Вслед за Oracle, Microsoft, Google и другими компаниями Amazon также объявила об инвестициях в ядерную энергетику и поддерживает разработку малых модульных ядерных реакторов (ММР) в США. Чтобы удовлетворить растущие потребности центров обработки данных и искусственного интеллекта, эти технологические гиганты ищут новые источники безуглеродной электроэнергии.
Атомная энергетика стала новым фаворитом гигантов.
01Выберите атомную энергетику
С прошлого года искусственный интеллект стал популярен во всем мире благодаря популярности приложений для крупных моделей, таких как ChatGPT. За эрой искусственного интеллекта стоит высокий спрос на вычислительную мощность, а краеугольным камнем вычислительной мощности является огромное потребление энергии. Расширение вычислительной мощности искусственного интеллекта требует большого количества электроэнергии и приводит к большому количеству выбросов углекислого газа, что является важной проблемой, которую невозможно избежать в настоящее время. По данным зарубежных исследовательских институтов, ChatGPT ежедневно отвечает примерно на 200 миллионов запросов и потребляет более 500 000 киловатт-часов электроэнергии, что эквивалентно потреблению электроэнергии 17 000 американских домохозяйств. Мало того, Международное энергетическое агентство опубликовало отчет, в котором говорится, что если искусственный интеллект будет полностью интегрирован, взяв в качестве примера поиск Google, его энергопотребление может увеличиться в десять раз. По прогнозам Goldman Sachs, спрос на электроэнергию в США вырастет примерно на 2,4% с 2022 по 2030 год, из которых 0,9% придется на центры обработки данных. Технологические гиганты, такие как Microsoft, Google и Amazon, являются пионерами в разработке искусственного интеллекта. Подразделения облачных вычислений этих компаний поддерживаются большим количеством групп центров обработки данных, что также означает большое потребление энергии.
20 сентября Microsoft объявила, что достигла 20-летнего соглашения о покупке энергии у вышедшей из строя атомной электростанции, которая будет снова введена в эксплуатацию. Это была не обычная атомная электростанция: Три-Майл-Айленд в Лондондерри, штат Пенсильвания, стал местом самой страшной ядерной аварии в истории США в 1979 году, когда один из ее реакторов частично расплавился.
Этот шаг символизирует необходимость технологического гиганта обеспечить энергией свой растущий искусственный интеллект, а также поднимает вопросы о том, как безопасно перезапустить закрытые атомные электростанции, особенно с учетом того, что Три-Майл-Айленд не единственный, который перезапускается.
Атомная электростанция Палисейдс в Коверте, штат Мичиган, атомная электростанция мощностью 805 МВт, закрылась в мае 2022 года. Но Holtec International, энергетическая компания, владеющая заводом, планирует вновь открыть его. Изменение судьбы атомной электростанции было вызвано обещанием предоставить условные кредиты на сумму 1,5 миллиарда долларов от Министерства энергетики США (DoE), которое рассматривает АЭС как способ помочь стране достичь своих климатических целей. Ожидается, что АЭС «Палисейдс» вновь откроется к концу 2025 года.
В настоящее время Amazon сотрудничает с тремя компаниями. Хотя искусственный интеллект в сотрудничестве не упоминался, судя по направлению будущих усилий, эти ресурсы ядерной энергетики следует использовать для продвижения различных услуг Amazon в области искусственного интеллекта. Amazon заявляет, что у нее есть план удовлетворения растущих потребностей в электроэнергии: инвестиции в небольшие ядерные реакторы, например те, которые приобретены у Kairos Power. Совместно с коммунальной компанией Dominion Energy компания будет изучать возможность установки небольшого модульного реактора рядом с существующей атомной электростанцией «Норт-Анна» в Вирджинии. Гигант электронной коммерции инвестирует в работу на ранней стадии разработки в компании-разработчике реакторов X-energy и сотрудничает с коммунальной компанией Energy Northwest в Центральном Вашингтоне, чтобы установить там четыре реактора X-energy.
Google также сообщила, что подписывает контракт на закупку ядерной энергии из нескольких небольших модульных реакторов, которые планируется разработать компанией ядерных технологий Kairos Power. «Технология, которая нам нужна для круглосуточного получения чистой энергии, предназначена не только для Google, она предназначена для всего мира», — сказал Майкл Террелл, старший директор Google по энергетике и климату.
