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作者：米樂
繼甲骨文、微軟、谷歌等公司之后，亞馬遜也宣布投資核電，支持在美國開發(fā)小型模塊化核反應堆（SMRs）。為了滿足數(shù)據中心和人工智能日益增長的需求，這些科技巨頭正在尋找新的無碳電力來源。
核電成為了巨頭的新寵兒。
?01、選擇了核電
去年以來，人工智能伴隨著ChatGPT等大模型應用的風靡而受到全球的熱捧。人工智能時代背后是強勁的算力需求，而算力的基石則是巨量的能源消耗。人工智能算力擴容需要大量電力、產生大量碳排放已是當前不可規(guī)避的一個重要問題。
據國外研究機構的報告顯示，ChatGPT每天要響應大約2億個請求，消耗超過50萬千瓦時電力，相當于1.7萬個美國家庭的用電量。不僅如此，國際能源署發(fā)布報告稱，如果完全融入人工智能，以谷歌搜索為例，其用電量可能會增加十倍。
根據高盛發(fā)布的預測，2022—2030年，美國電力需求將增長約2.4%，其中0.9%將與數(shù)據中心有關。微軟、谷歌和亞馬遜等科技巨頭是發(fā)展人工智能的排頭兵，這些公司旗下的云計算業(yè)務部門由大量的數(shù)據中心群支撐，這同時也意味著大量的能源消耗。
9 月 20 日，微軟宣布已達成一項為期 20 年的協(xié)議，將從一座停運的核電站購買能源，該核電站將重新投入運營。這可不是一般的核電站：三哩島核電站位于賓夕法尼亞州倫敦德里鎮(zhèn)，1979 年，該核電站的一座反應堆發(fā)生部分熔化，是美國歷史上最嚴重的核事故發(fā)生地。此舉象征著科技巨頭需要為其日益增長的人工智能提供動力，同時也引發(fā)了人們對如何安全重啟已關閉核電站的質疑——尤其是因為三里島核電站并不是唯一一座被重啟的核電站。
位于密歇根州科弗特的帕利塞茲核電站是一座發(fā)電量為 805 兆瓦的核電站，于 2022 年 5 月關閉。但擁有該核電站的能源公司 Holtec International計劃重新開放該核電站。美國能源部 (DoE) 承諾提供 15 億美元的有條件貸款，推動了該核電站命運的逆轉，該部將核電站視為幫助該國實現(xiàn)其氣候目標的一種方式。帕利塞茲核電站有望于 2025 年底重新開放。
亞馬遜目前已和 3 家公司展開合作，雖然合作中并未提及 AI，但從未來的發(fā)力方向來看，這些核電資源應該是推進亞馬遜的各項 AI 服務的。亞馬遜表示它有一項計劃來滿足其日益增長的電力需求：投資小型核反應堆，比如從 Kairos Power 購買核能。?將與公用事業(yè)公司 Dominion Energy 合作，探討在弗吉尼亞州現(xiàn)有的 North Anna 核電站附近安裝一座小型模塊化反應堆。這家電子商務巨頭正在投資反應堆開發(fā)商 X-energy 進行早期開發(fā)工作，并與華盛頓中部地區(qū)公用事業(yè)公司 Energy Northwest 合作，在那里安裝四座 X-energy 反應堆。
谷歌也表示，正在簽署一份合同，購買核技術公司 Kairos Power 計劃開發(fā)的多座小型模塊化反應堆的核能。谷歌能源與氣候高級總監(jiān)邁克爾·特雷爾說“我們實現(xiàn)全天候清潔能源所需的技術，這不僅適用于谷歌，也適用于全世界”。谷歌表示，該公司希望借助 Kairos 核電站在 2030 年之前建成第一座小型模塊化反應堆，到 2035 年還會建成更多反應堆。該核電站預計將為電網帶來 500 兆瓦的電力。根據該公司的年度環(huán)境報告，谷歌去年消耗了超過 24 太瓦時的電力。1 太瓦等于 1,000,000 兆瓦。在經歷了90年代和00年代的嚴重衰退之后，全球新核電站生產的核能份額重新開始上升。
盡管美國有94座傳統(tǒng)核電站，約占全球總數(shù)的五分之一，但近幾十年來美國新建造的核電站很少。全球目前有超過60座正在建設中的核電站，主要分布在中國和俄羅斯。其他地方的在建核電站數(shù)量也在增加。今年7月，捷克敲定了一個價值170億美元的核項目計劃。與此同時，人們對小型模塊化反應堆（SMR）的興趣越來越濃厚，畢竟這更便宜也更容易建造。一個核能新時代，可能正在拉開帷幕。
而到 2030 年代末，這三個公司聲明加起來可能將產生超過 5,000 兆瓦的電力，甚至可能更多。
?02、核能：模塊化反應堆
美國正在研發(fā)小型模塊化反應堆，這種核反應堆的發(fā)電量約為傳統(tǒng)反應堆的三分之一。開發(fā)人員表示，小型反應堆的建造速度比大型反應堆更快，成本更低，而且可以根據特定地點的需求進行調整。如果核管理委員會批準建造和運行他們的設計并且技術成功，開發(fā)商的目標是在 2030 年代初開始發(fā)電。美國前核能助理部長、凱瑟琳·哈夫表示，如果在數(shù)據中心建設過程中不引入新的清潔能源，美國就有可能“電網癱瘓”，即使用更多非清潔能源生產的電力。
