2022年2月，美國能源部發布《核供應鏈深度評估報告》以及《維護供應鏈安全以大力推進清潔能源轉型的綜合戰略》，詳細闡述了美國核供應鏈的發展，明確了核供應鏈發展的戰略舉措和目標，旨在通過推進核供應鏈發展來重振核工業，助力實現2050年凈零排放目標，維護美國在核技術方面的全球領先地位。

一、美國核供應鏈發展面臨的主要風險

1. 大型輕水堆供應鏈的風險

美國擁有93臺在運核電機組(全部為輕水堆)，數量位列全球第一，核電約占總發電量的20%。當前，美國依托國內外供應商建成一條服務于大型輕水堆的成熟核供應鏈，涵蓋天然鈾供給、鈾轉化與濃縮、核燃料制造、核電廠建設、運行及退役等核電全生命周期。在大型輕水堆供應鏈方面，美國面臨五個風險。

（1）是天然鈾本土產量低。美國擁有本土鈾礦及開采能力，但由于鈾的進口成本低廉，目前美國本土鈾產量正處于歷史最低水平，僅占全球鈾產量的0.2%，所需的鈾主要從加拿大、澳大利亞、俄羅斯、哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦進口。

（2）是鈾轉化與濃縮依賴進口。目前美國本土唯一的鈾轉化廠是梅特羅波利斯鈾轉化廠。該廠于2017年停產，目前正準備重啟，計劃于2023年恢復生產。俄羅斯國家原子能集團、加拿大卡梅科公司、法國歐安諾公司和中國核工業集團有限公司是全球四大鈾轉化服務供應商，產能約占全球的74%。鈾濃縮方面，美國擁有6家低濃鈾供應商，其中一家位于美國本土。

（3）是核燃料循環體系尚不完整。美國本土建有3個核燃料制造廠，分別隸屬于全球核燃料公司、西屋電氣公司以及法馬通公司，為全球供應核燃料。現有核燃料供應鏈可以滿足在運及未來可能少量增加的輕水堆的燃料需求。乏燃料處置方面，受經濟成本限制，美國目前采用開放式燃料循環，即在不經過后處理的情況下進行臨時儲存。目前美國尚無乏燃料長期綜合處置方案，其國內核電廠臨時儲存有8.6萬噸乏燃料，且正以每年2000噸的速度增長。新墨西哥州的廢物隔離中試場主要儲存國防相關的核廢物，在尤卡山建造地下處置庫的方案已終止，能源部尚未確定新的地下處置庫選址方案。

（4）是核電建設原材料自給程度較低。重點關注需求量大或來源較單一的礦物及原料。鉻、鎳是制造核電廠管道系統的主要原材料。美國70%的鉻、50%的鎳依賴進口。南非和哈薩克斯坦占全球鉻產量的50%以上，印尼、菲律賓和俄羅斯是世界三大鎳生產國。鋰是壓水堆一回路酸堿值調控劑的主要原料，美國核電廠每年鋰需求總量約為300千克。澳大利亞、智利和中國是世界三大鋰生產國。美國電力研究院正在研究利用氫氧化鉀替代氫氧化鋰調控壓水堆一回路酸堿值。

（5）是核電設備存在偽劣問題。大型設備方面，美國本土沒有制造設施，主要依賴韓國與日本供應，如韓國斗山集團和日本東芝集團等。考慮到近40年來美國新建的大型反應堆中只有2座是AP1000反應堆，且尚無大規模新建計劃，現有的大型設備供應鏈可以滿足美國核電發展需求。小型設備方面，美國本土供應商具備制造小型鍛件、管道及其他零部件的能力，但存在假冒偽劣零部件的問題。2022年2月9日，美國核管會在全美四大監管區域各選擇了一家核電廠開展零部件合規性調查，結果顯示第三監管區(美國中北部區域)的核電廠存在使用假冒偽劣零部件的情況，第一監管區(美國東北部區域)的核電廠先前發生的2次部件故障也是由于使用了不合規的零部件。此外，通用設備及部件如計算機、電子設備、混凝土、標準建筑材料等，由于廣泛應用于各行各業，其供應安全性及可靠性與核供應鏈關系不大。

2. 先進反應堆供應鏈的風險

隨著“先進反應堆示范計劃”等計劃的推進，美國正致力于在現有供應鏈基礎上提升對四代堆、小堆、微堆等先進反應堆的供應與保障能力。先進堆的冷卻劑、結構及燃料設計與現有輕水堆不同，因而需要多種特有的原料及燃料供應。美國在這一領域面臨四個風險。

（1）是本國尚不具備高豐度低濃鈾商業生產能力。美國多種先進反應堆設計均依賴高豐度低濃鈾，但全球唯一的高豐度低濃鈾供應商是俄羅斯原子能集團旗下的TENEX公司。《美國2021年財年綜合撥款法案》明確要求能源部制定計劃確保高豐度低濃鈾的供應。當前，美國能源部正與森圖斯公司合作，基于國內設施與技術生產少量的高豐度低濃鈾。

