都會造成組裝期的不確定延遲。現階段SMR多為首批部署的示範專案,缺乏足夠的經驗累積來支撐大規模快速複製。
國際合作與競爭的複雜關係也為供應鏈帶來變數。美國、中國、俄羅斯、英國、加拿大、阿根廷、韓國,甚至迦納都在建設或處於許可階段,印度也宣布將建造多達50座小型核反應爐。目前SMR領先國家多投入自有專案並緊盯知識產權,能否加速擴大交貨能力並分攤給像瑞典等新進市場,還存在競合關係與政策選擇上的變數。
儘管面臨諸多挑戰,SMR仍具備其獨特優勢。SMR占地面積較小,可以安裝在不適合大型核設施的位置,這為偏遠地區或工業區提供了新的能源選項。隨著各國政府持續投資基礎建設、國際合作逐步加強,供應鏈瓶頸有望在未來十年逐步改善。
SMR供應鏈的困局反映了新興技術產業化過程中的典型挑戰。從理想的技術概念到商業化應用,需要完整的產業生態系統支撐,而這個生態系統的建立往往比技術本身的發展更加複雜與耗時。對瑞典等積極推動SMR部署的國家而言,如何在供應鏈尚未成熟的情況下管控風險、確保專案進度,將是未來幾年的重要課題。
在這種條件下,我們對於相關技術的評估要做謹慎的考慮,必須密切觀察技術的發展,不宜太早下結論。唯有透過國際合作、政策協調與產業投資的多重努力,SMR才能真正從實驗室走向商業應用,實現其在能源轉型中的願景。
楊聰榮(台灣環保聯盟學術委員,中台灣教授協會理事長,任教於台灣師範大學)
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