Искусственный интеллект развивается стремительно, особенно после того, как ChatGPT показал, на что способны современные технологии. Компании из разных отраслей начали вкладываться в ИИ, и потребность в вычислительных мощностях выросла как никогда. Чтобы справиться с нагрузкой, нужны огромные дата-центры, которые потребляют много энергии. Неожиданно технологические гиганты, которые больше всего нуждаются в стабильном и мощном источнике энергии, обратились к атомной энергетике.
Как крупные игроки сектора ИИ используют ядерную энергетику
Технологические лидеры начали интересоваться ядерной энергетикой задолго до появления ChatGPT. В конце 2021 года основатель Amazon Джефф Безос и другие инвесторы вложили более $130 млн в канадскую компанию General Fusion, занимающуюся разработками в области ядерной энергетики. В марте 2023 года Amazon также заплатила $650 млн за кампус компании Talen Energy в Пенсильвании, который работает на ядерной энергии и предназначен для Amazon Web Services (AWS). Этот объект может предоставить Amazon до 960 мегаватт электроэнергии — достаточно, чтобы обеспечить электричеством сотни тысяч домов. Недавно Amazon также объявила о новых инвестициях: компания вкладывает $500 млн в X-Energy Reactor Company из Мэриленда и планирует получать энергию от ее реакторов в штате Вашингтон.
Google также активно развивает ядерные проекты. В 2022 году компания начала сбор средств на сумму $250 млн для TAE Technologies, стартапа в области ядерного синтеза. А в октябре 2024 года Google объявил, что будет закупать электроэнергию у компании Kairos Power, разрабатывающей реакторы в Калифорнии.
Microsoft, в свою очередь, заключила в июне 2023 года соглашение с Constellation Energy, одним из крупнейших поставщиков атомной энергии в США, для поставок «безуглеродной» электроэнергии своим дата-центрам в Вирджинии. В 2024 году Microsoft также заявила, что будет закупать электроэнергию у компании, планирующей перезапустить неработающий реактор на атомной станции Three Mile Island в Пенсильвании.
Эти инициативы — часть общей стратегии крупных технологических компаний, направленной на решение проблемы растущего энергопотребления дата-центров и вычислительных мощностей для ИИ. Amazon и Google сотрудничают с компаниями, разрабатывающими «малые модульные реакторы» — компактные, безопасные и доступные установки, которые можно быстро собрать из готовых частей. Эти проекты, частично финансируемые Министерством энергетики США и Европейской комиссией, идут по новому пути, который отличается от традиционных решений крупных энергетических компаний.
В чем уникальность малых модульных реакторов?
Большинство традиционных ядерных реакторов работают по общему принципу: энергия выделяется при расщеплении атомов урана-235. Когда ядро этого нестабильного изотопа распадается под действием нейтрона, высвобождаются новые нейтроны, которые запускают цепную реакцию. Это сопровождается выделением тепла, которое обычно используется для нагрева воды. Вода превращается в пар, вращает турбины, и таким образом вырабатывается электроэнергия.
Малые модульные реакторы (SMR), такие как X-Energy и Kairos, применяют инновационные подходы. Вместо воды в качестве теплоносителя X-Energy использует гелий, а Kairos — расплавленную соль. Также эти проекты отказались от традиционных стержней ядерного топлива, заменив их тысячами маленьких топливных «камешков». Эти камешки загружаются сверху и по мере работы удаляются снизу, что напоминает принцип работы торгового автомата с жевательными резинками.
Что делает малые реакторы такими уникальными, так это их компактность и способность работать без внешних подключений. Эти установки можно размещать прямо на территории центров обработки данных, обеспечивая бесперебойное питание без необходимости подключаться к внешним энергетическим сетям. Такой подход может существенно снизить расходы на электроэнергию, устранив или сократив затраты на передачу и распределение, которые могут составлять до половины типичного счета за электричество.
Безопасность и устойчивость: ключевые преимущества малых реакторов
Кроме того, малые реакторы могут быть гораздо более безопасными. Из-за своего размера и особенностей конструкции они могут обладать высокой степенью пассивной безопасности. Например, они содержат меньше остаточного тепла и радиоактивности, что снижает потенциальные риски при остановке реактора. Это делает их более безопасными в сравнении с традиционными реакторами, как, например, те, что пострадали в результате катастрофы на АЭС «Фукусима-1».
