近幾個月,當輝達(NVIDIA)的Blackwell架構晶片以前所未有的算力震撼世界,當OpenAI創辦人奧特曼(Sam Altman)頻繁穿梭於中東為其AI晶片帝國籌集巨額資金時,一個看似遙遠卻攸關AI命脈的問題,正以前所未有的急迫性浮上檯面:電從哪裡來?這不再是環保倡議者的口號,而是矽谷科技巨頭們最真實的焦慮。這股焦慮,正像一股強大的暖流,融化了籠罩核能產業數十年的冰層,一場由AI驅動的核能復興大戲,正在美國上演。
對多數台灣投資者而言,核能是一個充滿爭議且高度政治化的議題。我們熟悉的是「廢核」與「擁核」的激烈辯論,以及對核四廠未來的徬徨。然而,在太平洋的另一端,美國正在經歷一場截然不同的典範轉移。這場轉移並非源於政治口號,而是來自最純粹的商業需求與科技發展的必然結果。AI的指數級成長,正像一個巨大的引擎,不僅重塑了科技版圖,更在倒逼整個能源基礎設施進行一場深刻的革命。
這場革命的核心,正是對核能價值的全面重估。從上游的鈾礦開採,到中游的濃縮鈾供應,再到下游現有核電廠的資產價值,乃至於代表未來的S-M-R(小型模組化反應爐)技術,整個產業鏈都因為AI的「電力飢渴症」而被重新賦予了生命力。這篇文章將為您剝絲抽繭,深入剖析這場正在發生的能源革命,帶您一覽美國核能產業鏈的全景,並點出其中潛藏的巨大投資機會。我們將不僅僅討論技術與市場,更會透過與台灣和日本產業情境的對比,幫助您理解美國獨特的電力市場結構與商業模式,看懂這盤牽動全球科技未來的能源大局。
AI的「電力飢渴症」:一場正在上演的能源危機
要理解核能為何突然從冷板凳躍升為明日之星,我們必須先理解AI的本質——它是一頭不折不扣的「吃電怪獸」。這場能源危機的根源,來自於算力與電力之間最直接的物理連結。
當算力等於電力:為何AI數據中心是「吃電怪獸」?
台灣的投資者對台積電(TSMC)的先進製程瞭若指掌,我們知道3奈米、2奈米製程的成功仰賴於穩定、巨量的電力供應。一個先進晶圓廠的電力需求,甚至可以媲美一座中小型城市。現在,請將這個概念放大數倍,就能理解AI數據中心的恐怖之處。
傳統的數據中心主要處理儲存、網路流量等任務,耗電量相對穩定。然而,AI數據中心的核心任務是「運算」,特別是執行大型語言模型(LLM)的訓練和推理。這個過程需要數以萬計的高性能GPU(圖形處理器)以最高效率日夜不停地運轉。根據美國能源部的估算,到了2028年,僅AI數據中心在美國的電力增量需求就可能高達100太瓦時(TWh),這相當於每年增加超過三分之一台灣的總用電量。更長遠的預測顯示,到2035年,這個數字可能飆升至接近700太瓦時。
我們可以透過一個簡單的指標來理解其耗電效率:PUE(Power Usage Effectiveness,電力使用效率)。PUE的理想值是1.0,代表所有電力都用於IT設備運算。但現實中,大量的電力被用於散熱冷卻、電力轉換等。一個AI機櫃的功耗可達70千瓦(kW),是傳統機櫃的十倍以上,這意味著需要更強大的冷卻系統,進一步推高了PUE值與總耗電量。
簡單來說,每一個我們向ChatGPT提出的問題,每一次我們使用AI生成圖片,背後都是數據中心裡成千上萬顆晶片高速運轉的結果,而驅動這一切的,就是源源不絕的電力。正如台積電的晶圓廠無法容忍哪怕一秒鐘的電力中斷,為全球經濟提供動力的AI數據中心,對電力的穩定性有著同樣苛刻、甚至更高的要求——必須是24小時全年無休的「基載電力」。
再生能源的「遠水」救不了「近火」
