2023年12月，总部位于伦敦的智囊机构新核能观察研究所 (NNWI) 发布了一份报告：《扩展成功：在竞争激烈的全球低碳能源市场中引领小型模块化反应堆未来》。该报告强调了小型模块化反应堆在实现全球净零排放目标中的关键作用，并强调了在全球加速部署小型模块化反应堆的紧迫性。
在过去的几年里，有越来越多的证据表明，大规模扩展核能产能对于将全球升温控制在1.5°C以内是必不可少的。多项研究已经证实，与“完全可再生能源”主张者的说法相反，没有任何一种单一技术能够实现及时且成本效益高的能源转型。要想到2050年实现净零排放，需要一个包含间歇性可再生能源和核能在内的低碳能源多样化组合。最新的估计表明，全球核能装机容量需要从目前的370 GW增加2.5～3倍，到2050年达到916 GWe和1160 GW之间。
为了抵消现有机组退役的影响，未来25年全球新增发电能力需要达到800～1000 GWe，平均每年约为30-40 GWe。考虑到过去十年全球平均每年新增发电能力约为6.5 GWe，几乎只是目标的六分之一，这项任务非常具有挑战性。虽然预期增长的大部分可能来自金砖国家和其他大型新兴经济体与集中式电网相连的传统GW级反应堆，但预计10%～1/3的新增产能将来自小型模块化反应堆 。
尽管人们对这一领域的兴趣与日俱增，初创企业和倡议的数量也在不断增加，但该领域在过去几十年中的实际发展速度却低于预期。俄罗斯的Akademik Lomonosov是世界上首个基于小堆的运营设施，于2019年启动，位于俄罗斯Chukotka，迄今为止仍是唯一一个商业运营项目。最近，NuScale于2023年11月终止了在美国Utah州的示范项目，这进一步凸显了小堆供应商面临的挑战。
根据NNWI的分析，使小堆具有吸引力的特性，其紧凑的尺寸、模块化建筑和灵活性，同时也与他们的潜在战略弱点有关。虽然小堆提供了更快，更经济的建造以及适应各种网络配置的可能性，但这些优势伴随着更高的单位产出能力相对成本。同时，市场需求的不确定性、加上供应链挑战、监管和政治风险，使模块化生产的规模化更加复杂，而模块化是降低成本的关键因素。
小堆项目正在进入一个竞争非常激烈的市场。在内部，竞争来自不同的小堆设计，在外部，特别是在电网应用领域，它们面临着来自其他低碳能源的竞争，如大型反应堆、正朝着全面商业化快速推进的公用事业级储能、世界某些地区的先进地热技术、以及碳捕集与封存系统。在这种情况下，根据NNWI的分析，使小堆设计能够快速扩展以利用模块化优势和降低成本的能力变得至关重要。因此，预计市场将由先行者主导。
许多小堆供应商宣称，从传统的压水堆（PWR）技术（其中高达一半的资本支出用于安全功能）到拥有固有安全性的先进下一代技术的转变，可以显著甚至可能颠覆性地降低隔夜建造成本。然而，根据NNWI的说法，新技术的实际成本可能会大大超过预期的估计。采用类似熔盐和高温气冷堆这样技术的先进小堆可能会因为复杂的取证、供应链以及燃料供应的挑战而面临重大延误。尽管一些原型机组仍可能按计划在2030年和2035年之间投入运营，但预计最快要到2040年左右才能实现广泛部署和大规模生产。
NNWI的分析表明，技术以外的因素，如获得低成本资本、补贴需求、缩短供应链周转时间以及更高效的许可流程都至关重要，有时甚至比安全和性能方面的技术进步更为重要。分析强调，学习曲线、可扩展性和资本成本的降低往往比技术创新带来的电力成本降低幅度更大。
根据该报告，在其基本情况设想中，到2050年全球小堆机组的总容量将约为150-170 GWe（高目标份额设想下可达约300 GWe）。从地域分布来看，预计美国和加拿大约占三分之一，中国约占四分之一，非洲、亚洲和拉丁美洲新兴市场约占四分之一。
报告根据外部商业因素和内部技术能力的综合考量，对排名前25的小堆项目进行了评估。NNWI认为，这25种设计或设计系列最有可能在本世纪中叶成功部署并占据巨大的市场份额。它表明，如果目前的趋势继续下去，到 2050 年，全球一半以上的小堆容量可能仅由率先进入市场的6到8个领先设计所拥有。
得益于国家支持和较早进入批量制造阶段，俄罗斯的RITM反应堆系列预计将在全球小堆机组中占据最大份额，占总容量的17～18%。尽管面临挑战，俄罗斯Rosatom公司仍有可能将其市场主导地位从大型反应堆出口领域扩大到小堆领域，尤其是在新兴市场。中国的玲珑一号、NuScale公司的VOYGR、GEH公司的BWRX-300、以及xe-100等先进反应堆预计也将在未来数十年内占据大量的全球市场份额。预计将获得大量私人和公共支持的相对后来者，如Bill Gates的TerraPower公司开发的熔盐反应堆Natrium、法国的NUWARD和罗罗公司的UK-SMR，以及Oklo公司的Aurora、SSR-Wasteburner和Terrestrial Energy公司的IMSR等潜在颠覆者，也有望在竞争中生存下来，并在一些重要的细分市场中占有一席之地。
NNWI估计，按2023年的价格计算，到2050年，在全球开发150～160 GWe的小堆容量将需要约 8000～9000亿美元（约5.6万亿～6.3万亿人民币）的投资。在领先设计进入全面商业化阶段之前，国家支持和补贴在该行业的早期阶段至关重要。预计该领域在未来二十年的成功推出将需要大约1500亿美元（约1万亿人民币）的政府援助和补贴。虽然这个数字看起来很大，但这只是目前化石燃料补贴支出的一小部分，仅2022年全球化石燃料补贴支出就超过了1万亿美元（约7万亿人民币），其中包括通过产能机制提供的煤炭补贴。
尽管面临挑战，但在分散式电网、区域供热和工业应用中，小堆仍是替代煤炭的最具经济可行性的选择，而且往往是唯一可行的选择。如果追求净零排放是一个真正的目标，那么用小堆优先替代煤炭和柴油发电就至关重要。世界需要一项倡议，以帮助碳排放最严重的地区从老化的燃煤电厂过渡到小堆。