核足跡小
行業(yè)貿易協(xié)會核能研究所首席核能官道格·特魯說，新型反應堆設計非常適合工業(yè)應用，因為它們可以建造在較小的占地面積上并產生可靠的電力，有些反應堆還能在現(xiàn)場提供高溫熱量。他說：“它似乎非常適合支持這些設施，并且可以根據客戶所需的電量支持許多不同的應用?！眮嗰R遜和谷歌都承諾使用可再生能源來應對氣候變化。到 2030 年，谷歌承諾實現(xiàn)凈零排放，并在其運營的每個電網每天每小時運行無碳能源。這家科技巨頭表示，它已經每年通過購買可再生能源來滿足其全球 100% 的電力消耗。然而，該公司在減少排放量方面仍未取得進展。
科技公司與核能公司的合作可能是“天作之合”。
大型科技公司需要電力來為新的大型人工智能數(shù)據中心提供動力，因為美國電力供應不足可能會減緩技術發(fā)展。核能是一種氣候解決方案，因為其反應堆不會排放導致全球變暖的溫室氣體，而燃燒石油、煤炭和天然氣等化石燃料的發(fā)電廠則會產生溫室氣體。隨著建筑物和車輛電氣化以及人工智能的興起，全球對電力的需求正在激增。國際能源署預測，到 2026 年，數(shù)據中心的總用電量可能達到 1000 太瓦時以上，比 2022 年增長一倍以上。據估計，一太瓦時的電力可以為 70000 戶家庭使用一年。
亞馬遜網絡服務公司全球數(shù)據中心副總裁凱文·米勒表示：“人工智能正在推動數(shù)據中心數(shù)量和電網所需電力的大幅增加?！彼a充道：“我們認為先進的新核電容量確實是關鍵且必不可少的?！眮嗰R遜表示，到 2030 年，它將用 100% 可再生能源滿足其全球所有電力消耗，并最近宣布已在 2023 年初實現(xiàn)了這一目標。雖然該公司已經通過購買等量的可再生能源來匹配其消耗，但這并不一定意味著它正在使用可再生能源為其運營提供動力。根據亞馬遜 2023 年可持續(xù)發(fā)展報告， 2022 年至 2023 年，其電力排放量下降了 11%，但其直接排放量（包括運輸和遞送包裹所用的燃料）增加了 7%。該公司還計劃到 2040 年實現(xiàn)凈零碳排放。
?03、AI與核電的前景
2021 年，在向阿爾特曼擔任董事長的核聚變初創(chuàng)公司Helion Energy 投資 3.75 億美元后，他說：“從根本上講，當今世界，隨處可見的兩種限制性商品是人工智能和能源?！蔽④浫ツ晖鈴?2028 年開始從 Helion 購買電力。阿爾特曼也是 Oklo （奧克洛）的董事長，該公司專注于相反的反應——裂變，即通過分裂原子產生能量；而核聚變則通過合并原子核來產生能量。2022 年事情發(fā)生了轉機，負責監(jiān)管商業(yè)核電站和材料的聯(lián)邦核管理委員會拒絕了該公司設計愛達荷州“極光”核電站的申請，稱其沒有提供足夠的安全信息。
10 月，美國空軍撤回了授予一項微反應堆試點項目合同的意向，該項目將為阿拉斯加的一個基地提供電力。奧克洛計劃建造的奧羅拉核電站占地 13,000 平方英尺，配備 15 兆瓦的裂變反應堆，比之前的核電站要小，看起來更像一座時尚的滑雪小屋，而不是冷戰(zhàn)時期那些標志性的弧形塔樓。該核電站將建在愛達荷國家實驗室，該實驗室是奧克洛獲得能源部撥款的一個研究機構，用于測試將核廢料回收成新燃料，該設計也更安全，他指出，冷卻劑是液態(tài)金屬，而不是水。
幾十年來，核電行業(yè)在美國能源結構中的份額一直沒有顯著擴大。盡管 1986 年烏克蘭切爾諾貝利和 2011 年日本福島等罕見但災難性的事故引發(fā)民眾反對，核電行業(yè)仍艱難前行。即使是最新的核電站也會產生可能在幾個世紀內仍具有危險放射性的廢物，因此需要像奧克洛正在試驗的那樣進行有效的處置或回收。但隨著氣候危機的加劇，大多數(shù)美國人現(xiàn)在支持擴大核能——皮尤研究中心去年的一項調查發(fā)現(xiàn)，這一比例從 2020 年的 43% 上升至 57%。
目前，核能僅占美國總發(fā)電量的 19%，目前運行的商業(yè)反應堆有 93 座，低于 1990 年的 112 座峰值。據估計，到 2050 年，需要多達800 千兆瓦的新核能才能實現(xiàn)當前的綠色能源目標。
然而，無論需求增長有多快，擴大核電的努力都不應操之過急。我們需要核能來實現(xiàn)低碳未來。但對于歷史上需要數(shù)十年時間完成的工程項目，監(jiān)管過程需要有條不紊，如果我們急于實現(xiàn)目標，就有可能犯下嚴重錯誤。