面對如此龐大的電力需求,許多人第一時間會想到太陽能、風能等再生能源。它們乾淨、環保,是全球能源轉型的大勢所趨。然而,對於AI數據中心這種對穩定性要求極高的「客戶」來說,再生能源有著一個致命的缺陷:間歇性(Intermittency)。
太陽能板在夜晚或陰雨天無法發電,風力發電機在無風時便會停擺。這種「靠天吃飯」的特性,意味著它們無法提供AI數據中心所需的那種穩定、不間斷的基載電力。雖然儲能技術(如電池)可以部分緩解這個問題,但要達到支撐全國數據中心網絡所需的規模,其成本將是天文數字,且技術上仍面臨諸多挑戰。
與此同時,美國許多提供傳統基載電力的燃煤和燃氣發電廠,正因環保法規或營運年限到期而陸續退役。根據美國能源資訊署(EIA)的數據,未來五年內,計劃退役的高穩定性發電機組容量遠大於新增的容量。一邊是AI引發的需求爆炸性增長,另一邊卻是穩定供給的持續萎縮,一場完美的風暴正在醞釀。
PJM市場的警訊:從電價飆升看見未來縮影
這場供需失衡的危機,已經在美國的電力市場上發出了明確的價格訊號。要理解這個訊號,我們需要先了解美國獨特的電力市場結構。
台灣的電力市場主要由台電(Taipower)一家公司主導,從發電、輸電到配電、售電幾乎一手包辦,這被稱為「垂直整合」模式,電價受到政府嚴格管制。日本在福島核災後進行了電力自由化改革,但像東京電力(TEPCO)這樣的大型電力公司依然在各自區域扮演著主導角色。
相比之下,美國的電力市場要複雜得多,許多地區採用的是「市場化」運作。其中最具代表性的,就是覆蓋美國東岸13個州的PJM市場(Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection)。PJM不僅是一個即時的電力批發市場,還有一個非常重要的「容量市場」(Capacity Market)。
什麼是容量市場?您可以把它想像成一個「電力保險市場」。發電廠不是出售實際發出的電,而是出售「未來在需要時保證能發電」的承諾。電力公司為了確保未來幾年即使在用電高峰期也不會缺電,會在這個市場上購買足夠的「發電容量承諾」。這個市場的價格,就成了預測未來電力供需狀況最靈敏的「晴雨錶」。
就在不久前,PJM公布了其2025/2026年度的容量拍賣價格,結果震驚了整個市場:價格飆升至每百萬瓦·天(USD/MW-day)接近270美元,年增率高達833%。這個驚人的漲幅清晰地表明,市場極度擔憂未來的電力供應將無法滿足需求,因此願意付出極高的「保險費」來鎖定未來的發電能力。PJM正是全美數據中心建設最集中的區域之一,這個價格訊號,無疑是AI電力危機吹響的最響亮的一聲號角。
面對AI的電力飢渴、再生能源的先天不足以及傳統電廠的退役潮,美國的能源政策制定者和科技巨頭們,不得不將目光投向那個唯一能同時滿足「零碳排」和「高穩定基載」這兩大嚴苛條件的選項——核能。
全面上膛:美國核能產業鏈的價值重估
隨著核能從「備用選項」轉變為「必要選項」,其整個產業鏈的價值正在被資本市場重新發現和定價。這是一場從地底的鈾礦,到反應爐內部的燃料棒,再到發電廠本身的全方位價值重估。
上游鈾礦:從無人問津到戰略資源
核電廠的「糧食」是鈾。天然鈾礦經過開採、提煉後,成為產業鏈的起點。在過去十多年裡,由於福島核災後的全球核電停滯,鈾價長期在低谷徘徊,許多礦場因此關閉或減產。然而,隨著全球近400座反應爐的延役和數十座新反應爐的興建計畫,疊加AI帶來的新需求,鈾的供需平衡正在迅速逆轉。
