川普核能版圖：從 100 GW 到 400 GW，可能改變美國能源結構的十年賽跑

美國能源部（DOE）正在推動一場前所未有的核能擴張計劃：將核能發電容量從 2024 年的 100 GW 擴張到 2050 年的 400 GW。 這個目標背後，是過去一年密集投下的數十億美元投資、一份雄心勃勃的核融合技術路線圖，以及一個清晰的戰略信號。用 AI 解決人類最難的科學問題，然後用核能支撐 AI 的能源需求。

這已經不只是漸進式改良，而是舉國體制的能源革命。四倍擴張，26 年時間，這個數字意味著什麼？意味著美國正在為一場決定 21 世紀能源主導權的競賽下注。

兩個月前，川普簽署了「Genesis Mission」行政命令，要用 AI 重新定義科學研究。當時很多人以為這只是一個宣示。但 2026 年 1 月，DOE 發布的《核融合科學與技術路線圖》（Fusion Science & Technology Roadmap）告訴我們：這不是宣示，而是一場已經開打的能源戰爭。

為什麼是核能？因為 AI 太耗電了

拜登政府時期，電價上漲了 30%，這是過去七年平均漲幅的 13 倍。同時，超過 100 GW 的穩定電力預計在 2030 年前退役，但只有 22 GW 的新電力計劃上線。如果川普沒有當選，如果能源政策沒有急轉彎，DOE 的預測是：2030 年的停電風險將比現在高 100 倍。

這個能源危機的根源，來自於人工智慧。

OpenAI 的 GPT-4 訓練一次，耗電量約 5-6 萬兆瓦時（MWh），相當於 1,300 個美國家庭一整年的用電量。Google 的 Gemini、Anthropic 的 Claude，每一個大型模型的訓練都是一場能源消耗戰，更不用說進入推論時代的電力消耗將會更驚人。目前全球正在興建的 AI 數據中心，這些設施每一座都需要數百兆瓦的穩定電力。

風電和太陽能可以提供綠色能源，但它們無法提供「穩定」的電力。數據中心不能接受「今天有風就有電，明天沒風就停機」的供電模式。它們需要的是 24 小時不間斷、穩定可靠的基載電力。

現存唯一的解決方案，就是核能。 而且不只是現有的核分裂（Nuclear Fission），更是下一代的核融合（Nuclear Fusion）。

從核分裂到核融合：兩條平行的賽道

我們現在用的核電廠，都是核分裂技術。把重原子（如鈾）分裂成更小的原子，釋放能量。這個技術成熟、穩定，但有兩個問題：核廢料需要處理數千年，而且公眾對核安全有疑慮。

核融合則完全不同。它是把輕原子核（如氫的同位素：氘與氚）結合成較重的原子核，釋放的能量密度是化石燃料的一百萬倍。這是太陽發光的原理，也是人類能源的「聖杯」。

核融合的優勢顯而易見：幾乎沒有長期核廢料、不會失控、燃料（氘）可以從海水中提取。但技術難度極高，你需要把燃料加熱到 1.5 億攝氏度，形成「等離子體」（Plasma），然後用磁場把它懸浮在半空中，不讓它碰到任何實體物質。

等離子體是物質的第四態，是一種被加熱到極端溫度、電子被剝離的「離子化」氣體。它高度導電，可以被磁場操控和塑形，這正是現代核融合反應爐設計的關鍵。在核融合反應爐中，等離子體扮演三個關鍵角色：提供克服「庫侖障壁」（原子核之間的電荷排斥力）所需的極端動能、透過電磁特性被超導磁鐵懸浮在半空中、最終達到「燃燒等離子體」狀態，一種自我維持的反應，不再需要外部加熱。

聽起來像科幻？確實。但 DOE 的路線圖告訴我們：這不再是科幻，而是未來十年的工程目標。

值得注意的是，DOE 的 400 GW 目標並未明確區分核分裂與核融合的比例。短期內（2030 年前），擴張主力仍是核分裂技術，包括小型模組化反應爐（SMR）和傳統核電廠重啟。核融合更像是「加速器」：如果技術突破成功，將大幅加速達成目標；如果延遲，核分裂仍能支撐基本盤。這是一個務實的雙軌策略。

