超大规模云服务商谷歌与美国最大核能运营商星座能源公司(Constellation Energy)签署了一项为期20年的购电协议(PPA),该协议旨在支持PJM电力市场范围内11座核电机组实施总额达43亿美元的升级改造,预计到2032年底,这些现有反应堆将新增890兆瓦的发电容量。

两家公司于10月6日宣布了这项协议,这是双方更广泛战略能源合作的一部分,合作内容还包括一项为期15年的独立供应协议,涵盖星座能源现有PJM发电资产组合中的2700兆瓦电力。星座能源表示,这890兆瓦的新增容量将来自伊利诺伊州、宾夕法尼亚州和新泽西州六个厂址共11座核电机组的设备和技术升级。首个增容项目预计2028年投运。谷歌在其博客文章中表示,全部890兆瓦容量将在2032年底前实现投运。

这一规模使该协议成为迄今公布的规模最大的企业支持核电增容项目之一,为PJM现有反应堆扩容再添一笔重要投入。此前一周,星座能源刚与亚马逊签署了另一项独立的核能协议,这项为期20年的协议涵盖了位于马里兰州的1790兆瓦卡尔弗特克利夫斯(Calvert Cliffs)核电站的690兆瓦电力,其中包括预计2030年至2032年间投运的约190兆瓦增容部分。星座能源表示,与亚马逊的协议将支持卡尔弗特克利夫斯核电站超过30亿美元的投资,并有助于支持该两机组电站延长20年运营许可。

谷歌与亚马逊两项协议合计,将通过与科技公司签订的长期合同,支持星座能源约1080兆瓦的规划增容项目。

本周二,星座能源还在一项扩展的五年期技术协议下,选择了谷歌云和Gemini Enterprise产品。双方还另行达成战略合作框架,用以评估"在美国范围内支持谷歌增长"的新型清洁发电、储能及需求响应机遇。星座能源表示,该框架"旨在识别未来可能支持更多清洁技术的潜在项目、商业模式及政策路径",但同时指出,公司将优先推进PJM区域内的近期工作。

核电机组:更大电力业务的核心

星座能源在今年1月完成了对卡尔派(Calpine)公司218亿美元的收购后,才与谷歌达成了此次新协议。这家总部位于巴尔的摩的公司目前控制着约55吉瓦的发电容量,涵盖核能、天然气、地热、水电、风电、太阳能、石油及电池储能等多种类型。星座能源还运营着一项庞大的竞争性零售业务,为全美约250万客户账户提供服务。卡尔派收购在完成所需资产剥离后,为公司新增了约23吉瓦主要以天然气、地热、电池和太阳能为主的发电容量,星座能源将此次合并描述为将其核电机组与可调度天然气发电相结合的方式,从而增强其服务多个市场日益增长电力需求的能力。

目前,核电仍是公司发电组合与商业战略的核心。星座能源的核电机组在2026年上半年发电量达888亿千瓦时,其运营电站的容量因子达到92.7%。在第二季度财报中,星座能源表示已与多家投资级客户签署了额外920兆瓦的长期核电购电协议,期限通常为15至20年,交付起始时间在2029年至2032年之间。

其中包括6月与沃尔玛签署的一项176兆瓦购电协议,涉及星座能源位于伊利诺伊州的德雷斯顿清洁能源中心(Dresden Clean Energy Center)。该协议包括来自计划增容项目的30兆瓦新增发电容量,以及分别从2029年和2030年开始的两个15年合同期。此前,星座能源已于2025年12月获批延长德雷斯顿电站的运营许可,该电站两台机组现已获准运营至2049年和2051年。

据《核新闻专线》(Nuclear Newswire)报道,周二公布的谷歌协议预计涉及伊利诺伊州的布雷德伍德(Braidwood)、拜伦(Byron)、拉萨尔(LaSalle)和四城(Quad Cities)核电站,宾夕法尼亚州的利默里克(Limerick)核电站,以及新泽西州的塞勒姆(Salem)核电站。这六个厂址共设有12座反应堆。星座能源尚未透露哪座机组被排除在协议之外,890兆瓦容量将如何在各机组间分配也尚不明确。POWER杂志已就厂址及细节向星座能源求证。

这六个厂址集中分布在伊利诺伊州、宾夕法尼亚州和新泽西州。星座能源全资拥有并运营位于乔利埃特附近的布雷德伍德电站、洛克福德西南的拜伦电站、渥太华东南的拉萨尔电站,以及费城西北的利默里克电站。公司还运营着位于伊利诺伊州科尔多瓦附近的四城核电站,在其中持有75%的股权。位于新泽西州南部的塞勒姆核电站由公众服务企业集团(PSEG)运营,该公司持有电站57%的股份,星座能源持有剩余43%。

