AI驅動核能“智變”,中國核電邁入數字化轉型關鍵期-新華網
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2025 05/15 10:36:14
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AI驅動核能“智變”,中國核電邁入數字化轉型關鍵期

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數字化轉型已成為各行各業必答題,在核能技術創新和AI應用賦能之下,核電行業也正邁入數字化轉型的新階段。

《中國核能發展報告(2025)》指出,AI與核能呈現雙向融合發展態勢。一方面,核電行業積極推動數智化升級,將AI技術應用於工程設計研發、工程建造、智能運維、智能決策等方面;另一方面,核能作為低碳清潔、安全穩定的能源,也越來越受到AI算力行業的青睞。

可以預見,AI技術與核能行業的融合將愈加緊密。中國核能行業協會信息化專業委員會主任、國家電投集團公司原董事長王炳華&&,“十五五”期間核能行業數字化轉型將進入高速發展期,各類場景應用和創新成果將翻開蓬勃發展的嶄新畫卷。

機器人、大模型、數字孿生……智能技術讓核電站裝上AI引擎

2023年,國家能源局發布《關於推進核電數字化轉型發展的指導意見》,為核電數字化轉型發展指明了方向。意見要求在確保安全的前提下,深入推進雲計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等前沿信息技術在核電領域的應用,全面提高核電設計、製造、建設、運維、管理等自動化、智能化、智慧化水平。

核電數字化轉型首先考慮的,就是增強核電機組的安全性。上海核工程研究設計院股份有限公司數字化工程所所長張琳介紹,通過大數據分析和機器學習算法等技術,對核電站的運行數據進行實時分析和預測,能夠及時發現潛在的安全隱患,從而有效降低事故風險,保障核電站的安全運行。

比如中國廣核集團在第十六屆中國國際核電工業展覽會上發布的“智馭&&”,據悉每秒可捕捉200萬個數據波動,就像給核電站裝上了“心電圖檢測器”,可以實時監控分析機組設備和生産活動的狀態,及時向運維人員發出預警並提供輔助決策。

正如“人工智能+”加快賦能千行百業,智能化設備也在核電場景中大顯身手。智能機器人和自動化系統可以在核電廠的特殊環境中替代人工,實現自動換料、智能巡檢、水下作業等,降低操作失誤的風險和時間成本,從而提高核電站的運行效率。

在第十六屆中國國際核電工業展覽會上,AI驅動的核電機器人也吸引了不少人的目光。現場工程師介紹,該四足機器人搭載了機械臂、傳感器等,可以代替人在核電站內進行檢測等工作;同時,內置系統通過AI預判施工風險,為作業過程全程保駕護航。

第十六屆中國國際核電工業展覽會上,工作人員現場演示如何操作核電機器人作業。來源:中國核能行業協會

AI不僅有助於提升核電站安全性的可靠性,在促進核電産業技術創新、提升産業核心競爭力方面,也有不可替代的作用。

國內核電企業與時俱進,開始布局核工業大模型。2024年3月,中核八所和上海人工智能實驗室聯合研發了首個核領域大模型數字生産力&&“龍吟·萬界”,今年2月該&&接入DeepSeek-V3和DeepSeek-R1,在複雜信息處理、邏輯推理、開放域知識理解等能力上更上一層樓,為核電企業經營管理、生産運維的數智化轉型再添一份動力。

數字孿生技術的應用,則將核電站“搬”到了線上。2023年12月,“國和一號”數字孿生核電站一期工程正式投用,這是一個依託全廠三維模型、基於工業互聯網&&、採用自主可控三維引擎構建,可實現智能監測、數智運行、智慧維修等全方位業務場景應用的數字核電站。據悉,“國和一號”數字孿生核電站將在2025年內實現全廠完整數字孿生,全面實現管理數字化與産業數字化。

“國和一號”數字孿生核電站投用後,工作人員可以根據監測數據對運行機組狀態進行分析。來源:國家電投集團

王炳華介紹,“十四五”以來,各企業集團進一步加大數字化、網絡化、智能化的投入,數字化轉型創新成果不斷孕育、催生、爆發。

“僅以首批國家能源核電數字化轉型技術示範項目為例,首批10個項目覆蓋了數值反應堆、協同設計與移交、智能運維、智慧工地、智能製造、智慧消防等6個場景,各項目單位自籌資金開展項目研究開發和建設工作,項目投資總額約人民幣13.2億元。”

打通産業鏈條、完善標準體系,加快推動核電行業數字化轉型

隨着AI技術在核能領域的廣泛應用,核電行業數字化轉型正由各環節、單業務層次應用,向跨業務、跨企業的流通貫通與融合應用邁進。

在王炳華看來,對照數字化轉型的最新國家標準——《數字化轉型管理參考架構》(GB/T 45341-2025),核能行業各單位數字化轉型的發展階段與水平檔次已經普遍跨過了規範級,實現了單一職能範圍內的數字技術應用;部分企業已經達到場景級,開啟了關鍵業務單元信息系統的集成。

