Анализ Обявата за работа на Microsoft показва, че компанията иска да използва силата на атома, за да захранва нарастващия си център за данни, но едва ли ще е първата.
В Редмънд търсят човек, който „ще отговаря за съзряването и прилагането на глобална енергийна стратегия за малки модулни реактори (SMR) и микрореактори“.
Интересът на Майкрософт към SMR дори не е първият опит на компанията в областта на ядрената енергетика. През май Редмънд подписа договор за закупуване на енергия от стартиращата компания за термоядрена енергия Helion от 2028 г., въпреки че компанията все още не е доказала, че технологията ѝ работи.
А през последните няколко месеца видяхме, че множество оператори на центрове за данни прегръщат ядрената енергия като средство за прекратяване на зависимостта им от изкопаеми горива.
Миналия месец Green Energy Partners и IP3 представиха план за изграждане на огромен кампус от центрове за данни във Вирджиния, захранван изцяло от малки модулни реактори (SMR) – повече за тях по-късно. Междувременно шведският оператор на центрове за данни Bahnhof също проучва възможността за използване на миниатюрните реактори не само за захранване на своите операции, но и на 30 000 домакинства в околността.
Междувременно през януари тази година Cumulus Data отвори вратите на център за данни с ядрено захранване в Пенсилвания. Съоръжението с мощност 48 мегавата е разположено заедно с електроцентралата Susquehanna с мощност 2,45 гигавата.
Центрове за централно управление жадуват за енергия
Какво се крие зад тази неотдавнашна тенденция? Просто е. Центровете за данни консумират повече енергия от всякога благодарение – отчасти – на експлозивния растеж на генеративния изкуствен интелект.
В перспектива, днес един сравнително голям облачен или хипермащабен кампус може да има капацитет от 50 мегавата. Всеки, който е обръщал внимание на графичните процесори и други ускорители, с които се изпълняват натоварванията с ИИ, обаче знае, че макар да стават все по-ефективни, те използват и много повече енергия.
Главният изпълнителен директор на AMD Лиза Су изтъкна тази неудобна истина по време на речта си на Международната конференция за твърдотелни вериги по-рано тази година. Проблемът, обясни тя, се състои в това, че докато производителността на централните и графичните процесори се удвоява приблизително на всеки 2,4 години, енергийната ефективност не е в крак с това.
Су изчисли, че суперкомпютър от класа на зетафлопите – 1000 пъти по-бърз от американската система Frontier – ще се появи само след около десетилетие, но за него ще са необходими около 500 мегавата енергия. „Това е колкото една ядрена електроцентрала“, каза тогава тя.
Може би си мислите нещо от рода на „да, но това е суперкомпютър“, но факт е, че клъстерите за изкуствен интелект, използвани за обучение на големи езикови модели като GPT-4 на OpenAI, са изградени от много от същите градивни елементи.
Всъщност много от съвременните клъстери с изкуствен интелект, използвани от компании като Microsoft, Google и Meta, теоретично биха се класирали сред 10-те най-мощни системи в класацията Top500 на суперкомпютрите.
Възходът на микромрежата
Количеството енергия, което тези съоръжения консумират, означава, че операторите на центрове за данни знаят, че не винаги могат да получат необходимия им сок от мрежата.
На места като Северна Вирджиния или Дъблин, Ирландия, където са съсредоточени много центрове за данни, енергията често е евтина, но и с невероятно високо търсене. По време на пиковите часове на работа нерядко центровете за данни на тези пазари допълват захранването от мрежата с помощта на резервни генератори.
Някои оператори на центрове за данни стигнаха дотам, че изградиха свои собствени електроцентрали – понякога наричани „микромрежи“ – за да се справят с тази нестабилност в електроснабдяването. Например през юли Microsoft получи зелена светлина за изграждането на 170-мегаватов генератор на природен газ, който да поддържа осветлението в центъра за данни за 900 млн. евро край Дъблин. Съоръжението, което се състои от 22 отделни генератора и за което се съобщава, че е струвало 100 млн. евро, е проектирано да работи в периоди, когато националната мрежа не може да се справи.
Майкрософт не е сам. Amazon планира да използва горивни клетки на природен газ в някои от своите центрове за данни в Орегон, след като според съобщенията е имала проблеми с осигуряването на достатъчен мрежови капацитет за задоволяване на нуждите си.
Въпреки че и двата примера решават проблемите с доставката на енергия за доставчиците на облачни услуги, те все още разчитат на изкопаеми горива. Трудно е да кажеш, че сериозно искаш да намалиш въглеродния си отпечатък, докато продължаваш да използваш центровете си за данни с разложени динозаври.
И точно тук SMR започват да придобиват смисъл. Те отделят малко или никакви емисии на CO2 по време на нормална експлоатация и са в състояние да генерират значително количество енергия при относително малък отпечатък.
Това не е някаква нова фантазия
SMR са по същество миниатюрни ядрени реактори, които – на теория – могат да се произвеждат масово и да се увеличават при необходимост от допълнителна мощност.
Но макар че търговските примери едва сега набират скорост, основната технология датира от 50-те години на миналия век в реактори, построени за ядрени подводници като USS Nautilus.
Според Международната агенция за атомна енергия (МААЕ) тези реактори могат да генерират от десетки до стотици мегавати електрическа мощност в зависимост от съответния SMR – всъщност има доста проекти на компании като NuScale, TerraPower, Westinghouse и други – и в зависимост от това, дали са от типа SMR, или не.
Проектите за SMR на NuScale са особено забележителни, тъй като наскоро получиха сертификат от Комисията за ядрено регулиране, необходим за търговско внедряване. Според уебсайта на NuScale нейната конструкция на реактор е с мощност около 77 мегавата.
Остават пречки
В доклад, публикуван миналата година, анализаторите на Omdia стигнаха до заключението, че SMRs могат да се окажат жизнеспособна алтернатива на генераторите, захранвани с изкопаеми горива, особено ако бъдат преодолени регулаторните и финансовите пречки. Но въпреки неотдавнашното развитие и интереса към SMRs, технологията вероятно ще се развива с години, заяви Алън Хауърд от Omdia пред The Register.
„Най-оптимистичният вариант за внедряване на SMR тук, в САЩ, е до 2030 г.“, каза той в интервю. „Представата, че тя ще се използва в център за данни, ще бъде – и тук само спекулирам – между 10 и 15 години.“
Както можете да си представите, построяването на малък ядрен реактор не е най-трудната част; правим го от десетилетия. Истинското предизвикателство е да се направи технологията ценово конкурентна на другите източници на енергия.
NuScale твърди, че се доближава до тази цел с оценка на изравнените разходи (LCOE) между 40 и 65 долара за MWh, когато достигне търговска наличност през втората половина на десетилетието. За справка, LCOE за нещо като природен газ е около 37 USD/MWh.
Въпреки това, тази цел вероятно ще остане далеч, според дневния ред на заседание на общинския съвет на Юта, в който разходите за разработване на модулния реактор на NuScale се оценяват на 89 USD/MWh.
При това положение има няколко стартиращи компании за SMR, които работят за решаването на този проблем. В същото време цената на изкопаемите горива вероятно ще продължи да се увеличава през следващите няколко години, а центровете за данни стават все по-гладни. ®
