오라클, 마이크로소프트, 구글 등에 이어 아마존도 원자력에 대한 투자를 발표하고 미국의 소형모듈형원자로(SMR) 개발을 지원하고 있다. 데이터 센터와 인공 지능에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 이들 거대 기술 기업은 무탄소 전기 공급원을 찾고 있습니다.
원자력은 거인들이 가장 좋아하는 새로운 기술이 되었습니다.
01원자력을 선택하다
지난해부터 ChatGPT 등 대형 모델 애플리케이션의 인기로 인공지능이 전 세계적으로 대중화됐다. 인공지능 시대 뒤에는 컴퓨팅 파워에 대한 강력한 수요가 존재하며, 컴퓨팅 파워의 초석은 막대한 에너지 소비입니다. 인공지능 컴퓨팅 파워의 확장은 많은 양의 전력을 필요로 하고 다량의 탄소배출을 발생시키는 것은 현재 피할 수 없는 중요한 문제이다. 외국 연구 기관의 보고에 따르면 ChatGPT는 매일 약 2억 건의 요청에 응답하고 500,000kWh 이상의 전력을 소비합니다. 이는 미국 17,000 가구의 전력 소비량에 해당합니다. 뿐만 아니라 국제에너지기구(International Energy Agency)는 구글 검색을 예로 들어 인공지능이 완전히 통합되면 전력 소모가 10배 증가할 수 있다는 보고서를 발표했다. 골드만삭스가 발표한 예측에 따르면, 미국의 전력 수요는 2022년부터 2030년까지 약 2.4% 증가할 것이며, 그 중 0.9%는 데이터 센터와 관련될 것입니다. 마이크로소프트, 구글, 아마존과 같은 거대 기술 기업들은 인공 지능 개발의 선구자입니다. 이들 기업의 클라우드 컴퓨팅 사업부는 수많은 데이터 센터 그룹의 지원을 받고 있으며 이는 또한 많은 양의 에너지 소비를 의미합니다.
9월 20일, 마이크로소프트는 가동이 중단된 원자력 발전소에서 에너지를 구매하기로 20년 계약을 체결했다고 발표했습니다. 이 발전소는 다시 가동될 것입니다. 이곳은 평범한 원자력 발전소가 아니었습니다. 펜실베이니아 주 런던데리에 있는 쓰리마일 섬은 1979년 원자로 중 하나가 부분적으로 용해되면서 미국 역사상 최악의 원자력 사고가 발생한 곳이었습니다.
이러한 움직임은 성장하는 인공 지능에 전력을 공급해야 하는 기술 대기업의 필요성을 상징하는 동시에 폐쇄된 원자력 발전소를 안전하게 재가동하는 방법에 대한 의문을 제기합니다. 특히 Three Mile Island가 재가동되는 유일한 발전소가 아니기 때문에 더욱 그렇습니다.
805MW 규모의 원자력 발전소인 미시간주 은밀한 곳에 위치한 Palisades 원자력 발전소는 2022년 5월에 폐쇄되었습니다. 그러나 해당 발전소를 소유한 에너지 회사인 홀텍 인터내셔널(Holtec International)은 이를 재개할 계획이다. 원자력 발전소의 운명 반전은 미국 에너지부(DoE)가 15억 달러의 조건부 대출을 약속하면서 촉발되었습니다. DoE는 발전소를 국가의 기후 목표 달성을 돕는 방법으로 보고 있습니다. 팰리세이즈 원전은 2025년 말 재가동될 예정이다.
아마존은 현재 3개 기업과 협력하고 있는데, 협력 내용에서 AI가 언급되지는 않았지만 향후 노력 방향으로 볼 때 이러한 원전 자원은 아마존의 다양한 AI 서비스 홍보에 활용되어야 할 것이다. Amazon은 증가하는 전력 수요를 충족할 계획이 있다고 밝혔습니다. 즉, Kairos Power에서 구입한 것과 같은 소형 원자로에 투자하는 것입니다. 이 회사는 Dominion Energy와 협력하여 버지니아에 있는 기존 North Anna 원자력 발전소 근처에 소형 모듈형 원자로를 설치하는 방안을 모색할 것입니다. 전자상거래 거대 기업은 원자로 개발업체인 X-energy의 초기 단계 개발 작업에 투자하고 있으며 센트럴 워싱턴 유틸리티 에너지 노스웨스트(Energy Northwest)와 협력하여 그곳에 4개의 X-energy 원자로를 설치하고 있습니다.
