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科技巨头们为何突然对核电产生兴趣？

周二，谷歌宣布已达成一项购电协议，购买一种小型模块化核反应堆所发的电，而这种核反应堆设计甚至尚未获得监管部门批准。如今，轮到亚马逊了。该公司的亚马逊网络服务（AWS）集团已宣布三项不同的投资，其中一项针对另一家拥有自己的小型模块化核反应堆设计的初创公司，同样，其设计也未获监管批准。

与谷歌的交易（即如果反应堆建成则承诺购电）不同，亚马逊将作为协议的一部分预先投入一些资金。在分析公司为何冒险投资未经证实的技术之前，我们先来看看亚马逊所支持的交易和技术。

亚马逊的两项交易是与在其已有大规模数据中心的地区提供服务的公用事业公司进行的。其中一家是西北能源公司，它是一家向太平洋西北地区的公用事业公司供电的能源供应商。亚马逊为西北能源公司提供资金，用于研究在其哥伦比亚发电站增加小型模块化反应堆的可行性，该发电站目前只有一座大型反应堆。作为回报，亚马逊将获得从最初安装的四台小型模块化反应堆购电的权利。该场地有可能支持更多反应堆，西北能源公司可以利用这些反应堆来满足其他用户的需求。

与弗吉尼亚州的道明尼能源公司的交易类似，重点也是在道明尼现有的北安娜核电站增加小型模块化反应堆。但这笔交易的确切性质有点难以理解。道明尼公司表示，两家公司将 “共同探索创新方法，推进小型模块化反应堆（SMR）的开发和融资，同时降低潜在成本和开发风险”。

如果这些项目中的一个或两个得以推进，所使用的反应堆设计将来自一家名为 X-energy 的公司，这也是亚马逊宣布的第三项交易的相关公司。在这种情况下，这是对该公司的直接投资，尽管确切的投资金额尚不清楚（该公司称亚马逊是一轮 5 亿美元投资的 “主要投资方”）。这笔资金将有助于完成该公司的反应堆设计并推动其通过监管审批程序。

X-energy 是几家试图开发小型模块化核反应堆的初创公司之一。这些反应堆都有一些特性，有望避免大型核电站建设中出现的大规模时间和成本超支问题。在这些小型反应堆中，有限的尺寸使其能够在中心设施制造，然后运往发电站进行安装。这限制了现场需要建设的基础设施规模，并使组装设施能够受益于规模经济。

这也为安装现场提供了很大的灵活性，因为只需调整安装的反应堆数量，就可以根据电力需求调整设施规模。如果未来需求增加，可以简单地再安装几个。

小型模块化反应堆通常还设计为本质安全型。如果电站失去电力或对硬件失去控制，反应堆将自动进入一种状态，在这种状态下它无法产生足以导致堆芯熔毁或破坏安全壳的热量。有多种方法可以实现这一点。

X-energy 的技术基于一种名为 TRISO（各向同性三结构）的小型自持燃料球。这些燃料球包含铀燃料和石墨慢化剂，并被陶瓷外壳包围。其结构设计使得不存在足以产生能损坏陶瓷的温度的铀量，确保核燃料始终处于被包容状态。

该设计旨在高温下运行，并使用氦气从反应堆中提取热量，氦气用于将水煮沸并发电。每个反应堆可产生 80 兆瓦的电力，并且这些反应堆设计为以四个一组高效运行，组成一个 320 兆瓦的发电厂。然而，到目前为止，这种反应堆还没有实际运行的例子，其设计也尚未得到核管理委员会的批准。

为何科技界突然对小型模块化反应堆如此感兴趣？这归结于不断增长的需求和缺乏良好的替代方案，尽管希望建造这些反应堆的初创公司具有极高风险。

数据中心需要大量能源，这已不是什么秘密，而人工智能的突然流行可能会大幅提高这一需求。可再生能源作为市场上最便宜的能源来源，本应是满足这一增长需求的一种方式，但它们并不理想。一方面，它们所提供电力的间歇性（尽管在电网层面有可能进行管理）与数据中心全天候的需求不太匹配。

美国十多年来因能效提高使需求保持平稳，尽管人口和经济在增长。这意味着我们安装的所有可再生能源都取代了化石燃料发电，有助于控制碳排放。如果新安装的可再生能源最终用于满足不断增长的需求，那么许多州要实现其气候目标将变得更加困难。

最后，可再生能源设施通常建在没有专用高容量电网连接的地区，导致大量且不断增加的项目积压（截至 2023 年为 2.6 太瓦的发电和储能项目），这些项目在等待电网升级时陷入停滞。如果无法将电力输送到服务器所在之处，加快可再生能源安装速度也无法满足服务器农场不断增长的需求。

这些新项目避免了这个问题，因为它们的目标是已经有大型反应堆和电网连接的场地，以利用那里产生的电力。

在某些方面，基于成熟技术建造更多大型反应堆可能更可取。但在两个非常重要的方面却不可行：时间和金钱。美国上一座建成的反应堆位于佐治亚州的沃格特尔核电站，该项目于 2009 年开工建设，但今年才投入运营。建设成本也从 140 亿美元增加到了 350 多亿美元。很明显，任何类似项目开始发电的时间都太晚，无法满足服务器农场的近期需求，而且在经济上几乎无法证明其合理性。

这使得小型模块化核反应堆在一系列糟糕的选择中成为最不坏的选择。尽管十多年前就有许多初创公司进入该领域，但美国目前仅有一种反应堆设计获得批准，即纽斯凯尔（NuScale）的设计。但首个计划安装项目由于可再生能源成本大幅下降，其出售电力的价格上涨到不再具有经济可行性的地步；去年，原本打算购买电力的公用事业公司退出，该项目被取消。

另一家公司在本十年末之前成功让一种反应堆设计获得批准、进入建设阶段并建成的可能性极低。它能够以有竞争力的价格出售电力的可能性也很低，不过如果需求大幅增加，情况可能会有所改变。因此，亚马逊进行这些极具风险的投资这一事实表明，它对未来的电力需求有多么担忧。当然，当你的年毛利超过 2500 亿美元时，你就有能力承担一些风险。