В гонке искусственного интеллекта все ключевые игроки заявляют о стремлении «пойти ва-банк».
За последний год такие гиганты, как Meta, Amazon, Microsoft и Google, выступили с целым рядом анонсов, касающихся атомной энергетики. Некоторые из них связаны с соглашениями о закупке электроэнергии у существующих АЭС, другие — с инвестициями в непроверенные передовые технологии.
Этот материал является частью серии atompil.net «Энергетический голод: ИИ и наше энергетическое будущее», посвященной требованиям к энергии и углеродным издержкам революции искусственного интеллекта.
Такие, казалось бы, маловероятные партнерства могут стать победой как для атомного энергетического сектора, так и для крупных технологических компаний. Техногигантам нужны гарантированные источники энергии, и многие ищут варианты с низким уровнем выбросов, чтобы достичь своих климатических целей. Для операторов АЭС и разработчиков ядерных технологий финансовая поддержка со стороны массивных устоявшихся клиентов может помочь сохранить работу старым атомным станциям и продвигать вперед новые разработки.
«У ядерной энергетики есть множество преимуществ», — говорит Майкл Террелл, старший директор по чистой энергетике и сокращению выбросов углерода в Google. Среди них, по его словам, то, что она «чистая, стабильная, безуглеродная и может быть расположена практически где угодно». (К стабильным источникам энергии относятся те, которые обеспечивают постоянную мощность.)
Однако существует одно очевидное потенциальное препятствие: сроки. «Потребности возникают в разных временных рамках», — отмечает Патрик Уайт, бывший директор по исследованиям в Nuclear Innovation Alliance. По словам Уайта, многим из этих технологических компаний потребуется большое количество энергии в течение следующих трех-пяти лет, но строительство новых атомных станций может занять почти десятилетие.
Некоторые реакторы нового поколения, особенно малые модульные реакторы, можно построить быстрее, но компании, обещающие скорость, еще не построили свои первые реакторы — а в некоторых случаях им до демонстрационных установок умеренного размера еще несколько лет.
Этот временной разрыв означает, что, даже когда технологические компании заявляют о планах по использованию атомной энергии, на самом деле они будут в значительной степени полагаться на ископаемое топливо, сохраняя работу угольных электростанций и даже строя новые газовые установки, которые могут прослужить десятилетия. ИИ и атомная энергетика действительно могут способствовать взаимному росту, но реальность такова, что этот рост может оказаться намного медленнее, чем предполагают заголовки.
Скорость, необходимая ИИ
Только в США насчитывается около 3000 центров обработки данных (ЦОД), и текущие прогнозы говорят о том, что бум ИИ может добавить еще тысячи к концу десятилетия. Этот рывок может увеличить мировой спрос на энергию для ЦОД на целых 165% к 2030 году, согласно одному недавнему анализу Goldman Sachs, доступному по ссылке здесь. В США оценки промышленности и академических кругов предполагают, что потребность в энергии для ЦОД может достичь 400 тераватт-часов к 2030 году — по сравнению с менее чем 100 тераватт-часами в 2020 году и выше, чем общее потребление электроэнергии всем Мексикой.
Есть признаки того, что бум ЦОД может замедляться, и некоторые компании в последние недели замедляли или приостанавливали некоторые проекты. Однако даже самые взвешенные прогнозы, например, в недавнем отчете Международного энергетического агентства, указывают на то, что спрос на энергию будет расти. Вопрос лишь в том, насколько.
Многие из тех же технологических гигантов, которые сейчас спешат строить ЦОД, также установили климатические цели, пообещав достичь чистого нуля выбросов или перейти на безуглеродную энергию в течение следующих двух десятилетий. Таким образом, они лично заинтересованы в том, откуда берется эта электроэнергия.
Ядерная энергетика стала сильным кандидатом для компаний, стремящихся обеспечить энергией свои ЦОД и одновременно сократить выбросы. В отличие от ветряных турбин и солнечных батарей, которые генерируют электричество с перерывами, атомные станции обычно подают в сеть постоянный запас энергии, что хорошо соответствует потребностям дата-центров. «Компании, занимающиеся ЦОД, практически хотят работать на полную мощность, 24/7», — отмечает Роб Грэмлих, президент Grid Strategies, консалтинговой компании, специализирующейся на электроэнергии и передаче.
Нельзя не отметить и тот факт, что, пока возобновляемые источники энергии становятся все более политизированными и подвергаются нападкам со стороны нынешней администрации в США, ядерная энергетика пользуется широкой поддержкой обеих партий.
Проблема заключается в том, как нарастить ядерные мощности — существующие объекты ограничены, а новые технологии потребуют времени на строительство. В 2022 году все ядерные реакторы США вместе взятые обеспечили около 800 тераватт-часов электроэнергии для энергосистемы — показатель, который оставался практически неизменным на протяжении последних двух десятилетий. Чтобы удовлетворить прогнозируемый спрос на электроэнергию со стороны ЦОД в 2030 году за счет ядерной энергии, нам понадобится увеличить парк реакторов в стране в полтора раза.
Новости о новой ядерной энергетике
Самые громкие заголовки, касающиеся развивающихся отношений между ИИ и ядерными технологиями, связаны с крупными, устоявшимися компаниями, которые включаются в поддержку инноваций, способных вывести атомную энергетику в XXI век.
В октябре 2024 года Google заключила сделку с Kairos Power, ядерной компанией нового поколения, которая недавно получила от Комиссии по ядерному регулированию США (NRC) разрешение на строительство двух демонстрационных реакторов. Компания работает над созданием малых реакторов с расплавленной солью в качестве теплоносителя, которые, по ее словам, будут безопаснее и эффективнее традиционных технологий. Сделка с Google — это долгосрочное соглашение о покупке электроэнергии: техгигант обязуется выкупить до 500 мегаватт электроэнергии к 2035 году с любых станций, которые Kairos сможет построить, причем запуск первого запланирован не позднее 2030 года.