구글은 또한 원자력 기술 회사인 카이로스 파워(Kairos Power)가 개발할 예정인 여러 개의 소형 모듈형 원자로로부터 원자력을 구매하는 계약을 체결했다고 밝혔습니다 . Google의 에너지 및 기후 담당 수석 이사인 Michael Terrell은 "연중무휴 청정 에너지를 달성하는 데 필요한 기술은 Google만을 위한 것이 아니라 전 세계를 위한 것입니다."라고 말했습니다.
구글은 2030년까지 카이로스 원자력 발전소에 최초의 소형 모듈형 원자로를 건설하고 2035년까지 더 많은 원자로를 건설할 예정이라고 밝혔다. 원자력 발전소는 전력망에 500메가와트의 전력을 공급할 것으로 예상됩니다. 회사의 연례 환경 보고서에 따르면 구글은 지난해 24테라와트시 이상의 전력을 소비했습니다. 1테라와트는 1,000,000메가와트와 같습니다.
1990년대와 2000년대 극심한 불황 이후 전 세계적으로 신규 원전이 생산하는 원자력 에너지의 비중이 다시 상승하기 시작했다. 미국에는 전 세계 전체의 약 5분의 1에 해당하는 94개의 기존 원자력 발전소가 있지만, 최근 수십 년 동안 미국에서 건설된 신규 원자력 발전소는 거의 없습니다. 현재 전 세계적으로 주로 중국과 러시아를 중심으로 60개 이상의 원자력발전소가 건설 중이다. 다른 지역에 건설 중인 원자력발전소의 수도 증가하고 있다. 올해 7월 체코는 170억 달러 규모의 원자력 프로젝트 계획을 확정했습니다. 동시에, 더 저렴하고 제작하기 쉬운 소형 모듈형 원자로(SMR)에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 원자력의 새로운 시대가 시작될 수 있습니다.
2030년대 말까지 세 회사는 합쳐서 5,000메가와트 이상의 전기를 생산할 수 있다고 밝혔습니다.
02원자력: 모듈형 원자로
미국은 기존 원자로 전력의 약 3분의 1을 생산할 수 있는 소형 모듈형 원자로를 개발하고 있습니다. 개발자들은 소형 원자로가 대형 원자로보다 더 빠르고 저렴하게 건설될 수 있으며 특정 현장의 요구에 맞게 맞춤화될 수 있다고 말합니다.
원자력 규제위원회가 건설 및 운영 설계를 승인하고 기술이 성공하면 개발자들은 2030년대 초에 전력 생산을 시작하는 것을 목표로 하고 있습니다.
캐서린 하프 전 미국 원자력차관은 데이터센터 건설 과정에서 새로운 청정에너지가 도입되지 않으면 미국이 '그리드를 마비'시킬 가능성이 높다고 말했다. 에너지.
작은 핵 발자국
산업 무역 그룹인 원자력 에너지 연구소(Nuclear Energy Institute)의 최고 원자력 책임자인 Doug True는 새로운 원자로 설계가 더 작은 설치 공간에 구축될 수 있고 안정적인 전력을 생산할 수 있으며 일부는 고온을 제공할 수 있기 때문에 산업 응용 분야에 매우 적합하다고 말했습니다. 사이트.
"이러한 시설을 지원하는 데 매우 적합한 것으로 보이며 고객이 요구하는 전력량에 따라 다양한 애플리케이션을 지원할 수 있습니다."라고 그는 말했습니다.
Amazon과 Google은 모두 기후 변화에 대처하기 위해 재생 가능 에너지를 사용하기로 약속했습니다. 2030년까지 Google은 순배출 제로를 달성하고 운영하는 모든 그리드에서 매일 매시간 무탄소 에너지를 실행하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 이 기술 대기업은 이미 재생 가능 에너지 구매를 통해 매년 전 세계 전력 소비량의 100%를 충족하고 있다고 밝혔습니다. 그러나 회사는 여전히 배출량을 줄이는 데 진전을 이루지 못했습니다.
기술 기업과 원자력 기업 간의 파트너십은 천생연분일 수 있습니다. 미국의 전력 부족으로 기술 개발이 둔화될 위험이 있기 때문에 거대 기술 기업은 새로운 대규모 인공 지능 데이터 센터에 전력을 공급하기 위해 전력이 필요합니다.
원자력은 석유, 석탄, 천연가스 등 화석 연료를 연소하는 발전소와 달리 원자로에서 지구 온난화를 유발하는 온실가스를 배출하지 않기 때문에 기후 솔루션입니다. 건물과 차량의 전기화, 인공지능의 등장으로 전 세계적으로 전기 수요가 급증하고 있습니다.
