当挑战不再是技术,当监管与信任的壁垒被逐渐消除,不夸张地说,一种曾被视作“禁区”的能源选择正重新走向商业化。
技术破局,方案落地
近年来,替代燃料船舶已成为全球造船市场的新主角,船舶行业绿色转型继续加速推进。
而核动力是实现航运绿色化的另一重要方式,有望为海运业开辟一条全新的绿色路径。
日前,核动力商船研发取得新进展。
挪威船舶设计建造公司Vard发布“商船核动力推进”第二阶段项目(NuProShip II)最新成果,证实小型第四代核反应堆在海上船舶集成应用的技术可行性。
船型研发及配套方面,Vard重点研究了以氦气冷却气体反应堆作为核动力船舶主电源的技术可行性,评估了该方案对船舶布局,安全性及整体系统性能的影响,进一步验证了动力推进装置的技术性能。
该方案不仅能够满足DP2动力架构的高冗余要求,还可升级至DP3标准。
该项目还延伸探究了超临界二氧化碳涡轮机与熔盐电池等多种新型储能方案,以替代传统蓄电池实现功率平衡。
在全球航运业迈向绿色低碳转型的关键时期,核动力船正从概念设计走向现实,或成为引领行业深刻变革的下一阶段前沿。
有权威机构报告预估,一艘15000TEU核动力集装箱船如果以25节的航速航行,其年货运能力可提高38%左右,并在减少温室气体排放,提高运输效率的同时大幅消除燃料成本。
2025年4月,中国科学院官网引称,世界唯一建成并运行的熔盐堆第四代核能系统——2兆瓦热功率液态燃料钍基熔盐实验堆(TMSR)——已在甘肃武威加钍运行,技术团队正与国内核能企业合作推动钍基熔盐堆工业的示范应用,上海将成为供应链基地。
有业内专家认为,这一突破性进展为我国核动力商船研发提供了坚实的技术支撑。
2023年12月,中国船舶集团有限公司旗下江南造船(集团)有限责任公司(简称江南造船)发布全球首型核动力24000TEU集装箱船设计方案,在2025年的“中国国际海事技术学术会议和展览会”(Marintec China2025)期间,这型集装箱船船型设计再次受到业内关注。
公开资料显示,这型核动力集装箱船采用国际上先进的第四代堆型熔盐反应堆解决方案,提出超大型核能集装箱船船型设计,以在该型船运营周期内真正实现“零排放”。
该船型安全性高,反应堆高温低压运行,在原理上规避了堆芯融化,具备防扩散与固有安全特征。
船舶无需耐高压容器与管路,即便发生破口事故,也能在环境温度下迅速凝固,事故后除正常停堆手段外还可以把燃料盐排出堆外,实现快速停堆防止事故扩展。
动力装置布置于船舶安全位置,电力系统采用双侧冗余设计,充分保证供电系统安全,并具备从人员聚集区应急撤离功能。
24000TEU集装箱船的主尺度适合船东运营场景,而且相对于传统船型动力系统布置更为紧凑,可提供更多箱位。
此型设计还取消了传统烟囱机舱棚,采用艏房舱方案,核电舱位于舯部,既增加了箱位又提高了舒适性与安全性。
整船采用全电方案,推进系统采用“双电机双轴桨双舵”,装机功率大、航速高、操纵性好,其主电源应用超临界二氧化碳发电机组,核电动力系统采用紧凑的模块化设计,动力系统效率高,可实现真正的“净零”排放。
相比低硫油和各种替代能源方案,这型核动力24000TEU集装箱船实现了更短的船长和更多的箱位,空间利用率与能源利用率都得到提高。
另外,融合了模块化核能系统与智能运维技术的设计可实现30年全生命周期的免换料运行,大幅降低了长期运营成本。
MarintecChina2025期间,中国船舶集团有限公司第七○八研究所推出自主研发设计的核动力客货破冰船。
该型船是面向北极航线,融合季节性货运与探险旅游市场需求而打造的新型船舶,总长约165米,型宽约30米,提供沉浸式极地探险旅游体验的同时还具备强大的货物运输能力,可一次性存放300个标准集装箱,同时依托灵活的模块化设计,能适配特种货物的运载需求。
在反应堆技术上,采用熔盐堆,超临界二氧化碳技术提升热电转化效率与反应堆本质安全性能,创新应用核能综合电力系统理念,能够在敞水及各类冰况下实现推进模式的智能切换与能源的安全高效利用。
在韩国,韩国原子能研究院(KAERI)与三星重工于2023年在该国科学技术信息通信部与海洋水产部的支持下,参与熔盐反应堆源头创新技术开发项目,目标是在2026年前完成船用熔盐反应堆概念设计,以推动该技术为海洋领域实现碳中和。