Amazon также участвует в развитии ядерных технологий нового поколения, напрямую инвестируя в базирующуюся в Мэриленде X-energy. Стартап входит в число компаний, работающих над созданием меньших, более стандартизированных реакторов, которые можно было бы строить быстрее и с меньшими затратами.
В октябре Amazon подписала соглашение с Energy Northwest, коммунальной компанией штата Вашингтон, по которому Amazon профинансирует начальный этап запланированного проекта малого модульного реактора X-energy в этом штате. Техногигант получит право закупать электроэнергию у одного из модулей первого проекта, который может генерировать 320 мегаватт электроэнергии и быть расширен до 960 мегаватт. Многие новые дата-центры, ориентированные на ИИ, находящиеся в стадии строительства, потребуют 500 мегаватт или более, так что этот проект может оказаться едва достаточным для обеспечения одной такой площадки.
Проект поможет удовлетворить потребности в энергии «начиная с начала 2030-х годов», согласно веб-сайту Amazon. В настоящее время X-energy находится в процессе предварительной подачи заявки в NRC, которая должна дать одобрение, прежде чем проект в Вашингтоне сможет быть запущен.
Надежные долгосрочные планы могут стать огромным подспорьем для внедрения технологий нового поколения. «В ближайшие пару лет будет важно увидеть больше твердых обязательств и реальных денег, направленных на эти проекты», — говорит Джессика Ловеринг, соучредитель Good Energy Collective, исследовательской организации, выступающей за использование ядерной энергии.
Однако этих первых проектов будет недостаточно, чтобы существенно повлиять на спрос. Реакторы нового поколения, которые поддерживают Amazon и Google, являются скромными демонстрационными установками — первыми коммерческими внедрениями новых технологий. Они даже близко не подойдут к масштабу, необходимому для удовлетворения ожидаемого спроса со стороны новых ЦОД к 2030 году.
Чтобы обеспечить значительную долю тераватт-часов электроэнергии, которую крупные технологические компании потребляют ежегодно, ядерным компаниям, вероятно, потребуется построить десятки новых станций, а не всего пару реакторов.
Закупка мощности
Один из способов преодолеть этот временной разрыв — нацелиться на существующие реакторы.
Microsoft привлекла к себе внимание в этой области в прошлом году, когда подписала долгосрочное соглашение о покупке электроэнергии с Constellation, владельцем первого блока АЭС Три-Майл-Айленд в Пенсильвании. Constellation планирует перезапустить один из реакторов на этой площадке и переименовать его в Центр чистой энергии Кран. Сделка с Microsoft гарантирует, что у нее будет покупатель на электроэнергию с этой станции, если она успешно возобновит работу (по графику, к 2028 году).
«Если вы не хотите ждать десятилетие, пока появится новая технология, одним из самых больших инструментов в нашем арсенале сегодня является поддержка продления лицензий действующих электростанций», — заявляет Урви Парех, глава глобальной энергетики в Meta. Более старые объекты могут подавать заявки на 20-летнее продление срока службы от NRC, и процесс этот, по словам Парех, может быть дорогостоящим и длительным, в поддержке которого могут участвовать покупатели энергии.
Хотя эти существующие реакторы дают техгигантам возможность получить ядерную энергию уже сейчас, лишь ограниченное число из них находится в достаточно хорошем состоянии для продления или перезапуска.
В США 24 реактора имеют лицензии, срок действия которых истекает до 2035 года, что составляет примерно четверть от действующих сегодня. Белый дом, по словам Уайта, мог бы рассмотреть возможность перезапуска нескольких установок помимо Три-Майл-Айленд. Атомная электростанция Палисейдс в Мичигане получила гарантию по кредиту в размере 1,52 миллиарда долларов от Министерства энергетики США для перезапуска, а владелец Duane Arnold Energy Center в Айове подал запрос регуляторам, который может положить начало процессу возобновления работы.
На некоторых площадках реакторы могут быть модернизированы для выработки большей мощности без строительства новой инфраструктуры, что в сумме даст от двух до восьми гигаватт, согласно недавнему отчету Министерства энергетики. Этого могло бы хватить для обеспечения нескольких ЦОД среднего размера, но спрос на мощность отдельных проектов растет — OpenAI предположила потребность в ЦОД, которым потребуется не менее пяти гигаватт мощности.
В конечном счете, для значительного увеличения мощностей потребуются новые реакторы, независимо от того, будут ли они использовать проверенные технологии или разработки нового поколения. Эксперты сходятся во мнении, что ни то, ни другое не сможет быть развернуто в масштабах ранее начала 2030-х годов.
Тем временем, решения, принятые сегодня в ответ на этот бум спроса на энергию, будут иметь долгосрочные последствия. Большинство электростанций могут прослужить несколько десятилетий или дольше, поэтому то, что будет построено сегодня, вероятно, останется в сети до 2040 года и далее. Будет ли бум ИИ цементировать на рынке ядерную энергетику, ископаемое топливо или другие источники электричества, будет зависеть от того, что будет внедрено для удовлетворения спроса сейчас.
Маловероятно, что какая-то одна технология, включая атомную энергетику, станет единственным верным решением. Как говорит Террелл из Google, для удовлетворения как спроса на энергию, так и достижения климатических целей потребуется все: от ветра и солнца до систем хранения энергии, геотермальных источников и, разумеется, атомной энергии. «Я думаю, ядерная энергетика получает много любви, — заключает он. — Но все это одинаково важно».