该核电机组群涵盖了美国轻水反应堆技术的多个发展阶段。布雷德伍德、拜伦和塞勒姆电站各配备两台西屋四环路压水反应堆(PWR)。拉萨尔电站运营两台通用电气5型沸水反应堆(BWR),利默里克电站拥有两台通用电气4型沸水反应堆,四城电站则运营两台更早期的通用电气3型沸水反应堆。各机组的额定热功率从四城电站的每台2957兆瓦热功率,到布雷德伍德和拜伦电站的3645兆瓦不等。当前厂址电力容量从四城电站的约1870兆瓦,到布雷德伍德电站的2386兆瓦不等。

全部12座反应堆目前均已获得延期运营许可,将最初40年的运营期限延长至60年,但其剩余运营年限差异较大。四城核电站目前运营许可将于2032年12月到期,星座能源计划于2027年初申请后续许可延期(SLR)。塞勒姆核电站的许可证将分别于2036年和2040年到期,PSEG计划于2027年提交后续许可延期申请。拉萨尔电站许可证期限至2042年和2043年,拜伦电站至2044年和2046年,布雷德伍德电站至2046年和2047年,利默里克电站至2044年和2049年。若获批准,后续许可延期可将运营期限延长至80年。

正如谷歌所指出的,"核能增容通过对涡轮机、蒸汽发生器及数字控制系统进行现代化改造,以提升现有反应堆的输出功率。"蒸汽发生器相关工作将适用于布雷德伍德、拜伦和塞勒姆电站的压水反应堆,这些反应堆使用独立蒸汽发生器,将热量从反应堆冷却剂系统传递至二次侧系统。而拉萨尔、利默里克和四城电站的沸水反应堆则直接在反应堆容器内产生蒸汽并输送至涡轮机,因此其增容工作将涉及反应堆、蒸汽循环、涡轮发电机、给水系统、控制系统及其他配套设施的不同组合改造。

星座能源表示,这项20年购电协议将支持11座机组的"新设备和新技术"投入,并提升"热效率和电效率",从而释放更多稳定电力供应。公司强调,所产生的890兆瓦容量将是"全新增加"的,这将增加PJM全域内的可用发电量,而非对现有产出的重新分配。公司将增容描述为一种近期增加稳定容量的手段,表示对现有电站涡轮机、蒸汽发生器及数字控制系统的现代化改造,可在不涉及新建项目相关"多年建设周期"和"并网瓶颈"的情况下,实现大幅容量提升。

正如POWER杂志今年3月报道的,美国核能管理委员会(NRC)认可三类增容方式。测量不确定性回收(MUR)增容通常通过安装更精确的给水流量仪表,恢复不到2%的许可功率。拉伸增容(stretch uprate)通常可提升至多7%,通过调整仪表设定点和运行程序实现,无需重大硬件改动。扩展功率增容(EPU)最多可增加20%,但资本投入最大,通常需要对涡轮机、冷凝水泵、主发电机和变压器进行重大改造。NRC对这三类审查的目标期限分别为6个月、9个月和12个月。

根据NRC预期申请清单(截至9月初更新),星座能源计划在2026年第四季度至2030年底之间提交12项增容申请,包括5项扩展功率增容和7项测量不确定性回收增容。同一清单显示,PSEG计划于2027年第二季度为塞勒姆1号和2号机组提交拉伸增容申请。作为塞勒姆电站运营方及NRC许可证持有者,PSEG将提交这些申请。

与能源部"UPRISE"增容推进计划相关联

值得注意的是,谷歌协议的公布,恰在美国能源部(DOE)能源主导融资办公室(EDF)宣布向维斯特拉(Vistra)公司提供最高42亿美元有条件贷款承诺的次日,该贷款用于资助位于宾夕法尼亚州的比弗谷(Beaver Valley)核电站及俄亥俄州的戴维斯-贝西(Davis-Besse)和佩里(Perry)核电站的增容和现代化改造。据POWER杂志报道,能源部表示,这些项目可新增433兆瓦容量,全部已与Meta签订合同,同时还将保留近4吉瓦的现有基荷发电能力。虽然该承诺尚未转为正式贷款,但能源部表示,维斯特拉必须满足"特定的技术、法律、环境和财务条件"后,该机构才会签署正式融资文件并发放资金。这三座核电站均在PJM区域内运营。

此次协议还紧随谷歌在美国东南部支持的另一项独立增容计划之后。9月21日,佐治亚电力公司(Georgia Power)与谷歌宣布达成协议,谷歌将支持佐治亚电力公司拥有的沃格特勒(Vogtle)和海奇(Hatch)核电站机组份额的增容工作,预计新增约96兆瓦容量。