需求預測方面，美國能源部研究顯示，2030年前美國高豐度低濃鈾的確切需求約為8～12噸/年，潛在的商業需求到2030年可能會超過100 噸/年。2030年后，隨著先進反應堆的投運，高豐度低濃鈾的需求預計會大幅上升，按照2050年美國核電裝機容量達到2.5億千瓦(目前約9500萬千瓦)計算，屆時高豐度低濃鈾的需求將達到520噸/年，2050年前累計需求量約為3450～7175噸。

（2）是尚無先進核燃料批量化生產設施。BWXT公司已于2020年重啟TRISO燃料生產線，年產量達數百千克;泰拉能源公司和X能源公司正在能源部資助下分別建立金屬燃料和TRISO-X燃料的商業生產設施;熔鹽堆燃料和其他先進反應堆燃料目前尚無批量化生產設施。

（3）是先進堆原材料供應不足。美國正在重點關注鉻、鎳等核電通用建設原料之外的特殊礦物及原料。石墨是使用三層各向同性(TRISO)燃料反應堆的必要堆芯材料。當前，美國的天然石墨完全依賴進口，國內沒有核級石墨部件生產商。釔可用于先進反應堆的慢化劑材料，同樣完全依賴進口，其中大部分來自中國。氦、核級鈉、熔鹽可分別用作氣冷堆、鈉冷快堆和熔鹽堆的冷卻劑。美國擁有本土氦供應鏈，但產量有限;鈉本身儲量充足，但缺乏具備大規模核級鈉加工能力的供應商;鋰基或氯基熔鹽目前只能實現小規模實驗室生產，尚無大規模商業化生產能力。

（4）是推進在工廠而非核電廠場址建造核電設備。美國能源部表示，大多數先進反應堆的容器將小于現有輕水堆，因此對大型設備供應鏈依賴度不高。此外，美國致力于增加工廠制造過程在先進堆建設中的占比，減少場址建設過程，從而降低部署成本。

3. 核供應鏈發展面臨的主要風險

（1）是關鍵原料高度依賴進口。鈾資源方面，美國的天然鈾供應、鈾轉化與濃縮能力高度依賴俄羅斯等國，盡管美國正計劃逐步恢復本國鈾轉化能力并建立本土高豐度低濃鈾供應鏈，但短時間內一旦全球鈾供應受阻，美國將無法快速提升產能以應對供應中斷。關鍵礦物方面，美國超過50%的鉻、鋰、鎳和100%的石墨、釔、銦、鈮依賴進口。

（2）是核能市場萎縮。強大且不斷增長的核能市場是維持和發展核供應鏈的基礎。當前，較低的天然氣價格以及可再生能源補貼導致美國核電價格較低，多數核電廠盈利能力不足。自2012年以來，低電價、老化設備維護需求、冷卻水對生態環境的影響等因素已導致美國12臺核電機組退役，此外還有3臺機組正計劃退役。

（3）是人才短缺。核行業需要大量的工作人員開展初始設計、項目規劃、建造、運營和退役工作。目前美國核行業許多工作人員都臨近退休年齡，因而核行業面臨熟練技工短缺問題，這將阻礙行業未來的發展并導致供應鏈各環節成本上升。

二、美國核供應鏈的發展戰略及目標

1. 基本戰略

核能是美國目前最大的清潔能源來源。《維護供應鏈安全以大力推進清潔能源轉型的綜合戰略》公布了七項旨在增強核能等清潔能源供應鏈的安全性及韌性、促進行業蓬勃發展的基本戰略，具體內容如下。

（1）是提升原材料的國內供應能力。核心是加強關鍵礦物的國內生產能力，提高對關鍵礦物全球運輸與分配的國際話語權。具體措施包括提高國內采礦的審批許可效率;推進環境可持續的礦物提取、加工與精煉技術的創新;改進礦物相關領域的全球標準;嘗試通過國際能源署等組織，建立能源轉型關鍵材料的自發儲備多邊協調機制等。

（2）是擴大國內制造能力。核心是加大對清潔能源領域制造業的投資與支持，建立區域產業集群，加速提升美國制造業能力。具體舉措包括擴大清潔能源轉型領域制造項目的范圍及規模;充分利用國外投資促進美國制造業發展;促進政府與當地制造行業的溝通，建立清潔能源區域產業集群等。

（3）是建立多元、可靠的國際供應鏈。核心是向私營進出口企業提供支持以完善國內供應鏈，加強全球供應鏈的可追溯性。具體措施包括加大對美國進出口企業的財政支持;推動可追溯性標準的采用及實施等。

