美中AI競爭 晶片之外 關鍵是核能

人工智慧（AI）的發展已經在重塑地緣政治格局。在美中科技戰中，當人們把焦點集中在晶片與曝光機時，專家卻指出制約AI發展的關鍵因素或許是核能，核能因此成為美中科技戰的另一個焦點。

美國AI公司Scale AI創辦人亞歷山大．王（Alexandr Wang）曾表示，衡量美中AI生態系統除了晶片品質及產量外，第三個關鍵指標就是電力，因為從中期來看，AI的真正瓶頸是電力而不是實際的晶片。

彭博新能源財經（BloombergNEF）4月發布的報告顯示，到2035年，美國數據中心的用電量預計將占總用電量的9%左右，是2024年的兩倍多。

根據伍德麥肯茲公司（Wood Mackenzie）最新的能源轉型展望，全球數據中心電力需求預計將在2025年達到700太瓦時（TWh／10億千瓦時／10億度），到2050年將增至3,500太瓦時，相當於印度和中東目前電力需求的總和。

伍德麥肯茲預測，受數據中心推動電力需求成長，2035年後美國核電發電量將增加27%。

目前，從微軟到Alphabet旗下的谷歌，越來越多科技巨頭與核能新創公司簽署購電協議，以確保未來的電力供應。

清華大學原子科學院院長葉宗洸對《大紀元時報》表示，AI產業對電力的需求會比其他產業高出很多，如果有任何地區要引進AI技術或接受大型科技公司的投資，就要提供足夠的電力，這是首要要件；晶片本身不是太大的問題，但要讓AI資料處理中心能夠正常營運，電力確實是最大的關鍵。

清華大學原子科院院長葉宗洸。（受訪者提供）

國防安全研究院戰略與資源所所長蘇紫雲對《大紀元》表示，依照目前算力來看，問AI一個問題可能就要消耗60瓦電力。如果叫AI畫一張圖會消耗更多電力，當然電力供應就會變成AI未來的剛性需求了。

儘管晶片性能提高，它的耗能也會減低、會更省電；然而蘇紫雲說，這有點像汽車引擎效率變好了，可是汽車更多，這種總體需求造成未來AI產業需要更多電力。

地緣政治專家蘇紫雲。（記者吳旻洲／攝影）

美中核能競爭的背景

美國是核能發展的先驅，但由於多年來天然氣發電被認為更經濟，核電廠建設經常被延誤。目前，美國核電廠的平均機齡已超過40年。

而在中國的2010年代，北京引領了核電業的成長，2015年有10座核反應爐併網發電。

與此同時，歐美核工業也遭遇了諸多困境。2017年，AP1000反應爐的美國生產商西屋電氣公司申請破產保護，導致興建中的兩座AP1000反應爐計畫取消。

美國銀行表示，以目前的速度，到2030年中國的核電裝置容量可能超過美國。

中共大力推動核電的原因

根據中共官方的說法，中國大力發展核電的最主要目的是為了減少碳排放，但這種說法受到質疑。

葉宗洸表示，淨零碳排或許不是中國的首要重點，更實際面的考量是中國希望能夠滿足全國的用電需求；中國也在全力開發半導體產業和AI資料處理中心，這才是它加速發展核能產業的最重要因素。

核能發電除了民生的電力用途外，還有軍事價值。核電廠採用天然鈾作為燃料，在反應爐生產鈽。廢燃料棒中的鈽經過再處理，可提取核武器原料鈽-239。由於這項途徑在技術及經濟上更容易，因此中共、北韓、伊朗及巴基斯坦發展核能發電，實際都有其軍事意義。

蘇紫雲分析，中共之所以大力推動核電廠，公開的說法是要符合減碳需求，其實檯面下是要發展核力量，因為核電廠廢料經過提純之後，就可以變成核原料，這是一魚兩吃的做法：平時推動核電發展，再將核廢料提煉成武器原料，增加核彈頭，這是中共的戰略。

川普大力推動核電

為了推動核能發展，今年5月川普發布四項啟動核能投資的行政命令，7月又發布「2025年AI行動計畫」強調發展AI基礎設施。美國核能管理委員會（NRC）依據川普行政命令，將核電許可審查期從多年縮短至18個月，並於2030年前開工10座大型反應爐。

蘇紫雲表示，在川普政府之前，美國本土對於核能電廠的發展是只保留技術研發，而沒有新的商業運轉，美國目前面臨成本跟規模比較小的問題；而北京和韓國則大力則推動核能商業運轉。

「美國保有技術研發的強項，在川普政府重啟核電的指導下，美國應該會快速發展。」蘇紫雲說，「特別是在微軟創辦人蓋茲（Bill Gates）等提出擴張方案，在核融合商業運轉之前發展小型核反應爐、小型核電廠的計畫，在剛性需求提升的情況下，美國既有技術基礎，美國後續可能會迅猛發展。」

葉宗洸表示，中國核電因為政府全力支持，投入了相當大的人力跟經費，每年都會有三到四部機組商轉；而美國核電基本上停滯20年，已經很久沒有再推廣第三代核電技術了，川普上來之後希望核能產業能夠恢復以前的榮景，除了加強推廣第三代核能系統，也希望加強第三代核能系統的建置與推廣，他同時也要求國內研發單位、企業加快開發新興核能產業，包括小型模組化反應器（SMR）和微型模組化反應器（MMR），相信在川普政府積極核能政策底下，美國核電有機會未來加速發展。