不过,该协议的结构与星座能源的购电协议有所不同。谷歌计划订购一项新的核能增容(NU-1)电价套餐,并获得与增容产出相关的零排放积分。佐治亚电力公司表示,这一结构"也有助于保护非参与客户免受增容工作相关的增量成本影响",并预计在机组运营期限内将为客户带来约9亿美元的收益。该协议需获得佐治亚州公共服务委员会(PSC)批准。值得注意的是,佐治亚电力公司还已申请批准为海奇1号和2号机组实施新的扩展功率增容(文件编号44280、56002)。佐治亚州公共服务委员会已在佐治亚电力公司2025年综合资源规划中批准了沃格特勒1号和2号机组的扩展功率增容。

与此同时,这三项协议也与能源部今年3月启动的"公用事业反应堆功率渐进扩容计划"(UPRISE)相呼应,该计划目标是到2027年新增2.5吉瓦核电容量,到2029年新增5吉瓦。尽管UPRISE并无专项拨款支持,但能源部已承诺为电站所有者和NRC提供技术支持,组织电站与大型用户"配对"研讨会,并扩大联邦贷款权限的使用范围。EDF拥有超过2890亿美元的可用授权额度,可为符合条件的增容项目提供最高80%的成本融资。值得注意的是,能源部已将该计划的目标项目分为三类:配套设施和运营改进项目、需要许可证修订的实体升级项目,以及电站重启项目。

谷歌在其博客文章中表示,此次与星座能源达成的协议,使其通过增容和重启项目(包括佐治亚州增容项目)支持新增的核电容量总计超过1.5吉瓦。该公司表示,到本世纪末,其各项协议预计将帮助实现能源部5吉瓦目标的"近25%"。不过,由于星座能源的增容项目将分阶段持续至2032年才能全部完成,仅部分890兆瓦容量能计入2030年这一目标。

对PJM"自带电力"提案的回应

值得注意的是,本周二,两家公司将此次协议定位为"对PJM'自带电力'(Bring Your Own Power)提案的直接回应,为大型电力用户在扩大新增供给的同时满足自身不断增长的运营需求,提供了一种切实可行的模式,且无需州或联邦层面的强制要求"。两家公司表示,这一做法符合谷歌及其他六家科技公司于3月4日签署的白宫"电价保护承诺"(Ratepayer Protection Pledge),使谷歌能够支持其自身增长,"而不会将成本转嫁给居民客户"。

PJM的这一机制正式名称为"自带新增容量"(Bring Your Own New Capacity,简称BYONC)。正如POWER杂志此前报道,PJM已在8月13日的文件中(案号ER26-3515-000)向联邦能源监管委员会(FERC)申请批准该机制。BYONC是指新增大型负荷(单一厂址峰值负荷至少50兆瓦)用于降低或免除其在"临时资源充足性服务"(IRAS)项下承担义务的一种方式。IRAS是PJM提出的框架(此前称为"连接与管理"),该框架将使未获覆盖的新增大型负荷从2027年6月1日起,在电网紧急状态下成为可削减对象。PJM表示,其BYONC资格认定规则旨在确保所涉容量"确实为新增,而非重新包装的existing容量",且其带来的效益"真实且持久"。符合条件的资源通常必须在连续10个交付年度内,作为价格接受者将该容量投入PJM的容量拍卖。从2029/2030交付年度开始,PJM还提议将未获覆盖的新增大型负荷需求排除在用于这些拍卖的需求曲线之外。在9月23日提交该案的回应文件中,PJM再次要求FERC使该规则最晚于10月12日生效,以便能够适用于定于12月开始的2029/2030年度容量拍卖。截至10月7日,PJM官网大型负荷页面显示该案尚待FERC批准。

PJM 8月13日的申请文件明确允许增容项目计入BYONC,但附有一项直接关系到此次星座能源增容工作如何被归类的条件。符合条件的资源包括"现有发电容量资源通过增容所产生的新增容量,但仅限于该新增容量是通过提高该发电容量资源的装机容量,以及提高与该发电容量资源相关的容量并网权而产生的部分"。根据这一标准,效率提升只有在同时提高机组的额定容量及其对电网的并网权时,才符合资格认定条件。PJM在其9月23日的回应文件中同样明确指出了对现有产出的立场:"允许现有容量资源与新增大型负荷签约,并不能解决BYONC机制旨在解决的问题。"

目前,两家公司均未说明这890兆瓦的增容容量是否会被登记为BYONC容量,也未说明相关增容是否会提升机组的容量并网权。与此同时,另一项涵盖2700兆瓦的15年期独立协议并不涉及任何新增容量。在该合同下,谷歌将购买星座能源在PJM区域已运营电站的产出,星座能源将这一安排描述为一种"财务结构","确保星座能源的运营发电资产持续向PJM市场提供电能和容量"。根据PJM提出的资格认定规则,已经通过PJM拍卖出清的容量通常不符合BYONC认定条件。