2025年9月,KAERI与三星重工共同宣布其联合研发的应用SMR的大型液化天然气(LNG)运输船概念设计获船级社颁发的原则性认可(AIP)证书。
这意味着全球首艘核动力大型LNG运输船研发和熔盐反应堆在商船的应用再次取得重大进展。
此外,HD韩国造船海洋(HDKSOE)也在今年宣布该公司研发的应用SMR的15000TEU集装箱船概念设计正式获得船级社颁发的AIP证书。
企业认可,路径探索
专注于开发海上浮动核电站技术的英国能源创新公司Core Power不久前表示,在巨额投资和全面监管改革的双重推动下,核动力商船已站上“大规模应用的门槛”。
Core Power首席执行官Mikal Boe称,过去七年,行业已在监管框架构建、船舶设计和人员培训等方面投入数十亿美元,为核动力商船的商业化应用奠定了基础。
“随着监管进程加速,2026年将成为关键之年,航运企业、造船企业、金融机构、政府和监管部门将走向台前,明确宣布他们的开发计划和实施路径。
”
Core Power预计在2034-2036年将浮式核电站(FNPP)推向市场,旨在为民用海事领域使用核能奠定基础,并将包括先进裂变技术的模块化建设,同时创建必要的监管和供应链框架,以促进该技术在全球范围内推广。
“该计划第一部分将实现FNPP的大规模生产,再通过大规模生产所获得的专业知识来为计划第二部分即开发民用船舶核推进系统铺平道路。
”Mikal Boe说。
至于未来的市场规模,Mikal Boe认为转型以小规模试点开始,之后逐步扩大,应重点关注大约7300艘在役的大型船舶。
他预测,在2034年至本世纪30年代末期将出现首批15-20艘船舶订单,到2060年,全球核动力商船规模可能达到3000艘,并得到成熟供应链和专业劳动力的支持。

Core Power浮式核电站(FNPP)效果图/Core Power
Core Power其实已经在有针对性地开发核动力集装箱船。
2023年4月,该公司正式推出应用熔盐反应堆的2800TEU集装箱船概念设计。
“新型核动力商船将终结慢速航行时代。
自2008年以来,大型船舶以较慢速度航行一直是行业惯例,而这导致了运输灵活性的下降,且船舶污染物排放仍然居高不下。
”
这型核动力支线集装箱船研发项目在当时得到了全球最大支线集装箱船船东X-Press Feeders的支持。
与此同时,马士基也加入了核动力集装箱船的研发行列。
马士基与Core Power及相关机构合作开展的联合监管评估研究将确定下一代核动力支线集装箱船的安全和监管考虑因素,方便其未来在欧洲港口开展运输作业。
马士基曾表示,如果与安全、废物管理和各地区监管认可度相关的现行挑战能够通过开发新的第四代核反应堆技术得到解决,那么核能就有可能在未来10-15年内成为物流业另一条可能的脱碳途径。
一位供职于船舶设计与工程公司C-Job的船舶设计师向本刊透露,该公司与核能开发及咨询公司ULC-Energy比较了在其它船舶参数不变的情况下,使用超低硫燃料油、绿色氨和核能作为动力的散货船的排放和经济性。
“像散货船这样的远洋货船是考虑核动力最适合的船型之一,因其尺寸限制,反应堆和屏蔽层的重量通常比使用的传统燃料重量要轻。
此外,由于港口准入可能是核动力船舶面临的主要挑战之一,而散货船的点对点直达情况减少了需要批准核动力船舶入港的港口数量。
C-Job与ULC-Energy的合作就船舶总体布置、货物运载能力、有害排放及成本进行了整体考量,将核反应堆集成到散货船舯部被证明对其载运能力影响极小。
此外在所有推进方案中,核能提供了每吨运输货物可能最低的运营成本。
虽然建造核动力船舶较高的前期资本支出是一个主要因素,但较低的燃料成本可能使其相形见绌,这将允许船舶航行得更远、更快,并且在数年内无需考虑加油物流。
更为关键的一点是,民用核动力推进完全消除了温室气体排放,甚至优于绿色氨,我们的研究结果证明了民用核能在支持航运业脱碳目标方面的强大潜力。
航运业对核能的兴趣持续浓厚,这项研究对于整个航运业而言,都是向前迈出的重要一步。
”
除散货船外,C-Job还对集装箱船、油船和海洋工程船的核能应用进行了研究。
