產業鏈深度 · AI 電力基礎建設 · ISSUE #221
核電的瓶頸不在蓋電廠,在燃料:濃縮與 HALEU 的產能算術|AI 電力基礎建設系列 18
電廠可以蓋,執照可以審,燃料的分離功產能要等好幾年。這篇看的是最後那一段。
Oklo 在自己送交美國證管會的意向書新聞稿裡寫下一句話:取得國產高丰度低濃縮鈾「仍是先進核能產業所面對的核心限制之一」。這句話出現在一份意向書、不是確定合約,交付要 2029 年才開始,而文件明文寫著可能包含 Oklo 對燃料供應商的預付款。另一邊,TerraPower 直接貸款給燃料商去蓋濃縮廠。錢的方向是往上游走的。本系列先前各篇把發電、電網與電源器件寫透了,燃料這一層一直空著。這篇補上。
電力爭奪的稀缺點,為什麼要往上游看到燃料
本系列先前各篇處理的是同一條鏈的下游三段:發得出來嗎、送不送得到、機櫃裡的電源器件跟不跟得上。第 10 篇談電網塞死之後表後供電的贏家重排,第 11 篇談發電端與器件端的輪動落差,第 17 篇把 800V 直流拆成三段路標對應三組時間錨。這些都停在「電從哪裡來、怎麼送進機櫃」。
核能在這條鏈上被討論的方式,通常也停在同一層。市場關心的是機組什麼時候重啟、小型模組化反應爐什麼時候併網、購電協議簽了幾百 MW。這些問題的共同預設是:只要電廠蓋得出來、執照審得過,電就會出現。
但核電廠跟燃氣電廠有一個結構差異。燃氣機組的燃料是商品,管線接上就有;核電機組的燃料要經過礦、轉化、濃縮、燃料製造四道加工,每一道都有獨立的產能、獨立的執照、獨立的前置期。任何一段卡住,前面三段做多少都沒用。
而這條鏈的規模訴求正在快速放大。依世界核能協會的「World Nuclear Fuel Report 2025」,2025 年全球反應爐鈾需求約 68,920 公噸鈾,到 2040 年參考情境要逾 150,000 公噸鈾;對應的裝置容量自 2024 年的 372 十億瓦增至 2040 年參考情境的 746 十億瓦。同一份報告點出一個更值得注意的結構變化:一次鈾滿足年度反應爐需求的比重,自 2022 年約 78% 升到 2024 年的 90%。
這個比重的意義是緩衝正在耗盡。庫存、貧化鈾再濃縮、拆彈計畫這些二次來源,過去大約覆蓋兩成的年度需求;現在只剩一成。需求越來越直接壓在當期的加工產能上。世界核能協會並明確表示,現有礦場資源將在 2030 年代中期面臨枯竭,新一次供給的投資決策現在就得做。
所以問題要重新問一次:這條鏈上真正替代最慢的是哪一段。
鈾的缺口是地質限制,還是商業決策
先處理礦端,因為它的稀缺性質與下游各段不同。
把最大產鈾國的產量計畫攤開:依 2025 年 8 月公布 2026 年計畫時的報導彙整,Kazatomprom 的名目產量水準依原採礦權協議為 32,777 公噸鈾,經修訂後降至 29,697 公噸鈾;公司明說現行供需平衡與未覆蓋需求「不足以誘使其回到 100% 產量水準」。
這是一句商業聲明,不是地質聲明。它說的是價格還不夠高、所以我選擇不產滿。
這裡還有一個時間錯位要處理。同一家公司在 2026 年第二季更新裡自述,2026 年上半年產量在 100% 與權益基準上都比 2025 年同期為高,理由是 2026 年生產計畫依採礦權協議要求本就高於 2025 年。所以公司揭露的口徑是名目授權水準下修、且拒絕回到滿載,當期產量本身仍在增加。這個區別對後續判斷很關鍵:授權水準下修代表產能仍在、隨時可以回來,當期減產才代表產能真的消失。
礦端的另一個特徵是單點脆弱。Cameco 在最近一次季度揭露中提到,因「McClean Lake」磨礦廠的硫酸供應問題,一度暫停「Cigar Lake」礦的作業,經 12 天停工才恢復正常開採。「Cigar Lake」是全球最重要的鈾礦之一,而打斷它的是一座酸廠。這說明礦端的短期波動來源常常不是礦本身。
真正有意思的是西方最大生產商自己的帳。Cameco 2026 年的產量指引是權益基準 1,950 萬至 2,150 萬磅 U3O8,但它的五年長約組合年均交貨逾 2,800 萬磅。中間那段差額要靠市場採購補:光是 2026 年第二季,自有礦場產量 390 萬磅、交貨量 710 萬磅、外購鈾 280 萬磅,外購均價每磅 66.60 美元。
執行長「Tim Gitzel」對長約價走強的說法是,來自上半年簽約活動增加、客戶「越來越聚焦於供應安全」,公司則「持續耐心且審慎地承諾供給」。
我的判斷:Cameco 該被理解為結構性軋空的一方,不是單純的受惠者;長約鎖住了它的賣價,而年產約 2,000 萬磅對年均交貨逾 2,800 萬磅的那段缺口,暴露在會上漲的買價上。鈾價漲,它的採購成本同步漲。要盯的單一指標是外購量與外購均價這一組,它直接決定這段夾殺有多痛。什麼情況下改看法:公司揭露其簽約策略採較高的下限與上限,且 2026 至 2028 年的交付量高於五年均值,若這兩項對沖條件把實現價拉近現貨,這條軋空論點就要下修。