PJM日益紧张的供给缺口,使上述协议的重要性进一步凸显。在另一份7月31日的独立文件中,PJM提议实施一次性"可靠性后备采购"(Reliability Backstop Procurement),以弥补其2028/2029年度容量拍卖中出现的6831.3兆瓦缺口。该采购计划面向期限最长15年的合同资源,同时提议设置每兆瓦日555美元的加权平均成本上限。9月29日,FERC批准了该提案,但将其暂停五个月,生效日期延至2027年2月28日,且该批准仍需视退款情况及后续程序结果而定。PJM表示,FERC已指出"三项需进一步审议的具体问题",原定于9月30日启动的采购程序将无法按计划开始。PJM补充称:"具体时间安排尚待确定。"

该协议中的需求灵活性条款,纳入了"运营层面的负荷调节和需求响应能力,用于在电网高压力紧急事件期间削减非关键用电需求",这与IRAS机制所针对的紧急状况类似。值得注意的是,两家公司一直在推动将灵活性纳入电网规划考量。谷歌和星座能源均是"AI能源管理联盟"(AEMA)的行业成员之一,该联盟由Emerald AI、谷歌及英伟达于9月16日联合发起。根据其成立声明,AEMA正倡导为愿意承担可强制执行削减义务的数据中心,提供更快速或更大规模的电网接入通道。谷歌今年3月曾表示,已将1吉瓦的需求响应能力纳入与美国多家公用事业公司的长期合同中。

人工智能用于增容与电站运营

值得注意的是,周二公布的协议还扩大了星座能源对谷歌云及AI工具的使用范围。根据这项为期五年的技术协议,星座能源表示将把Gemini Enterprise的"智能体工作流"直接构建到其核心运营流程中。谷歌博客文章表明,其最终目标是加快增容规划进度、简化建设流程,并优化电站产出。

正如POWER杂志9月报道,Gemini Enterprise是谷歌云用于构建和部署AI智能体的平台。该平台本质上提供了一套软件工具,能够以自然语言方式查询企业内部系统,整合通常分散在不同部门的数据,并据此为相关决策提供建议或直接执行决策。例如,在9月2日的谷歌云媒体圆桌会议上,新纪元能源公司(NextEra Energy)表示,其基于Gemini Enterprise智能体平台构建、并已在佛罗里达电力与照明公司(Florida Power and Light)发电机组范围内推广的调度和停机排期工具"电网编排器"(Grid Composer),已在2026年为客户节省了超过2000万美元成本。新纪元能源表示,该工具每天从实时遥测数据、负荷数据和发电曲线中提取约5000亿个数据点,将人工调度决策与AI优化方案进行比较,整个工具的开发周期不到12周。

星座能源与谷歌计划在三个初始重点领域展开合作。第一个领域,星座能源称之为"电力提速",将AI应用于厂址选择、电力流建模以及许可审批和并网规划。公司表示,这将缩短"增容项目的工程和监管审批工作时间,使新增容量能够更快、更低成本地接入电网"。第二个领域为发电优化,涵盖资产健康监测、停机检修管理以及旨在加快建设进度的情景优化。第三个领域将利用星座能源所称"达到国防级别"的谷歌云平台,保护其运营技术(OT)网络安全,公司表示,其中许多网络"采用物理隔离方式,并与大容量输电系统相连"。

两家公司表示:"谷歌和星座能源正在为科技行业与能源行业如何协作、以负责任的方式扩大国家能源供给,树立新的标杆。通过将核能增容方面的商业投资与谷歌的先进技术相结合,这项协议将支持人工智能和数字基础设施的快速增长,而这将直接增强未来几十年电网的韧性、经济性和可持续性。"

Q&A

Q1:谷歌与星座能源的这项协议具体涉及哪些核电站?

A:根据媒体报道,该协议预计涉及伊利诺伊州的布雷德伍德、拜伦、拉萨尔和四城核电站,宾夕法尼亚州的利默里克核电站,以及新泽西州的塞勒姆核电站,共六个厂址11座核电机组。

Q2:这次核电增容能新增多少发电容量?什么时候能用上?

A:该协议将支持11座核电机组实施总额43亿美元的升级改造,预计到2032年底新增890兆瓦发电容量,首个增容项目预计2028年投运,其余将分阶段推进直至2032年全部完成。

Q3:核能增容到底是怎么实现的?

A:核能增容是通过对现有反应堆的涡轮机、蒸汽发生器和数字控制系统进行现代化改造,以提升输出功率。根据改造幅度不同,可分为测量不确定性回收增容(不到2%)、拉伸增容(最多7%)以及扩展功率增容(最多20%)三类。

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