DOE 的密集投資：過去一年發生了什麼

DOE 不只是發布路線圖，更是用真金白銀在推動這個計劃。過去一年（2025 年 2 月至 2026 年 1 月），DOE 的投資清單令人震撼：

2026 年 1 月：投資 27 億美元加強國內鈾濃縮能力，支持低濃縮鈾（LEU）擴產，並啟動高純度低濃縮鈾（HALEU）的新供應鏈。

2025 年 12 月：撥款 8 億美元給田納西河谷管理局（TVA）和 Holtec，推進美國小型模組化反應爐（SMR）的部署。

2025 年 11 月：完成 10 億美元貸款的財務結案，資助 Constellation 重啟位於賓州的 Crane Clean Energy Center 核電廠。

2025 年 10 月：美國政府與 Cameco Corporation 及 Brookfield Asset Management 建立戰略夥伴關係，加速 Westinghouse 核反應爐技術在美國及海外的開發。

2025 年 8 月：選定 11 家公司進入川普的「核反應爐試點計劃」（Nuclear Reactor Pilot Program），推動技術走向部署階段。

2025 年 7 月：宣布在聯邦土地上選址，用於 AI 數據中心和能源基礎設施開發。

2025 年 5 月：川普簽署四項與核能產業相關的行政命令，包括部署先進核反應爐技術、改革核管會（NRC）、改革 DOE 的核反應爐測試流程、重振核工業基礎。

這些投資有一個共同特徵：都在為核能擴張鋪路。 從鈾濃縮到 SMR 部署，從核電廠重啟到試點計劃，DOE 正在系統性地重建美國的核能供應鏈。

核融合路線圖：從實驗室到電網的三階段計劃

DOE 的核融合路線圖設定了一個激進的時間表，分為三個階段：

第一階段：近期（2-3 年）——數位化與基礎設施準備

啟動「AI-融合數位匯流平台」（AI-Fusion Digital Convergence Platform），用機器學習加速材料發現、預測等離子體行為。研究人員已經開發出模擬模型，將等離子體邊緣湍流的運算速度提升了 1 億倍，從數小時縮短至不到一毫秒。

建立小型到中型的測試設施，完成大型「首創設施」（First-of-a-Kind, FOAK）的設計。確立核融合的監管框架與安全標準，讓投資者和公眾對未來電廠有明確預期。2024 年的 ADVANCE Act 已經建立了明確的核融合監管框架，消除了「技術做出來了，但政府不讓你建電廠」的風險。

第二階段：中期（3-5 年）——原型整合

支持私營部門建設首批「核融合領航廠」（Fusion Pilot Plants, FPPs）。交付整合式測試平台，驗證氚燃料循環與材料在極端輻射下的穩定性。培育高溫超導磁鐵與高熱組件的國內製造供應鏈。

第三階段：長期（5-10 年）——併網與規模化

第一批核融合試點工廠開始向電網輸送清潔能源。擴大公共基礎設施，降低核融合的平均能源成本（LCOE），使其具備與傳統能源競爭的價格優勢。

這個時間表有多激進？對比一下：國際熱核融合實驗反應爐（ITER）計劃從 1985 年提出，預計 2035 年才能達到「首次等離子體」。而 DOE 的目標是：2030 年代中期就要讓核融合電廠併網發電。

六大技術挑戰：DOE 正在解決的「硬骨頭」

要讓核融合從實驗室走向商業化，DOE 明確指出了六個核心技術挑戰。這些挑戰不只是科學問題，更是供應鏈與產業政策的戰場。

挑戰一：結構材料，承受中子轟擊的鋼鐵

核融合反應爐的內壁會被高能中子持續轟擊，材料必須能承受多年而不脆化或膨脹。DOE 優先開發「低活化鐵素體/馬氏體鋼」（RAFM），這種材料在退役後不會成為長期核廢料，同時確保供應鏈獨立性，並可應用於國防和航太領域。