“研究表明,尽管核动力反应堆的屏蔽层质量大、体积大,但在大多数情况下,采用小型模块化反应堆的核能方案比传统船用柴油方案更轻便、更紧凑。
对于首批核动力商船而言,(超)高温气冷堆最具潜力,而熔盐堆则更有长期性优势,高燃耗及未来使用钍循环使其最适合海事应用。
”上述设计师补充说。
规则重塑,协同攻坚
如今,多型核动力商船获AIP证书表明现代核推进系统的技术可行性已得到充分验证,安全性能也将随着技术发展而显著提升,真正的零排放船舶有望在2045年实现全面商业化运营。
只是尽管核动力商船及FNPP在技术层面已具备落地条件,但作为安全和可持续部署保障的监管与责任框架亟需优化完善。
看到核动力商船的巨大航运减排潜力后,国际原子能机构(IAEA)于2018年发布了关于海洋核动力堆型的综述报告,系统梳理了当时可用的海洋核动力堆技术,为后续标准化和安全评估奠定了基础。
此后,相关国际组织在监管框架方面持续推进。
2025年,国际海事组织(IMO)启动《海洋核动力安全规则》修订工作,旨在适应技术发展和安全需求。
同时,IAEA通过国际创新核反应堆和燃料循环项目(INPRO)等推动核能航运监管工作,另计划推出“海上原子能技术应用许可”(ATLAS)项目,以进一步完善海上核技术应用的监管体系。
为填补监管空白,2025年7月,核能海事组织(NEMO)正式获得IMO非政府组织咨询地位,并获正式邀请定期出席IAEA大会。
这意味着NEMO将在IMO和IAEA的最高级别国际治理层面积极参与全球议题讨论及政策制定,这使其能够就核技术在航运,海上能源系统及浮式核电站中的整合应用方面提供专业见解,技术指导及战略建议。
NEMO主席Mamdouh El Shanawany表示:“这一重要里程碑反映出在实现全球脱碳和能源安全目标过程中,核技术创新在海事领域的重要性日益提升。
”成立于2024年的NEMO设立三个工作组,分别聚焦海事法规、核安全标准以及海事核责任与保险,并还将与IMO和IAEA合作制定涵盖海上核能部署、运行与退役的全球标准与规则。
小型模块化反应堆的兴起有望给航运业的核能应用带来阶跃式提升,但前提是能够克服监管障碍。
业内权威机构出具的一份报告显示,海事业将因核能的应用而发生变革,但必须解决监管与安全问题才能实现商业化应用。
核能发电在安全方面有着良好记录,且有一套积极的监管机构体系,要将核动力船舶引入海事行业,必须广泛更新包括《国际海上人命安全公约》(SOLAS)第八章等在内的规则。
2025年6月,IMO第110届海上安全委员会(MSC 110)会议通过《核动力商船安全规则》(A.491决议)和《国际海上人命安全公约》相关条款的修订工作。
MSC 110设立专项工作组,就如何开展修订提供具体指引,并正式将该任务指派给船舶设计与建造分委会(SDC),要求其“在条件允许的情况下”从今年开始推进相关工作。
《核动力商船安全规则》目前仅适用于采用压水反应堆和直接蒸汽推进系统的传统核动力船设计。
IMO明确指出,未来的规则应覆盖包括小型模块化反应堆、熔盐反应堆等在内的新一代核技术,并为全电动船舶概念提供安全框架支持。
国际船级社协会(IACS)也将支持安全探索核动力推进技术作为航运业脱碳的可行长期方案,通过与IMO和IAEA合作,IACS正参与修订《国际海上人命安全公约》第八章,并推动制定反映新型反应堆技术的目标导向型核动力规范。
这些进展反映了全球在推动核动力航运安全与规范化方面的持续努力。
对于核动力商船的未来发展路径,中国工程院院士林忠钦在去年12月召开的“中国船舶集团有限公司科技创新大会暨科技周”上坦言,海洋核动力的发展面临一系列挑战,如支撑民用海洋核动力的审批体系未形成,适用民用海洋核动力的法律法规待健全,保障民用海洋核动力的换料维保基地缺乏,民用海洋核动力特有技术有待进一步完善等。
但他也进一步指出,这一领域应由政府引导,企业为主,联合科研院所、高校等机构统筹布局,从而形成培育新质生产力、未来产业的爆发点。
核动力商船的再次兴起是一种对能源利用的重新想象:真正的脱碳或许不是不断寻找替代燃料,而是追求能源形态的根本跃迁。
核能的高能量密度和零碳排放特性,使其成为航运脱碳道路上不可忽视的终极选项之一。
在航运业,一次跨越技术、监管与想象力的远征正在开始。