根據世界核能協會(WNA)和國際原子能總署(IAEA)的預測,即使不考慮AI帶來的額外需求,全球天然鈾市場也預計將在2030年前後出現供給缺口。這個缺口意味著,作為一種戰略性資源,鈾的定價權將逐漸從買方轉向賣方。對投資者而言,這意味著擁有優質礦產資源的鈾礦公司,如加拿大的Cameco或哈薩克的Kazatomprom,其長期價值正處於一個歷史性的上升拐點。
中游濃縮鈾:地緣政治催生的「國產化」黃金機會
如果說鈾礦是稻米,那麼濃縮鈾就是煮熟的米飯,是核燃料的核心。從天然鈾到可用的核燃料,需要經過一道關鍵工序——濃縮。這個過程是將天然鈾中含量僅約0.7%的關鍵同位素「鈾-235」的濃度提升至3-5%,技術門檻極高,全球僅有少數幾個國家掌握。
而這正是美國核能產業鏈中最脆弱、也最具戲劇性的一環。長期以來,美國約有20-30%的濃縮鈾服務依賴從俄羅斯進口。這在和平時期是高效的全球分工,但在俄烏戰爭後,則變成了巨大的國家安全隱患。
為了擺脫對俄羅斯的依賴,美國國會於2024年通過並由拜登總統簽署了《禁止進口俄羅斯鈾法案》(Prohibiting Russian Uranium Imports Act)。這項法案將從2028年起全面禁止進口俄羅斯濃縮鈾,並撥款約34億美元,用於重建美國本土的鈾轉化和濃縮能力。
這在地緣政治上是「去俄化」,在產業經濟上,則是典型的「國產化」。這為美國本土唯一一家濃-縮鈾供應商——Centrus Energy(美股代號:LEU)——創造了千載難逢的歷史機會。Centrus Energy過去很大一部分業務是作為經銷商,從俄羅斯的TENEX等公司採購濃縮鈾再轉售給美國的核電廠。如今,在法案的推動和政府資金的支持下,它正加速建設自己的濃縮設施,目標是成為美國核燃料供應鏈自主可控的關鍵一環。
對台灣投資者來說,這個邏輯非常容易理解。這就像美國為了確保晶片供應安全而推動《晶片法案》,扶持英特爾(Intel)等本土企業,以應對台積電在全球供應鏈中的主導地位一樣。Centrus Energy在濃縮鈾領域的角色,就如同美國政府希望英特爾在先進製程領域扮演的角色。這家公司不僅僅受益於產業趨勢,更被賦予了國家戰略安全的重任,其未來的成長空間充滿了想像力。
下游核電廠:從「笨重資產」到「黃金印鈔機」
在產業鏈的下游,是我們最熟悉的核能發電廠。在過去,這些核電廠常被視為「笨重資產」(legacy assets),它們建設成本高昂、運營維護複雜,且在電力市場價格低迷時盈利能力有限。然而,在AI時代,這些昔日的笨重資產,正在搖身一變成為能夠穩定產生巨額現金流的「黃金印鈔機」。
這裡我們再次需要對比美國和台灣的電力市場。在台灣,台電的核電廠發出的電,其價格受到管制。但在像PJM這樣的市場化地區,存在著大量的「商業發電公司」(Merchant Power Producer),他們的核電廠發出的電直接在批發市場上以市場價格出售。當電力供不應求、批發電價飆漲時,這些公司的盈利能力將會出現爆炸性增長。
最典型的案例就是Talen Energy(美股代號:TLN)。這家公司在PJM市場擁有並營運著Susquehanna核電廠。隨著AI數據中心對穩定電力的需求激增,Talen Energy的核電資產價值水漲船高。更具指標性意義的是,亞馬遜的雲端服務(AWS)已經與Talen Energy簽訂了一份長期購電協議,直接從其核電廠購買電力來為其數據中心供電。這份合約不僅鎖定了高達近2GW的電力,價格也遠高於過去的市場均價。