挑戰二：等離子體接觸組件，太陽表面級的熱流

反應爐的「第一道牆」必須承受相當於太陽表面強度的熱流。目前重點是鎢（Tungsten）等高熔點金屬的技術研發。這些組件必須在不污染反應的情況下排出極端熱量。

挑戰三：約束系統，用磁場困住 1.5 億度的等離子體

如何穩定地「困住」1.5 億度的等離子體？DOE 支持兩條技術路線：

磁約束融合（Magnetic Confinement Fusion）：用高溫超導（HTS）磁鐵創造「磁瓶」，把等離子體懸浮在半空中。主要架構是 Tokamak（環形）和 Stellarator（扭曲環形）。

Bruker Corporation（NASDAQ: BRKR）透過其子公司 Bruker Energy & Supercon Technologies（BEST），是 HTS 磁鐵導體的關鍵供應商。這些磁鐵依賴「稀土鋇銅氧化物」（REBCO），而中國控制了全球 80% 以上的稀土供應，這正是 DOE 強調建立國內供應鏈的原因。

慣性約束融合（Inertial Confinement Fusion）：用高能雷射快速壓縮燃料顆粒，引發一系列微爆炸，像內燃機一樣產生能量。

Coherent Corp.（NYSE: COHR）提供高功率二極體雷射，用於慣性融合系統。他們的 LEAP 準分子雷射平台還用於製造 REBCO 超導帶材。Syntec Optics（NASDAQ: OPTX）則提供精密光學鏡片，這些組件對高能雷射系統至關重要。

挑戰四:燃料循環與氚處理——建立閉環系統

核融合的燃料是氘（Deuterium）和氚（Tritium）。氘可以從海水中提取，但氚極為稀缺且具放射性。DOE 的策略是建立「閉環燃料循環」，用鋰包層（Blanket）在反應過程中「孕育」氚，實現自給自足。

ASP Isotopes（NASDAQ: ASPI）預計在 2026-2027 年營運首座鋰-6（Li-6）工廠，這是生產氚的關鍵原料。天然鋰中只有 7.5% 是鋰-6，分離這兩種同位素需要專門技術。

BWXT Technologies（NYSE: BWXT）與田納西河谷管理局（TVA）合作，利用小型模組化反應爐（SMR）作為「氚中心」，在發電過程中同時生產核融合燃料。TVA 已成為主要的「氚樞紐」，利用其在 Watts Bar 生產氚用於核武庫的經驗，探索使用 BWRX-300 SMR 搭載「氚生產可燃吸收棒」。

Oklo（NYSE: OKLO）的快中子反應爐（Aurora Powerhouse）也具備氚孕育能力。其子公司 Atomic Alchemy 已在 2026 年初進入 DOE 的「其他交易協議」（OTA）執行階段，加速放射性同位素業務。

挑戰五：包層，反應爐的「能量引擎」

包層是反應爐的「能量引擎」,環繞在核心周圍，負責三件事：捕捉高能中子並轉換成熱能、用中子撞擊鋰-6 生成氚、屏蔽輻射保護外部設備。

DOE 的策略是：借用先進核分裂技術。 第四代核分裂反應爐（如熔融鹽反應爐）使用的冷卻技術，與核融合包層高度重疊。這意味著 Oklo 和 TerraPower 開發的熔融鹽技術，可以直接應用到核融合領域。透過對齊這些技術，DOE 正在創建一個統一的國內供應鏈，其中為先進核分裂開發的淨化系統、高溫泵浦和特殊合金可以直接用於核融合部門。

挑戰六：電廠工程與系統整合，被忽視的 50% 成本

這是「平衡電廠基礎設施」（Balance of Plant, BOP）渦輪機、熱交換器、機器人維護系統。DOE 指出：50% 的建設成本其實來自於 BOP，而不是融合核心。

傳統蒸汽渦輪機效率不夠高。DOE 優先考慮「超臨界 CO2 渦輪機」，這種渦輪機更小、更高效。Oklo 是目前少數商業化開發這項技術的公司之一，這些渦輪機被列為優化電廠效率、縮小電廠體積的關鍵基礎設施。

