AI巨头向核电靠拢

云海翻腾不息 2025-02-17 18:00:55

“AI巨头开始拥抱核电”

AI对能源的需求在快速增长

数据中心正在蓬勃发展。截至2024年,全球数据中心数量将超过7000个,是2015年的两倍。彭博社估计,它们每年消耗的能源比意大利还要多。到2034年,它们的能源使用量可能会与印度相当。对新形式的生成式人工智能和云服务的需求不断增长,这需要巨大的计算能力。2017年至2021年间,为这一数字生态系统提供动力的巨头Meta、亚马逊、微软和谷歌的用电量增加了一倍多。而且这一趋势并没有放缓。生成式人工智能被称为游戏规则改变者,咨询公司麦肯锡公司估计,它可能会为全球经济带来高达4.4万亿美元的收益。但我们需要电力来运行它。

2030年,数据中心耗电量将占11%

生成式AI服务非常耗电。单个ChatGPT请求大约需要2.9瓦时电量,这比Google搜索耗电量多10倍,足以为60瓦白炽灯泡点亮3分钟。图像、音频和视频生成等高级任务的能源需求更高。从现在到2030年,生成式人工智能不断增长的需求可能占到电力需求增长的40%。到那时,数据中心可能会消耗美国全部电力的11%到12%,需要额外50吉瓦的电力,或大约50个大型发电厂的产出,同时还需要惊人的5000亿美元基础设施投资。这是一份令人震惊的电费账单。。

能源需求减缓了碳排放进程

为新数据中心供电的准备时间越来越长,阿姆斯特丹、都柏林和新加坡等一些城市中心一度暂时禁止建设新数据中心。升级或安装关键基础设施,如变电站、变压器和输电线路,往往需要数年时间才能完成。所有这些能源消耗加上清洁能源的短缺,使得大型科技公司更难控制排放。微软承诺到2030年实现碳负排放,但其排放量从2020年到2023年增长了29%,这主要是由于为人工智能建设了新的数据中心。谷歌的排放量增长得更快,在2019年至2023年间增长了48%。该公司仍计划在2030年实现净零排放,但要实现这一目标,需要大量清洁能源。

人们对核电的信心在恢复

太阳能和风能是清洁能源运动的明显基石,但是当没有阳光或没有风时,它们就会停止运行。但数据中心却需要全天候运转。对许多人来说,备用计划就是核能。1979 年的三里岛事故和1986年的切尔诺贝利灾难之后,美国对核能的热情遭受了重大打击。但今天,美国28个州的94座反应堆仍然提供着全国约五分之一的能源。当人们发现化石燃料电厂排放造成的空气污染每太瓦时造成的死亡人数远远超过核电时,人们对核电的信心再次上升。甚至政客也开始转变态度。虽然核电价格要高于太阳能的电价,但对于大型科技公司来说,这笔开支是合理的。数据中心的建设成本可能高达数十亿美元,这还不包括服务器、处理器和存储硬件等尖端技术。保持这些大规模投资满负荷运转远比电力成本本身重要得多

科技巨头开始向核电靠拢

各大科技巨头已经开始向核电靠拢,甚至将数据中心设在发电厂旁边,以绕过电网瓶颈并确保所需的大量能源供应,2024年3月,亚马逊向Talen Energy支付了6.5亿美元,用于其960兆瓦的Cumulus数据中心园区,该园区直接连接到宾夕法尼亚州约2500兆瓦的 Susquehanna核电站。该数据中心已经拥有300兆瓦的权利,但要求再增加180兆瓦。但联邦能源管理委员会拒绝了这一要求,理由是担心电网可靠性和成本公平性。数据中心需求和电网限制之间日益加剧的紧张关系并没有阻止其他科技巨头尝试利用核电。Meta 要求在核设施附近建立人工智能数据中心,但该项目也遭遇了重大挫折,因为有报道称该地区有濒危蜜蜂,导致该项目被迫停止。

微软重启关闭的核电站

微软甚至与Constellation Energy签约,重启位于三里岛的剩余800兆瓦反应堆。Constellation Energy已经负责管理美国十几座核电站。由于来自廉价天然气和补贴可再生能源的竞争,该反应堆于2019年关闭。但随着对可靠能源的需求激增,微软承诺在未来20年内购买其所有电力。与此同时,Constellation Energy将投入16亿美元恢复反应堆。其他已关闭的核电站也在考虑重启,比如爱荷华州的杜安阿诺德核电站。正如Radiant Energy Group创始人Mark Nelson所说:现有的核电站是目前最热门的能源。他们拥有对家门口数据中心的绝对定价权。

新建核电站的弊端:耗时长、超预算

这些科技巨头并没有选择从头开始建造大型新设施。因为自1970年代以来,美国仅有的两座核反应堆完工时间非常晚,而且严重超出预算。佐治亚州Vogtle核电站新增的两座 1000兆瓦反应堆于2009年破土动工,预算140亿美元,但直到2023年和2024年才投入运营,当时该项目已投入350亿美元。

核电新方向:SMR

美国为重新振兴核电所做的最新努力集中在小型模块化反应堆SMR。它们的功率最多只有300MW,大约是传统反应堆的三分之一。由工厂制造的组件制成,便于运输和在项目现场快速组装。模块化设计可以让用户随着能源需求的增长添加更多反应堆,从而降低前期成本并使电力生产更具适应性。SMR 的现代设计还提供了许多实用和安全优势。它们通常在较低压力下运行,需要较少的燃料补充,并且采用被动安全关闭装置。

AI巨头的SMR建设计划

2024年10月,谷歌启动了七座Kairos的SMR反应堆项目,为电网增加500兆瓦的电力,这些反应堆由Kairos自己运营。第一座SMR预计将于2030年上线,其他机组计划于2035年投入使用。与此同时,亚马逊与电力公用事业联盟Energy Northwest合作,启动并运行X-energy的四座SMR,初始阶段总发电量为320兆瓦。亚马逊的最终目标是到2039年上线5吉瓦的X-energy SMR。

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