小型模組化反應器與核融合的前景

隨著各國競相尋找新的能源以滿足日益增加的數據中心需求，人們對SMR和核融合的興趣也日益濃厚。

SMR被認為更便宜、建造速度更快，並且可以與數據中心共址，毋需額外的電力基礎設施，尤其預計2030年首批SMR能夠投入運營之後。

迄今科技公司已計畫投資興建超過20吉瓦（GW）的SMR，而該技術的成功發展可能會帶來更大的機遇。葉宗洸認為，歐美SMR技術確實比中國還進步，中國剛開始起步，而美國開發時間超過四十年了。

關於中國掌握的核電技術，葉宗洸說，當初中國要開始發展核電的時候，第一個合作的對象就是法國，中國跟法國談合作條件時，特別提到技術移轉；法國也依照合約的承諾做了必要的技術移轉，所以今天中國核能的電機組，包括中國自己設計的華龍一號，係源自於法國的技術移轉。

在西方國家看好SMR的同時，「中國開發的SMR基本上是利用原有技術把它小型化」，葉宗洸說，「這對他們挑戰比較大。中國SMR有一個機型叫做玲瓏一號，未來到底什麼時候可以商轉？商轉之後效益有多高？還需持續觀察。」

美國發展SMR可能遇到的另一個障礙，是不能仰賴俄羅斯的原料。

「儘管美國技術領先，但在核燃料部分會碰到一個問題」，葉宗洸表示，「因為SMR跟MMR需要高濃化度核燃料，要從俄羅斯採購。美國高濃化度核燃料不想再依賴俄羅斯，現在開始自己要做，等於一切要從頭開始。美國政府現在已經決定要積極投入，而且指定了幾家燃料公司在做。」

核融合商轉研發競賽

長期以來，核融合被視為尋求清潔、充足能源的終極目標。核融合釋放的能量是燃煤的400萬倍、核分裂的4倍，且無溫室氣體與長期放射性廢料。

2022年12月，加州「勞倫斯利佛摩國家實驗室」（LLNL）的科學家們，將世界上最強大的雷射光器聚焦在一個裝滿氫氣、胡椒粒大小的鑽石膠囊上，雷射光束釋放了2.05兆焦耳的能量，引發了「氫」融合成「氦」的反應。這表明控制核融合的核心物理機制已被破解，為生產廉價、無碳電力創造了可能性。

但最樂觀的專家也認為，距離第一座向電網輸送電力的核融合電廠建成，還有大約十年時間。大多數人則認為，這還需要二、三十年。

由於核融合的前景，這也正成為美中科技競賽的焦點。蓋茲說，在下一代核反應爐的研發競賽中，北京正日益挑戰美國和其他國家，北京在核融合領域的投資「是世界其他國家總和的兩倍」。

核融合產業協會執行長霍蘭德（Andrew Holland）警告，「若美國不領導核融合，中國將取而代之，尤其在AI與能源需求暴增的時代。」

蘇紫雲表示，利用核分裂發電，看起來便宜，考慮到建廠、後續核廢儲存，會讓核能使用成本提高，「核融合完全沒有這個問題」，該技術有「人工太陽」之稱，因為太陽就是利用核融合原理。

核融合不會產生核廢料汙染，有「人工太陽」之稱。示意圖。（Shutterstock）

「目前歐盟有核融合實驗室，中國也有加入，美國本身也取得若干進展，甚至日本也說已取得了進展。」蘇紫雲認為：「的確除AI之外，核融合是美中競爭另外一個焦點了。在核融合可使用之前，雙方競逐既有的核電廠，提高它的效率，降低它的風險，目前看起來美國還是有技術上的優勢。」

美阻止核電技術流向中國

先進核能也成為美中地緣政治角力的一環。2008年至2018年間，美國西屋公司與中國簽署多項協議，允許中國使用AP1000反應爐的專利。葉宗洸說，中國已經跟西屋採購了西屋最新的三代核電技術AP1000，已經買了而且在發電。

在今年6月美中稀土戰中，美國商務部傳出暫停核准向中國核電廠出口核設備的許可證。

葉宗洸表示，「中國大力在國內發展核電，也把核電技術向其他國家推銷。但因為全球政治氛圍的關係，它向自由世界推廣核電產品沒有那麼順利。接受的國家畢竟非常有限，美、法一定會介入。全世界其他國家，畢竟採購美規核電的國家還是比較多。美國因為現在產製能力有限，未來等到2030年，等產業發展成熟、資源到位，向全世界推廣核電技術的機會就很大了。」

「現在北京政府幾乎把資源都投在能源領域，尤其是核能，他們欠缺的不是資金不足，而是有經驗的技術專才人數不足。」葉宗洸說，「所以他們跟國外的一些大學合作，大量聘用國外顧問，台灣都有人去到對岸成為他們的顧問。」

「但台灣去的這些人其實沒有掌握什麼關鍵技術」，葉宗洸表示，「倒是媒體曾報導，美國確實發生一些把技術透過已在美落地生根的中國學者、專家，移轉到中國去的案例。後來美國也特別注意到這件事情，並全力防堵。所以今天只要學術研討會在美國舉辦，中國專家就去不了，因為美國已把門檻設在那邊。」◇