NVIDIA（NASDAQ: NVDA）和 IBM（NYSE: IBM）正與普林斯頓等機構合作，建立「Stellar-AI」超算集群，為核融合模擬提供 AI 運算支撐。未來十年內，AI 將驅動核融合引擎的「數位孿生」（Digital Twins）系統，實現能源系統的自我即時優化與預測性維護。

私人資本的爆炸：90 億美元湧入核融合

DOE 的路線圖不是孤軍奮戰。根據 2025 年全球核融合產業報告，私營部門已累計投資超過 90 億美元於核融合技術研發。美國擁有 29 家核融合公司，為全球之冠。全球僅有的三家投資額超過 10 億美元的核融合企業，全部在美國。

這是一個前所未有的資本爆炸期。為什麼？因為投資者看到了兩個關鍵信號：

技術可行性：2022 年 12 月，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（Lawrence Livermore）首次實現「淨能量增益」——投入 2.05 兆焦耳的雷射能量，產生 3.15 兆焦耳的融合能量。這是人類歷史上第一次在實驗室中實現核融合的能量正回報。

政策確定性：2024 年的 ADVANCE Act 建立了明確的核融合監管框架。投資者不再擔心「技術做出來了，但政府不讓你建電廠」的風險。

DOE 的策略是：仿效 NASA 支援 SpaceX 的 COTS 模式。 設立「里程碑導向計劃」（Milestone Program）——只有成功達成技術或商業里程碑才撥款。這不是傳統的科研補助，而是「政府創投」。

供應鏈戰爭：從稀土到超導體的國家安全

核融合的競賽，本質上是供應鏈的競賽。高溫超導磁鐵依賴 REBCO，這種材料不只用於核融合，還用於下一代 MRI 機器和高速磁浮列車。但 REBCO 的生產高度依賴稀土元素，而中國控制了全球 80% 以上的稀土供應。

這就是為什麼 DOE 的路線圖明確強調：建立國內關鍵材料供應鏈，特別是 HTS 磁鐵所需的稀土材料。這也是為什麼 Bruker（BRKR）這樣的公司如此關鍵，它是美國少數能夠生產高溫超導導體的企業。

同樣的邏輯也適用於鋰-6。核融合需要大量鋰-6 來孕育氚，但天然鋰中只有 7.5% 是鋰-6，其餘是鋰-7。分離這兩種同位素需要專門技術，這就是 ASP Isotopes（ASPI）的價值所在。

DOE 優先考慮建立國內關鍵材料供應鏈的戰略，不只是為了核融合，更是為了確保美國在全球能源轉型中的霸權地位。這是一場涉及半導體、超算、特種金屬、精密光學與先進核能的供應鏈重構。

從 Genesis Mission 到 400 GW：一個自我強化的循環

兩個月前的 Genesis Mission，要用 AI 重新定義科學研究。現在的核融合路線圖，要用 AI 加速核融合商業化。這兩件事是同一個戰略的兩面：

用 AI 解決人類最難的科學問題，然後用核能支撐 AI 的能源需求。

這是一個自我強化的循環：AI 需要電力 → 核融合提供電力 → AI 加速核融合研發 → 更多電力支撐更強大的 AI。

川普政府的目標是：2050 年將美國核能容量從 100 GW 擴張到 400 GW。這是舉國體制改變的能源革命。過去一年，DOE 已經投下數十億美元，從鈾濃縮到 SMR 部署，從核電廠重啟到核融合供應鏈，每一個環節都在系統性地重建。

這會成功嗎？曼哈頓計劃用了 3 年造出原子彈。阿波羅計劃用了 8 年把人類送上月球。核融合的難度比這兩者都高。但如果成功，回報也將是人類歷史上最大的能源革命。

核融合會在 2035 年前併網發電嗎？

這將再一次考驗美國這個的動員能力。DOE 的路線圖、私人資本的湧入、供應鏈的重構，都在告訴我們：美國已經把核融合提升到「國家安全」的高度。

這是一場決定21世紀能源主導權的競賽，而美國正在全力衝刺。

數據來源

政府文件與政策：

• U.S. Department of Energy, "FACT SHEET: The Energy Department Is Delivering On Accelerating The Deployment Of Nuclear Power"
• U.S. Department of Energy, "Fusion Science & Technology Roadmap"