국제에너지기구(International Energy Agency)는 2026년까지 데이터센터의 총 전력 소비량이 2022년의 두 배 이상인 1,000테라와트시 이상에 이를 것으로 예측하고 있습니다. 1테라와트시 전력으로 7만 가구에 1년 동안 전력을 공급할 수 있는 것으로 추산됩니다.
Amazon Web Services의 월드와이드 데이터 센터 부사장인 Kevin Miller는 “인공 지능은 데이터 센터 수와 그리드에 필요한 전력을 크게 증가시키고 있습니다. 정말 핵심이자 필수입니다.”
아마존은 2030년까지 전 세계 전력 소비량을 모두 100% 재생 가능 에너지로 충족하겠다고 밝혔으며, 최근 2023년 초까지 이 목표를 달성했다고 발표했습니다. 회사가 동일한 양의 재생 에너지를 구매하여 소비량을 일치시켰지만 이것이 반드시 재생 에너지를 사용하여 운영에 전력을 공급한다는 의미는 아닙니다.
아마존의 2023 지속가능성 보고서에 따르면, 2022년부터 2023년까지 전기 배출량은 11% 감소했지만, 패키지 운송 및 배송에 사용되는 연료를 포함한 직접 배출량은 7% 증가했습니다. 회사는 또한 2040년까지 탄소배출 순 제로(Net-Zero)를 달성할 계획이다.
03AI와 원자력의 전망
그는 2021년 알트만이 회장을 맡고 있는 핵융합 스타트업인 헬리온 에너지(Helion Energy)에 3억7500만 달러를 투자한 뒤 "기본적으로 오늘날 세계 곳곳에 존재하는 두 가지 제약적인 원자재는 인공지능과 에너지"라고 말했다. 2028년부터 헬리온에서 전력 공급 시작 알트만은 원자를 쪼개어 에너지를 생성하는 핵분열과 원자핵을 병합하여 에너지를 생성하는 융합이라는 반대 반응에 초점을 맞춘 회사인 오클로(Oklo)의 회장이기도 합니다.
2022년 상업용 원자력발전소와 원자재를 규제하는 연방원자력규제위원회(Nuclear Regulatory Commission)가 회사의 아이다호 오로라 발전소 설계 신청을 충분한 안전 정보를 제공하지 않았다며 거부하면서 상황은 더욱 악화됐다. 지난 10월, 공군은 알래스카 기지에 전력을 공급할 마이크로 원자로 파일럿 프로젝트 계약을 체결하려는 의도를 철회했습니다.
Oklo가 제안한 오로라 원자력 발전소는 13,000평방피트를 차지하고 15메가와트 핵분열로를 갖추고 있으며 이전보다 작으며 상징적인 냉전 시대의 곡선 타워 중 하나보다 매끄러운 스키 산장처럼 보일 것입니다. 이 발전소는 핵폐기물을 새로운 연료로 재활용하는 것을 테스트하기 위해 에너지부 보조금을 받은 오클로에 있는 연구 시설인 아이다호 국립 연구소에 건설될 예정이며 설계도 물이 아닌 액체 금속이라고 그는 지적했습니다.
미국 에너지 믹스에서 원자력 산업이 차지하는 비중은 지난 수십 년 동안 크게 확대되지 않았습니다. 1986년 우크라이나 체르노빌, 2011년 일본 후쿠시마 등 드물지만 재앙적인 사고로 인한 국민적 반대에도 불구하고 원자력산업은 힘겹게 발전해 왔다. 최신 원자력 발전소에서도 수세기 동안 위험한 방사능 상태로 남아 있을 수 있는 폐기물이 생성되므로 Oklo가 시험하는 것과 같은 효율적인 처리 또는 재활용이 필요합니다.
그러나 기후 위기가 심화됨에 따라 이제 미국인 대다수는 원자력 에너지 확대를 지지합니다. 지난해 퓨 리서치 센터(Pew Research Center) 조사에 따르면 이 비율은 2020년 43%에서 57%로 증가했습니다. 원자력은 현재 미국 전체 발전량의 19%만을 차지하고 있으며, 현재 93개의 상업용 원자로가 가동되고 있으며 이는 1990년 최고치인 112개에서 감소한 수치입니다. 현재의 녹색 에너지 목표를 달성하려면 2050년까지 최대 800기가와트의 새로운 원자력 에너지가 필요할 것으로 추산됩니다.
그러나 아무리 수요가 빠르게 늘어나더라도 원전 확대 노력을 서두르면 안 된다. 저탄소 미래를 달성하려면 원자력이 필요합니다. 그러나 역사적으로 완료하는 데 수십 년이 걸린 엔지니어링 프로젝트의 경우 규제 프로세스가 체계적이어야 하며 목표 달성을 위해 서두르면 심각한 실수를 저지를 위험이 있습니다.