燃料鏈的加工段裡,哪一段的產能替代最慢
礦端的稀缺是商業決策,所以它可以被價格解決。往下游走一段,性質就變了。
3.1濃縮:一個不需要擴產就能維持支配的結構
世界核能協會的濃縮產能表以 2022 年為基準年、引自其 2023 年版燃料報告,單位是千分離功單位每年:
| 業者 | 2022 | 2025 | 2030 | 佔比 |
|---|---|---|---|---|
| Rosatom | 27,100 | 27,100 | 27,100 | 44% |
| Urenco | 17,900 | 17,900 | 17,900 | 29% |
| 中核集團 | 8,900 | 10,000 | 17,000 | 14% 增至 24% |
| Orano | 7,500 | 7,500 | 7,500 | 12% |
| 其他 | 100 | 400 | 800 | 低於 2% |
這張表的 2025 與 2030 兩欄是當時的推估值而非實績。但它的結構訊息很清楚:Rosatom 佔 44%、約 2,710 萬分離功單位,而且在這張表上到 2030 年產能完全不變。它不需要擴產就維持支配地位。成長全部來自中核集團,佔比推向約 24%。
西方擴產的絕對量對照起來很小。Orano 核准增 250 萬分離功單位、2024 年 10 月動土;Urenco 美國新增 70 萬分離功單位;Urenco 荷蘭「Almelo」增 75 萬分離功單位、首批新級聯約 2027 年。三案合計約 400 萬分離功單位,對照 Rosatom 一家的 2,710 萬。
分離功產能之所以替代得慢,在於它是離心機的實體數量。要多做分離功,就要多裝離心機、多蓋廠房、多拿執照。價格訊號傳到產能上的延遲是以年計的,而且產能一旦排定,短期內沒有可觀的替代供給能填上。
3.2高丰度低濃縮鈾:西方只有一條線,而它剛換檔
先進反應爐設計普遍需要濃縮度介於 5% 至 20% 的高丰度低濃縮鈾。這一段的西方供給狀況,用一家公司的合約履歷就能講完。
Centrus 在俄亥俄州「Piketon」的美國離心機廠,是公司於 2025 年 6 月 8-K 中自述的「西方世界唯一 HALEU 濃縮來源」,也是目前唯一有公開產出紀錄的一條線。它與美國能源部的示範合約走完了完整的三個階段:
| 階段 | 內容 | 時點 |
|---|---|---|
| 第一階段 | 級聯投產,交付初期 20 公斤 | 2023 年完成 |
| 第二階段 | 合約要求產出 900 公斤 | 2025 年 6 月 30 日前達標 |
| 第三階段 | 展延一年,另含至多八年選擇權,由能源部單方決定且須有預算撥款 | 2025 年 6 月宣布 |
| 結束 | 最後一批 900 公斤於 2026 年 6 月中完成、提前兩週;示範合約全部履約完畢 | 2026 年 7 月公告 |
全生命週期累計產出:逾 1,900 公斤。
2026 年 7 月 1 日,公司簽定 9 億美元的固定價格任務訂單合約,要求在「Piketon」部署商業規模產能。條款重點有三條:初期建置包含每年 12 公噸高丰度低濃縮鈾產能,另含滿足既有 24 億美元低濃縮鈾在手訂單的產能;第一批新產能預計 2029 年上線;全部選擇權計入後合約總值 10.7 億美元。
中間那段空窗的處置方式也寫在公告裡:公司打算把既有那組級聯轉為商業基礎的私營運轉,供應客戶近期需求,並與能源部另簽三個月、1,500 萬美元的儲存展延。
西方的另一條線還在蓋。ASP Isotopes 與 TerraPower 在 2025 年 5 月簽定一組確定協議:十年供應協議的簽約上限為至多 150 公噸高丰度低濃縮鈾,期間自 2028 年至 2037 年底;另有一份首爐供應協議,供應 Natrium 在懷俄明州專案初期裝載所需的首批燃料爐心,原文未揭露噸數。供應來源是 ASP Isotopes 規劃中的南非「Pelindaba」新廠,設計年產能約 15 公噸,預計 2027 年起初期生產,但明文須先取得全部所需許可與執照。
這組協議裡最值得注意的是資金流向:TerraPower 同時提供一筆貸款,部分融資這座濃縮廠的建設。買燃料的人出錢幫賣燃料的人蓋廠,錢的方向比噸數更能說明議價權在誰手上。
需求側的長期量級可以當佐證。愛達荷國家實驗室 2021 年 12 月的一份情境研究推估,淨零情境下 2050 年的高丰度低濃縮鈾年需求約 520 公噸、2050 年前累計約 5,350 公噸,依先進反應爐組合不同區間為 3,450 至 7,175 公噸。這組數字有三個限制:它是 2021 年做的情境研究而非市場預測、520 公噸是 2050 年而非當期缺口、產能可擴而且正在擴。它是規模的量級參考,不是缺口的預測值。