Более того, малые реакторы, такие как X-Energy и Kairos, не требуют применения насосов для циркуляции охлаждающей жидкости. Это снижает риск аварий, подобных тем, которые произошли на «Фукусиме», когда потеря питания насосов привела к выходу из строя трех реакторов.
Тем не менее, несмотря на свои преимущества, малые модульные реакторы не лишены рисков. Например, проекты, использующие низкообогащенный уран с высоким содержанием урана (HALEU), могут повысить угрозу распространения ядерных технологий. Хотя HALEU не является высокообогащенным ураном, его можно использовать для создания ядерного оружия.
Кроме того, малые реакторы могут производить больше ядерных отходов и использовать топливо менее эффективно по сравнению с традиционными реакторами. Это связано с тем, что в меньших реакторах нейтроны, образующиеся при расщеплении урана, чаще уходят в стороны, не взаимодействуя с топливом, что приводит к потере энергии и возможному загрязнению.
С точки зрения экономической эффективности, малые реакторы могут оказаться дешевле в производстве. Возможность создавать их компоненты на сборочных линиях позволит сократить затраты на строительство. Однако, несмотря на эти преимущества, вряд ли малые реакторы смогут конкурировать с более крупными установками по стоимости производства энергии. Тем не менее с развитием технологии и при достижении более зрелого уровня производства они могут стать привлекательным вариантом для инвесторов.
Малые модульные реакторы могут сыграть важную роль в борьбе с изменением климата. Хотя возобновляемые источники энергии, такие как солнечные панели и ветряки, могут быть развернуты быстрее, ядерная энергия продолжает оставаться одним из наиболее эффективных способов стабилизировать энергоснабжение, особенно для крупных объектов, таких как центры обработки данных, которые имеют постоянные и огромные потребности в электроэнергии.
Взгляд в будущее: станет ли ядерная энергия двигателем ИИ-революции?
Министерство энергетики США в своем обновленном отчете «Пути к коммерческому запуску перспективной ядерной энергетики» предупреждает, что растущий спрос на электроэнергию из-за искусственного интеллекта и центров обработки данных потребует увеличения ядерных мощностей в три раза к 2050 году — с 100 ГВт до 300 ГВт. За последний год потребление энергии значительно возросло, и этот рост в основном вызван развитием технологий ИИ, что, в свою очередь, усилило интерес к ядерной энергетике.
Почему это так важно для технологических гигантов, таких как Google, Microsoft и Amazon? Ядерная энергия предлагает стабильный и чистый источник энергии, который работает круглосуточно и может обеспечить потребности центров обработки данных, поддерживающих ИИ. Например, Google прогнозирует, что использование передовых ядерных технологий поможет сократить расходы на 40% по сравнению с использованием только солнечной и ветровой энергии с аккумуляторами. Такие показатели делают ядерную энергетику привлекательным вариантом для достижения целей декарбонизации.
Однако такие традиционные возобновляемые источники энергии, как солнечные панели и ветряные турбины, не способны гарантировать стабильность и непрерывность подачи энергии для таких энергоемких компаний. Уже к 2028 году, согласно прогнозам Bain & Co., спрос на электроэнергию в США может значительно превысить предложение, и коммунальные компании будут вынуждены на 26% увеличить выработку энергии. Это создает дополнительное давление на существующие энергетические системы и делает ядерную энергетику решением для восполнения этого дефицита.
Неудивительно, что ядерные технологии начали привлекать внимание инвесторов. После того как Microsoft заключила сделку с Constellation Energy, акции ядерных компаний, таких как Oklo, значительно выросли — например, Oklo подорожала более чем на 166% за месяц. Другие компании, такие как NuScale и Centrus Energy, также показали сильный рост.
Таким образом, ядерная энергия благодаря своей способности обеспечивать надежную и безуглеродную электроэнергию может сыграть ключевую роль в будущем развития ИИ и центров обработки данных, обеспечив стабильное снабжение энергии для растущих потребностей технологических компаний.
👀 Следите за телеграм-каналом «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.