华源证券研报指出，AI和数据中心电力需求的爆发式增长正驱动云厂商从“买电”转向“买核”。微软支付近三倍溢价（114美元/MWh vs 常规44美元/MWh）锁定三里岛核电站20年供电；亚马逊投资X-energy 5亿美元布局SMR，谷歌与Kairos Power签500MW协议。核电的稳定可靠和低碳特性使其成为AI算力时代的关键能源基础设施。
AI电力需求爆发——2030年数据中心用电占全球4.5%
AI算力需求的指数级增长正在重塑全球电力需求结构。根据EIA预测，全球数据中心、加密货币和AI的电力消耗将从2022年460TWh增至2026年800TWh（中性情景），接近翻倍。Semianalysis预测更为乐观——全球数据中心IT电力需求将从2023年49GW增至2026年96GW（AI数据中心占40GW），2030年AI将推动数据中心用电量占全球发电量4.5%。基于英伟达GPU出货量测算，2030年全球AI数据中心累计装机容量将达117.2GW，年用电量1026TWh。美国是AI数据中心建设的核心区域——2023年底在建数据中心规模5.3GW、规划在建22.2GW，CEG预测美国数据中心电力需求占比将从2022年2.5%升至2030年6.5%-7.5%。然而美国发电量过去20年CAGR仅0.41%，传统能源发电设备退役、风能太阳能等间歇性能源占比提升导致电网稳定性下降，缺电风险正从理论担忧变为现实约束。核电凭借24/7不间断出力、低碳排放和大规模集中供电能力，成为云厂商保障电力供应的优先选择。
云厂商竞相布局——微软溢价270%、亚马逊5亿美元押注SMR
2024年云厂商布局核电资产的节奏显著加快。9月微软与CEG签订20年电力购买协议，重启三里岛核电站1号机组（835MW），电价约114美元/MWh，远高于CEG二季度预计的约44美元/MWh核电电价，溢价幅度约160%。该协议是CEG有史以来最大订单，预计为宾夕法尼亚州带来3400个直接和间接就业岗位、超30亿美元税收，项目20年增加收入160亿美元。10月亚马逊密集布局——与Energy Northwest签订协议开发四座SMR（320MW，可扩建至960MW）；投资X-energy约5亿美元（含SMR设备制造能力，目标2039年前在美国推出超5GW新核电项目）；与Dominion Energy探讨在North Anna核电站附近开发SMR（至少300MW）。谷歌与核技术公司Kairos Power签订协议部署一批小型先进核电项目，提供500MW无碳能源，首个SMR预计2030年上线、2035年完成全部部署。甲骨文已获建造三座SMR许可，计划为超1GW AI算力数据中心供电。云厂商从“购买绿电”转向“锁定核电”的战略转变，标志着核电在AI时代的能源价值正被重新定价。
SMR——数据中心供电的终极解决方案
2024年11月联邦能源管理委员会否决了Talen Energy Susquehanna核电站ISA修订（联合负荷容量从300MW增至480MW），核心原因是担忧提升负荷后的电网稳定性，且数据中心降低的输电成本可能转嫁给其他用户。这一否决使“利用现有核电容量供电”的路径受阻，SMR成为更具吸引力的解决方案。SMR（小型模块化反应堆）容量50-300MW，约为传统核电的三分之一，具备建设周期短、初始投资较低、工厂预制模块化安装、被动安全系统、选址灵活等优势。SMR采用HALEU燃料（U-235丰度5%-20%，传统LEU为3%-5%），每单位能源消耗的天然铀远高于当前轻水堆技术——目前SMR项目天然铀平均单耗240.5吨/GW，较传统核电技术提升约20%。以亚马逊X-energy项目5GW部署目标计算，仅该项目在运营期内将拉动可观的天然铀增量需求。SMR的天然铀单耗提升与全球SMR部署规模扩大，将从需求端为铀价长周期上行提供额外支撑。HALEU供应链建设、SMR技术路线成熟度及监管审批进度是决定SMR远期铀需求兑现节奏的关键变量。
表格：
主要云厂商2024年核电布局进展| 云厂商 | 时间 | 项目 | 规模 | 交易类型 |
|---|
| 微软 | 2024年9月 | CEG三里岛核电站重启 | 835MW，20年协议 | PPA，电价~114美元/MWh |
| 亚马逊 | 2024年10月 | Energy Northwest SMR | 320MW（可扩至960MW） | 开发资金支持 |
| 亚马逊 | 2024年10月 | X-energy投资 | 5亿美元，>5GW目标 | 股权投资+SMR制造 |
| 亚马逊 | 2024年10月 | Dominion Energy SMR | ≥300MW | 合作开发 |
| 谷歌 | 2024年10月 | Kairos Power SMR | 500MW | 购电协议，2030年上线 |
| 甲骨文 | 2024年9月 | SMR许可 | 3座，>1GW | 自建供电 |