這是一個典範轉移的訊號:科技巨頭不再僅僅滿足於從電網購買電力,而是開始向上游追溯,直接與最可靠的發電來源——核電廠——進行鎖定。這使得Talen Energy這類公司的核電資產,從一個單純的發電單位,轉變為直接服務於全球頂尖科技公司的戰略性基礎設施。它們的估值模型,也從傳統的電力公司,開始向更具成長性的基礎設施或科技賦能型企業靠攏。
與Talen Energy這種「市場化」玩家形成對比的,是像Entergy(美股代號:ETR)這樣的「受監管公用事業公司」(Regulated Utility)。它們的商業模式更接近台電或日本的傳統電力巨頭,在自己的服務區域內擁有壟斷地位,但電價和利潤率受到政府監管。雖然它們無法像Talen那樣享受到市場電價飆升帶來的巨額利潤彈性,但其業務穩定,現金流可預測,是更為穩健的防禦性投資標的。隨著AI帶動整體用電需求增長,它們也能透過向監管機構申請擴大投資(rate base growth)來實現穩定的長期增長。
核能的未來:SMR小型模組化反應爐的革命
如果說現有核電廠的價值重估是當下的故事,那麼SMR(Small Modular Reactor,小型模組化反應爐)則描繪了核能令人興奮的未來。這是整個核能復興故事中最具顛覆性、也最吸引科技界目光的一章。
什麼是SMR?為何科技巨頭趨之若鶩?
傳統核電廠(如台灣的核一、核二、核三廠)是巨型工程,單一機組功率通常在1000兆瓦(MW)以上,建設週期長達十年甚至更久,投資動輒數百億美元。SMR則徹底顛覆了這個概念。
顧名思義,SMR的特點是「小型」和「模組化」。它的單一模組功率通常在300兆瓦以下,核心組件可以在工廠內像生產汽車一樣進行標準化製造,然後再運到現場進行組裝。這帶來了幾個革命性的優勢:
1. 更安全:採用更先進的非能動安全系統(passive safety systems),即使在斷電等極端情況下,也能依靠物理定律(如重力、自然循環)來冷卻堆芯,大幅降低了類似福島事故的風險。
2. 建設週期短、成本更可控:工廠化生產和模組化建設可以將現場施工時間縮短至2-3年,有效避免了傳統核電廠常見的預算超支和工期延誤。
3. 選址靈活:體積小,對水源要求較低,可以更靠近負載中心(如工業區、城市或數據中心)部署,減少了電力傳輸的損耗。
正是這第三點,讓SMR與AI數據中心形成了完美的結合。科技公司不再需要依賴遠方的大電網,而是可以設想在數據中心園區旁邊,直接部署一座或多座SMR,為其提供專屬、穩定、乾淨的「核能電池」。這也是為何亞馬遜、谷歌、微軟等雲端運算巨頭,以及奧特曼、比爾蓋茲等科技領袖,紛紛投入巨資支持SMR技術的研發。例如,奧特曼投資的Oklo,比爾蓋茲創辦的TerraPower,以及亞馬遜支持的X-energy,都是SMR領域的領先開發商。
美國的王牌:掌握SMR設計與關鍵零組件製造
雖然中國和俄羅斯在SMR的建設進度上暫時領先,但從技術的先進性和設計方案的多樣性來看,美國依然佔據著全球SMR研發的制高點。從NuScale Power的輕水式反應爐,到TerraPower的鈉冷快中子反應爐,再到X-energy的高溫氣冷堆,美國公司幾乎涵蓋了所有第四代核能技術路線。
更重要的是,美國掌握著SMR供應鏈中最具價值的部分——核心零組件的製造。這部分技術壁壘極高,需要極其嚴格的認證和品質控制。我們可以將其類比為半導體產業的設備製造商。
在這個領域,有兩家公司扮演著如同艾司摩爾(ASML)和應用材料(Applied Materials)在半導體產業中的關鍵角色:BWX Technologies(美股代號:BWXT)和Curtiss-Wright(美股代號:CW)。