數字化轉型的發展階段和水平檔次示意圖。來源:《數字化轉型管理參考架構》(GB/T 45341-2025)

但在向更高層級數字化邁進的過程中,企業開始感受到阻力。“把數字化架構從業務應用向全企業,這個階段的數字化轉型雖然投入很大,但容易出現整體效果效益並不明顯、能力轉換沒有達到預期的現象,導致部分企業産生了失望、迷茫和懈怠的情緒。”王炳華解釋道。

王炳華認為,應當從廣度和深度這兩個核心維度,認真審視和分析數字化轉型的未來走向。一方面,打通內外價值網絡,與産業鏈相關方共創新的價值模式,拓展轉型廣度;另一方面,聚焦核心業務,推動核心業務數據驅動、知識賦能、智能自主,延伸轉型深度。

“核能行業數字化轉型的核心,在於通過數據驅動決策實現更安全、高效、可持續的合格生産。”王炳華總結道,“在數字化轉型進程當中,應注重上下游數據的全部獲取、開發和利用,充分發揮數據作為信息媒介、知識媒介、能力媒介的作用,提升産業鏈、供應鏈全範圍內各種要素的總體配置效率和綜合利用水平。”

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核能行業數字化轉型標準體系框架,來源:中國核協來源:中國核能行業協會

加速推進AI技術與核能行業深度融合,還需要相關標準和規範的引導。中國核電發展中心副主任茍峰介紹,各核電集團、學會協會已分別開展數字化標準體系建設,預計在2025年內,加快推進核電數據治理標準、IT架構標準的研製,開展一批條件成熟、行業急需的數字化標準的修訂。

目標到2030年,圍繞研發設計、製造、建安、運維、延壽和退役的核電全生命周期各階段或環節,形成較為完善的數字化和智能化標準簇,逐步構建起適應技術創新趨勢、滿足産業發展需求、對標國際先進水平的數字化標準體系。

“核電數字化轉型相較於其他行業起步較晚,這與核電作為一個特殊行業,需要確保絕對安全有關。”茍峰坦言,“但也可以利用後發優勢,充分借鑒和應用國內外數字化轉型的成熟經驗和做法,確保核電數字化轉型發展走得穩、走得實。”

科技公司入局核電,AI技術革命引領全球核電復興

隨着核能技術與信息技術的深度融合,核電行業有望與數字生態深入協同,成為全球能源轉型的關鍵支柱。一個確定的趨勢是,AI技術革命引發數據中心建設熱潮,隨之而來的海量用電需求,正帶來一場全球性的核電復興。

因需要大量服務器日夜運轉,數據中心是公認的“耗電大戶”。國際能源署近日發布的《能源與AI》報告顯示,數據中心是加速電力需求增長的驅動因素之一,使電力行業在多年需求停滯或下降後重回增長軌道;在AI應用的大力助推下,到2030年全球數據中心的用電量將增加一倍以上。

核電憑藉清潔、高效、穩定的特性,已經開始受到科技公司的青睞。近一年多以來,甲骨文、谷歌、微軟、亞馬遜、Meta等科技公司紛紛出手,通過與能源企業合作開發、向核電企業購電、投資核能公司等方式,布局小型模塊化核反應堆(Small Modular Reactors,簡稱SMR),以滿足日益增長的電力需求。

根據國際原子能機構(IAEA)定義,小型堆的電功率在30萬千瓦以下。資料顯示,SMR具備可模塊化組裝、建造周期較短、運輸過程便捷、廠址適應性強等優勢,可以建在離城市、人口密集區更近的地方,適合作為數據/智算中心的供電來源,還可用於供熱、海水淡化、制氫等多種領域。

“受各國應對氣候變化以及大型科技、AI公司對清潔低碳能源的迫切需求,目前全球範圍內正在掀起核能小型堆開發熱潮。”王炳華透露,國內頭部信息技術、交通運輸企業等已與核能企業合作開展了小型堆為數據中心供電的示範項目前期論證,以及一體化車載微型動力堆研發項目等。

4月16日,全球首個陸上商用模塊式小型堆——中核集團海南昌江多用途模塊式小型堆科技示範工程“玲龍一號”首&主泵成功就位。來源:海南核電有限公司

正如國際能源署署長法提赫·比羅爾所説:“隨着人工智能的崛起,能源行業正站在我們這個時代最重要的技術革命前沿。”能源與AI正逐漸形成一種雙向賦能、協同共生的關係——能源供應是AI技術發展的基石,AI革命浪潮又重塑能源未來,二者的深度融合將改寫全球能源格局。

王炳華也&&:“未來幾年將是技術突破與生態構建的關鍵期。我們需要通過政策引導、技術自主、合作空間以及産業生態鏈的建設,在核電安全、運營效率、協同創新等各個領域,形成並努力成為全球標杆,為能源強國戰略提供核心支持。”

【糾錯】 【責任編輯:顧彥 徐曼曼】