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科技巨頭爭相建設「核能充電寶」

2024-10-18財經

當地時間10月16日,亞馬遜AWS 宣布與三家公司簽訂合作協定,初期投資數億美元開發小型模組化反應堆(Small Modular Reactors,簡稱SMR)。這是繼甲骨文、微軟、谷歌等公司之後,又一家科技巨頭加入了追求核電的行列。 科技巨頭入局SMR

亞馬遜AWS 的最新動作包括:

第一,與Energy Northwest達成協定,開發四個小型的模組化反應堆。專案第一階段預計能產生320兆瓦的發電容量,最終可能會達到960兆瓦——足夠為77萬戶美國家庭供電。

第二,投資SMR和燃料開發商X-energy,亞馬遜氣候承諾基金是X-energy 5億美元融資輪的主要投資者。亞馬遜 AWS與Energy Northwest 合作的專案,將使用X-energy設計的反應堆,未來將支持X-energy開發超過5GW容量的專案。

第三,與Dominion Energy 簽署備忘錄,探索在維珍尼亞州現有的北安娜核電站附近開發SMR,將為該地區帶來至少300兆瓦的發電能力。

在亞馬遜 AWS 宣布的前一天,谷歌和Kairos Power宣布了一項協定,最終將建設多達七座 SMR,提供高達 500 兆瓦的電力,第一座機組將於 2030 年投入使用,整個專案將於 2035 年完工。

更早前的9月份,微軟和Constellation Energy宣布了一項為期20年的電力購買協定,將從賓夕法尼亞州重新開放的三裏島核電站向微軟提供電力。

9 月初,甲骨文董事長拉利艾利遜(Larry Ellison)在財報電話會議上透露,該公司正在設計一個數據中心,將需要超過1千兆瓦的電力。而該數據中心將由三個小型核反應堆提供動力。

為什麽科技巨頭購買核電?

如今科技巨頭在人工智能領域展開了激烈競爭,紛紛在全球各地建造超大規模的GPU集群,為大模型等產品提供算力。而電力成為了建設這些大規模AI數據中心的瓶頸。

隨著ChatGPT等生成式人工智能套用的流行,AI數據中心消耗的電力在呈現指數級增長。根據高盛的一項研究,ChatGPT上的一次查詢需要的電力幾乎是谷歌搜尋的10倍。

人工智能系統之所以消耗這麽多額外的電力,只是因為它們要進行的處理比標準計算多得多,要處理的數據量也要大得多。

在ChatGPT等AI套用未流行之前,谷歌、微軟、亞馬遜等科技巨頭已經處於碳中和狀態或者設定了實作碳中和的時間點,而實作方式就是購買風能和光伏發電等清潔能源,來對沖使用煤電產生的碳排放。

但是AI數據中心的快速建設和投入營運,打破了這些科技巨頭企業實作碳中和的節奏,而為了降低碳排量,這些企業把目光轉向了核電,並且小型核反應堆成為首選核電。

什麽是小型核反應堆?

采用模組化設計、器材系統模組化工廠預制和現場模組化組裝建設的小型堆,稱作模組化小型堆,英文簡稱也是SMR(Small Modular Reactors) 。

小型核反應堆得到國際重視和集中研發始於本世紀初期,但在上世紀五六十年代,中小型堆的運用已經開始了。如今,大多數開發SMR商業用途的公司都專註於幫助城鎮維持照明。

國際原子能總署IAEA在官網指出,SMR發電功率最高可達到300兆瓦,約為傳統核反應堆發電能力的三分之一。它們的元件可以在工廠大規模生產,然後運輸到現場安裝,這可能使它們的建造成本更低、速度更快。

近年來,SMR設計和技術開發取得了重大進展,全球有80多種SMR設計處於不同的開發階段。

發電原理:X-energy XE-100是一種高溫氣冷反應堆,可承受超過 750 攝氏度的高溫。Xe-100 的核心是大量燃料卵石,每個卵石的大小都像撞球一樣。這些卵石上精心嵌入了 18,000 個三元粒子,每個粒子都包含一個被三層碳包裹的微小鈾核。反應堆系統采用無縫工藝,其中超過 200,000 個燃料球透過重力供料並不斷迴圈透過核心。這種巧妙的燃料迴圈可實作長達 60 年的不間斷執行。氦氣在核心內迴圈,吸收大量熱量而不發生放射性。然後利用這種過熱的氦氣將水轉化為蒸汽,隨後推動渦輪機產生持續的無碳能源。

今年2月,美國數據中心建設公司Digital Realty技術長Chris Sharp接受媒體采訪時指出,數據中心、耗電量巨大,從目前情況來看,核能將是實作科技領域穩定供能的關鍵,而小型模組化反應堆能建設在數據專案內部,將成為有效解決方案。

那麽,數據中心自己的核電站會是什麽樣子呢?由OpenAI行政總裁Sam Altman擔任董事長的核能初創公司Oklo設想將一個裝有 SMR 的大型不銹鋼罐放入地下 50 英尺(15 米)深的洞中。然後在其上和周圍建造數據中心。

就目前的發展趨勢來看,小型化核反應堆套用在大型數據中心市場很快就會被驗證。一切順利的話,5年內,很多大型科技公司就能用上這個可以續航多年的「核能充電寶」。