- BWX Technologies (BWXT):這家公司是美國唯一一家為海軍製造核反應爐和核燃料的供應商,擁有超過60年的核能製造經驗,技術實力和品管能力無可匹敵。它幾乎是所有主流SMR設計方案(如NuScale, X-energy)的反應爐壓力容器(RPV)等核心部件的指定製造商。可以說,沒有BWXT,美國的SMR版圖就無法實現。
- Curtiss-Wright (CW):這家公司專精於製造核電廠中的關鍵泵、閥門、控制系統等高精密、高可靠性組件。這些組件就像核電廠的「心臟」和「神經系統」,其性能直接關係到反應爐的安全與效率。
對於熟悉台灣產業的投資者來說,BWXT和CW的定位就像是「核能界的台積電和鴻海」,它們不直接面向終端消費者,卻是整個產業鏈中不可或缺、擁有強大護城河的頂級製造商。隨著SMR從藍圖走向現實,這些關鍵零組件製造商將迎來巨大的訂單潮。
政策與資本雙重加持:商業化落地只差臨門一腳
SMR的商業化正得到美國政府和私人資本的雙重強力推動。美國能源部已宣布提供高達9億美元的資金,用於支持首批SMR的部署。可以預見,無論下一任美國總統是誰,推動核能復興、確保能源獨立都將是兩黨的共識。特別是川普政府時期,對核能的支持態度更為鮮明,若其再度執政,可能會進一步簡化SMR的審批流程,加速其商業化進程。
與此同時,來自科技巨頭和華爾街的資金也正源源不斷地湧入。從2024年到2025年,我們看到了一系列密集的合作與投資案:Talen與AWS探索共建SMR、谷歌與Elementl合作開發核能專案、Last Energy計劃在德州建造30座微型反應爐為數據中心服務… 這一切都預示著,SMR的商業化已經不再是紙上談兵,而是正在加速落地的現實。
結論:AI時代下的能源新格局與投資啟示
AI革命的浪潮不僅僅是演算法和晶片的競賽,它更是一場關乎能源基礎設施的硬實力比拼。在這場競賽中,核能正從一個備受爭議的配角,華麗轉身為支撐未來數位經濟的關鍵主角。美國憑藉其深厚的技術積累、完整的產業鏈佈局和靈活的市場機制,正處於引領這場全球核能復興的絕佳位置。
對台灣的投資者而言,這場發生在美國的能源變革提供了幾個深刻的啟示:
首先,我們必須跳脫傳統的政治框架,以產業和科技發展的視角重新審視能源問題。美國的案例表明,當壓倒性的市場需求出現時,它能夠穿透意識形態的迷霧,推動最務實、最高效的解決方案。台積電對穩定電力的依賴,正是台灣未來可能面臨的AI電力挑戰的預演。
其次,這條被重新點燃的核能產業鏈,為我們揭示了一個多元化的投資光譜。它不僅僅是投資電力公司,而是涵蓋了從上游戰略資源(鈾礦),到中游地緣政治受益者(濃縮鈾),再到下游資產價值重估的營運商,以及代表未來的顛覆性技術(SMR及其關鍵零組件製造商)。每個環節都有其獨特的驅動因素和風險收益特徵,為投資者提供了豐富的選擇。
最後,這不僅僅是一個關於美國的故事。核能的復興是全球性的趨勢,日本在福島核災後重啟核電,歐洲多國也重新將核能納入其能源戰略。對於擁有頂尖精密製造能力的台灣而言,雖然我們不製造反應爐,但未來在全球SMR供應鏈中,是否能在某些非核心但技術要求高的零部件領域找到切入點,值得長遠關注。
AI的算力競賽上半場屬於晶片,而下半場,將屬於電力。在這條全新的賽道上,核能無疑是最值得關注的核心引擎。看懂了美國核能復興的完整邏輯,就等於掌握了一把解讀AI時代能源新格局的關鍵鑰匙。