Google заявила, что надеется построить свой первый небольшой модульный реактор к 2030 году на АЭС Кайрос, а к 2035 году будет построено еще больше реакторов. Ожидается, что атомная электростанция будет выдавать в сеть 500 мегаватт электроэнергии. Согласно ежегодному экологическому отчету компании, в прошлом году Google потребила более 24 тераватт-часов электроэнергии. 1 тераватт равен 1 000 000 мегаватт.
После серьезного спада 1990-х и 2000-х годов доля ядерной энергии, производимой новыми атомными электростанциями по всему миру, снова начинает расти. Хотя в Соединенных Штатах имеется 94 обычных атомных электростанции, что составляет около одной пятой от общего количества в мире, за последние десятилетия в Соединенных Штатах было построено очень мало новых атомных электростанций. В настоящее время в мире строится более 60 атомных электростанций, в основном в Китае и России. Число атомных электростанций, строящихся в других странах, также увеличивается. В июле этого года Чешская Республика завершила разработку плана ядерного проекта стоимостью 17 миллиардов долларов. В то же время растет интерес к малым модульным реакторам (ММР), которые дешевле и проще в строительстве. Возможно, начинается новая эра ядерной энергетики.
К концу 2030-х годов три компании заявляют, что в совокупности они смогут производить более 5000 мегаватт электроэнергии, а возможно, и больше.
02Ядерная энергетика: модульный реактор
Соединенные Штаты разрабатывают небольшие модульные реакторы, которые могут генерировать около трети мощности обычных реакторов. Разработчики утверждают, что небольшие реакторы можно построить быстрее и дешевле, чем более крупные, и их можно адаптировать к потребностям конкретной площадки.
Если Комиссия по ядерному регулированию одобрит проект строительства и эксплуатации и технология окажется успешной, разработчики планируют начать вырабатывать электроэнергию в начале 2030-х годов.
Бывший помощник министра по атомной энергии США Кэтрин Харф заявила, что, если новая чистая энергия не будет внедрена при строительстве центров обработки данных, Соединенные Штаты, скорее всего, «парализуют энергосистему», то есть будут использовать больше электроэнергии, производимой нечистыми источниками энергии. энергия.
Малый ядерный след
Дуг Тру, директор по атомной энергии в Институте ядерной энергии, отраслевой торговой группе, сказал, что новые конструкции реакторов хорошо подходят для промышленного применения, поскольку они могут быть построены на меньшей площади и производить надежную энергию, а некоторые из них могут обеспечивать высокие температуры. сайт тепло.
«Похоже, что он хорошо подходит для поддержки этих объектов и может поддерживать множество различных приложений в зависимости от количества энергии, которое требуется заказчику», — сказал он.
Amazon и Google взяли на себя обязательство использовать возобновляемые источники энергии для борьбы с изменением климата. К 2030 году Google взяла на себя обязательство достичь нулевых выбросов и использовать безуглеродную энергию каждый час и каждый день в каждой сети, которую она эксплуатирует. Технологический гигант заявил, что уже ежегодно удовлетворяет 100% своего мирового потребления электроэнергии за счет покупки возобновляемой энергии. Однако компания до сих пор не добилась прогресса в сокращении выбросов.
Партнерство между технологическими компаниями и компаниями атомной энергетики может стать союзом, заключенным на небесах. Крупным технологическим компаниям необходимо электричество для питания новых крупных центров обработки данных искусственного интеллекта, поскольку нехватка электроэнергии в США угрожает замедлить развитие технологий.
Ядерная энергетика является решением проблемы изменения климата, поскольку ее реакторы не выделяют парниковых газов, которые способствуют глобальному потеплению, как и электростанции, сжигающие ископаемое топливо, такое как нефть, уголь и природный газ. Глобальный спрос на электроэнергию растет благодаря электрификации зданий и транспортных средств, а также развитию искусственного интеллекта.
Международное энергетическое агентство прогнозирует, что к 2026 году общее потребление электроэнергии дата-центрами может достичь более 1000 тераватт-часов, что более чем вдвое превышает показатель 2022 года. Подсчитано, что один тераватт-час электроэнергии может обеспечить электроэнергией 70 000 домов в год.