（4）是通過明確的市場刺激信號擴大清潔能源部署。核心是擴大政府對清潔能源產能及產品的需求，提高市場信心，帶動相關供應鏈發展。具體舉措包括制定原材料聯邦采購清單，并將該清單作為與美國工業界和外國政府開展清潔能源合作的基礎;增加對環境可持續型運輸燃料及供應鏈的需求;研究聯邦機構簽署超過10年的清潔能源服務購買協議的可行性等。

（5）是改進廢物管理工作。核心是加強關鍵原料的回收，由政府支持基于再生材料的產品的供應及市場化，并持續采購這類產品。

（6）是吸引熟練技工進入本國清潔能源領域工作。具體舉措包括：加強政府、工會及企業的交流和合作，為工人提供具有競爭力的薪酬，并將政府為能源工業部門提供的資金用于支持勞動力標準制定和工會運轉。

（7）是加強對供應鏈的戰略與決策研究。核心是提高對供應鏈的風險、依賴性、材料可用性、市場動態等關鍵因素的預測及把握。具體舉措包括設立制造與能源供應鏈辦公室，完善供應鏈相關數據庫建設，提高核領域的建模分析能力;量化評估供應鏈對清潔能源技術的經濟、環境、社會和人權影響;基于《邁向2050年凈零排放的長期戰略》開展深入研究，為美國碳中和及經濟領導戰略提供信息支撐;制定能源領域的軟件、硬件、虛擬平臺、虛擬服務及數據安全國家標準、指南及要求。

2. 具體發展計劃

（1）是制定《核廢物處置綜合戰略》，解決乏燃料臨時貯存、永久處置及相關運輸等問題，該戰略前期將聚焦于乏燃料臨時貯存設施的選址工作。同時修訂《核廢物政策法案》，允許能源部順利實施該戰略。

（2）是全面實施《核能創新能力法案》和《核能創新與現代化法案》，推動私營部門與國家實驗室合作演示新型反應堆概念設計，確保短期內新一代核能技術能夠成功、高效地獲得許可。

（3）是執行能源部“先進反應堆示范計劃”及“高豐度低濃鈾供應項目”，支持相關技術的商業部署。

（4）是投資建設快中子輻照堆、通用測試反應堆等研發基礎設施。

（5）是向美國國防部、國家航空航天局、能源部等機構提供研發資金，加速部署創新型核能系統。

3. 發展目標

短期目標(21世紀20年代中期以前)是建立安全的國內高豐度低濃鈾供應鏈;完成“先進反應堆示范計劃”。

長遠目標(21世紀20年代中期以后)包括：大型反應堆方面，保持現有輕水反應堆繼續運行并延長運行許可期限;完成可能的大型輕水反應堆新建計劃。小堆及微堆方面，建設并運行模塊化小堆、微堆;利用退役煤電廠的設施基礎建設小堆，實現電廠重新發電;為聯邦設施、軍事基地與機動行動、偏遠地區與島嶼、太空任務部署小堆及微堆。核能綜合利用與出口方面，利用核能將碳轉化為塑料等高附加值產品;利用核能供熱，核能制氫、氨及合成燃料;擴大美國先進核技術出口。

三、對我國核供應鏈發展的啟示

經過60多年的發展，我國已具備完整的核工業供應鏈。為推進由核大國向核強國轉變，我國未來應持續對供應鏈的薄弱點和風險點進行排查，加大創新力度，打造自主可控、安全可靠的核供應鏈。

增強供應鏈韌性，維護國家能源安全。近期俄烏沖突或將導致全球核供應鏈發生重大改變，供給格局面臨重塑。因此我國有必要對核供應鏈進行評估，辨析“孤源”、“斷點”、“梗阻”等供應鏈風險，加快自主創新步伐，并探索建立關鍵原材料的戰略儲備機制，更好地應對全球核工業領域突發狀況對我國核能供應鏈可能造成的沖擊。需注意的是，建立自主可控的核工業鏈并非意味著閉關自守，而是要充分發揮國內完整供應鏈的優勢，進一步加強對外合作，主動開拓國際市場，拓展更加多樣、更加穩定的供應渠道，在保障本國供應安全的同時為提升全球核供應鏈穩定性做出貢獻。

重視謀劃布局，創造良好的外部發展環境。除高度重視供應鏈自身各環節的建設外，我國還應提前謀劃，統籌布局，為供應鏈的發展創造良好的外部環境，如為核能市場規模擴大、核行業人才培養、技術創新等提供政策支持。目前，我國正在“積極安全有序發展核電”，在建核電裝機容量居世界第一，在運核電裝機容量居世界第三。在不斷擴大國內核電市場規模的同時，我國還應充分利用自身優勢，以需求為導向，關注其他國家能源發展規劃，適時推動我國核工業“走出去”，通過擴大海外市場規模帶動供應鏈發展。