據(jù)美國能源信息署的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，核能每年大約為美國提供20%的發(fā)電量，是美國能源體系的重要組成部分。近年來，雖然美國“核電艦隊”放慢了擴張速度（新建核反應堆項目僅有2個），但其重要地位并沒有發(fā)生改變。 美國能源部十分重視核能領(lǐng)域的科技研發(fā)，投入了大量資金，并出臺了一系列激勵措施，鼓勵私人企業(yè)和科研機構(gòu)、政府聯(lián)手拓展核能潛力。其中，核聚變、小型模塊核反應堆是美國能源部關(guān)注的重點。
美國核電工業(yè)概況
美國核能發(fā)電始于1958年的賓夕法尼亞州，最古老的反應堆于1969年12月開始商業(yè)運行。截至2019年10月31日，美國共有58個商業(yè)運營的核電站（96個核反應堆）分布在國內(nèi)29個州，它們的平均年齡約為38歲。
在美國所有核電站中，其中32個擁有2個核反應堆；3個核電站擁有3個核反應堆；位于紐約的印第安角能源中心有兩個核反應堆，美國能源信息署將其算作兩個獨立的核電站。亞利桑那州的帕洛威爾德核電站是美國最大的核電站，擁有3個反應堆，夏季凈發(fā)電裝機容量為3937兆瓦。紐約的R·E·Ginna核電站是最小的核電站，有一個反應堆，夏季凈發(fā)電裝機容量為582兆瓦。
美國最新投入使用的核反應堆為巴茨2號機組，夏季凈發(fā)電裝機容量為1122兆瓦，于2016年10月開始商業(yè)運行。目前有兩個核反應堆在建設(shè)之中：喬治亞州的沃格特爾3號、4號機組。
美國新反應堆上線時間
盡管2013年以來美國關(guān)閉了7個核反應堆，但截至2018年底美國核能總發(fā)電量與2003年擁有104個反應堆時的發(fā)電量大致持平。為了提高核電站的發(fā)電能力，電站加大了改造力度。這些升級改造加上高容量利用率，使得美國的核電站自1990年以來一直保持著20%發(fā)電量的穩(wěn)定份額。一些反應堆還通過縮短離線換料時間，從而增加了年發(fā)電量。
喬治亞州沃格特爾3號、4號核電機組預計將于2021年和2022年投入使用。截至2018年4月，核管理委員會（NRC）共收到約18份新核反應堆開發(fā)申請，目前處于不同的審查階段。根據(jù)目前的許可條例，一家尋求建設(shè)新反應堆的公司可以使用核管理委員會先前批準的反應堆設(shè)計，NRC頒發(fā)的設(shè)計認證獨立于建造或運行新核電站的申請批準。當申請人使用NRC認證的反應堆設(shè)計時，這意味著與設(shè)計相關(guān)的所有安全問題都已得到解決，NRC審查的重點是施工質(zhì)量，建造核電站可能需要5年或更長的時間。
美國能源信息署在《2019年年度能源展望》的參考案例中預測，2021年新上線的反應堆將增加核能發(fā)電能力，但部分反應堆退役、降額將導致核能發(fā)電總量在2050年之前的每一年，均低于2018年。
鈾燃料生產(chǎn)情況
鈾是核電站用于核裂變最廣泛使用的燃料，這是一種在世界各地巖石中常見的金屬，與其他元素結(jié)合在一起。在美國西部、澳大利亞、加拿大、中亞、非洲和南美都有經(jīng)濟上可開采的鈾礦床。
2018年，美國核反應堆的所有者和運營商購買了大約4000萬磅的鈾，美國本地供應商提供了大約10%，剩余90%均進口于其他國家，其中：24%來自于加拿大，20%來自哈薩克斯坦，18%來自澳大利亞，13%來自俄羅斯，6%來自烏茲別克斯坦，5%來自納米比亞，3%來自中國、尼日爾和南非等國。
根據(jù)美國能源信息署2019年5月發(fā)布的報告，美國2018年鈾生產(chǎn)是近70年來的最低水平，大約為147萬磅，是1950年以來的最低數(shù)，也是連續(xù)第四年下降。在1980年，美國生產(chǎn)了4370萬磅的鈾 （達到歷史上峰值），之后就一直處于下降水平。
這不僅使得美國不得不依靠進口來滿足鈾需求，也讓國內(nèi)鈾市場就業(yè)人數(shù)不斷減少，達到2003年以來最低水平。2004~2008年，隨著鈾價格的上漲，行業(yè)就業(yè)人數(shù)逐年增加，2008年達到峰值；2012~2018年，行業(yè)就業(yè)率每年都在下降，勘探就業(yè)人數(shù)出現(xiàn)了2008年以來的最大降幅。
科技創(chuàng)新驅(qū)動行業(yè)重振
近年來，美國核管會收到不少最新反應堆設(shè)計。其中比較典型的包括，Nuscale電力有限責任公司設(shè)計的集成壓水反應堆，由12個小型模塊化反應堆 （SMR）組成。與傳統(tǒng)型反應堆外殼相比較 （高200英尺，寬120英尺），Nuscale新型反應堆及安全殼聯(lián)合系統(tǒng)尺寸小（高76英尺，寬15英尺），更靈活。此外，國外公司也想積極打入美國核電市場，韓國電力公司、日本三菱重工有限公司、法國阿海琺核電設(shè)計公司都紛紛向美國核管會提交了新型設(shè)計反應堆。
為了進一步激發(fā)企業(yè)活力，美國能源部和核管會出臺了一系列倡議及草案，鼓勵發(fā)展先進反應堆。2013年7月，《先進反應堆技術(shù)授權(quán)基本框架聯(lián)合倡議》解決了新建核反應堆的通用設(shè)計標準等問題。2015年，美國核管會與能源部共同主辦了一系列先進核反應堆設(shè)計坊，次年4月，核管會發(fā)布了《先進非輕水堆設(shè)計標準草案》。2016年，美國能源部發(fā)布了 《先進堆開發(fā)與部署愿景和戰(zhàn)略》草案，表達了能源部加速部署先進堆的愿景，倡導模塊式小堆及不依靠水冷卻的先進堆。
美國核工業(yè)人士認為，境內(nèi)的核電站正在經(jīng)受廉價天然氣、高補貼可再生能源和低電力需求的挑戰(zhàn)。未來政府需要為核能打造公平的競爭環(huán)境，加快監(jiān)管審查程序，才能保證美國核能技術(shù)的領(lǐng)導力。