«Искусственный интеллект приводит к огромному увеличению количества центров обработки данных и мощности, необходимой в сети», — сказал Кевин Миллер, вице-президент мировых центров обработки данных Amazon Web Services. Он добавил: «Мы считаем, что новые передовые мощности ядерной энергетики необходимы. действительно ключевой и существенный».
Amazon заявляет, что к 2030 году сможет удовлетворить все свое глобальное потребление электроэнергии за счет 100% возобновляемой энергии, а недавно объявила, что достигнет этой цели к началу 2023 года. Хотя компания согласовала свое потребление, приобретая эквивалентное количество возобновляемой энергии, это не обязательно означает, что она использует возобновляемую энергию для обеспечения своей деятельности.
Согласно отчету об устойчивом развитии Amazon за 2023 год, выбросы электроэнергии сократились на 11% с 2022 по 2023 год, но прямые выбросы, включая топливо, используемое для транспортировки и доставки посылок, увеличились на 7%. Компания также планирует достичь нулевых выбросов углекислого газа к 2040 году.
03AI и перспективы атомной энергетики
В 2021 году, инвестировав 375 миллионов долларов в Helion Energy, стартап по ядерному синтезу, председателем которого является Альтманн, он сказал: «По сути, два ограничивающих товара, которые присутствуют повсюду в современном мире, — это искусственный интеллект и энергия», о покупке которых Microsoft согласилась в прошлом году. мощность от Гелиона, начиная с 2028 года. Альтман также является председателем компании Oklo, которая занимается противоположными реакциями — делением, при котором создается энергия путем расщепления атомов, и термоядерным синтезом, который создает энергию путем слияния атомных ядер.
Ситуация ухудшилась в 2022 году, когда федеральная комиссия по ядерному регулированию, которая регулирует коммерческие атомные электростанции и материалы, отклонила заявку компании на проектирование электростанции «Аврора» в Айдахо, заявив, что она не предоставила достаточно информации о безопасности. В октябре ВВС отозвали свое намерение заключить контракт на пилотный проект микрореактора, который будет обеспечивать электроэнергией базу на Аляске.
Предлагаемая Окло атомная электростанция «Аврора», которая будет занимать площадь 13 000 квадратных футов и будет оснащена реактором деления мощностью 15 мегаватт, будет меньше своих предшественников и будет больше напоминать изящный лыжный домик, чем одну из тех культовых изогнутых башен времен холодной войны. Завод будет построен в Национальной лаборатории Айдахо, исследовательском центре в Окло, получившем грант Министерства энергетики на испытания переработки ядерных отходов в новое топливо, и его конструкция также более безопасна, отметил он. Это жидкий металл, а не вода.
Доля атомной энергетики в энергетическом балансе США существенно не увеличивалась за последние десятилетия. Несмотря на народное сопротивление, вызванное редкими, но катастрофическими авариями, такими как Чернобыль в Украине в 1986 году и Фукусима в Японии в 2011 году, атомная энергетика с трудом продвигается вперед. Даже новейшие атомные электростанции производят отходы, которые могут оставаться опасно радиоактивными на протяжении веков, требуя эффективной утилизации или переработки, как та, которую испытывает Окло.
Но по мере усиления климатического кризиса большинство американцев теперь поддерживают расширение ядерной энергетики — исследование Pew Research Center в прошлом году показало, что эта доля выросла до 57% с 43% в 2020 году. На долю ядерной энергетики в настоящее время приходится лишь 19% общего производства электроэнергии в США, при этом в настоящее время действуют 93 коммерческих реактора по сравнению с пиковым значением в 112 в 1990 году. По оценкам, к 2050 году для достижения текущих целей в области зеленой энергетики потребуется до 800 гигаватт новой ядерной энергии.
Однако независимо от того, насколько быстро растет спрос, не следует торопиться с расширением ядерной энергетики. Нам нужна ядерная энергия для достижения низкоуглеродного будущего. Но для инженерных проектов, на завершение которых исторически уходили десятилетия, процесс регулирования должен быть методичным, и если мы будем спешить с достижением наших целей, мы рискуем совершить серьезные ошибки.