Крупные технокомпании вроде Microsoft и Google горят желанием использовать всё больше энергии от атомных электростанций для питания своих ЦОД, но намного меньше у них желания вкладывать средства в строительство новых АЭС. По данным Bloomberg, об этом они официально заявили на конференции Nuclear Society. По информации издания, ИИ и ЦОД, вероятно, впервые обеспечат существенный рост энергопотребления в США.

Но участники конференции объявили, что находятся в «неподходящем положении» для того, чтобы помогать в разработке АЭС. Дело в том, что строительство реакторов, особенно на базе новых технологий, по мнению Google, весьма рискованно. Техногиганты готовы платить «разумную надбавку» за уже доступную им чистую энергию, но не хотят инвестировать в компании, непосредственное занятые строительством АЭС. В Google подчеркнули, что всецело поддерживают атомную энергетику, но считают, что брать риски на себя должны не конечные потребители.

Дискуссия развернулась после того, как Билл Гейтс (Bill Gates) заявил, что намерен вложить миллиарды долларов в создание АЭС на базе малого модульного реактора (SMR) в Вайоминге, строительство которой уже начато компанией TerraPower. Поддержка Гейтса станет ключевой на фоне рисков, связанных с атомной энергетикой. Строительство планируется завершить в 2030 году, с отставанием на два года от озвученного в 2021 году срока. В Вайоминге же планируется установка SMR от компании Oklo, поддерживаемой главой OpenAI.

Источник изображения: Dan Meyers/unsplash.com

В апреле в Джорджии компания Southern Co. впервые за десятилетия завершила строительство новой АЭС в США, на семь лет позже запланированного и с увеличением бюджета приблизительно на 150 %. Возможно, именно поэтому IT-компании заявляют, что должны сконцентрироваться на своих сильных сторонах, строя дата-центры, тогда как поставками энергии должны заниматься коммунальные службы. Об этом, в частности, объявил главный менеджер по энергетике и устойчивости Microsoft Адриан Андерсон (Adrian Anderson).

По его словам, если дата-центр нуждается в чистой энергии, оператор должен связаться с поставщиком электричества, а вовсе не с производителем ветряных турбин, а сами высказывания о том, что отдельные покупатели должны самостоятельно оценивать риски инвестиций в атомные технологии он назвал «смехотворной концепцией». При этом сама Microsoft набирает команду и топ-менеджеров для развития направления SMR.

Сегодня новые реакторы разрабатываются многими компаниями, но им понадобится значительная финансовая помощь для того, чтобы перейти к строительству и коммерциализации новых объектов. Несмотря на то, что в появлении большего числа АЭС заинтересованы как энергокомпании, так и операторы ЦОД, техногиганты не спешат в массовом порядке заниматься финансированием таких проектов. По словам недавно покинувшего пост директора по энергетической стратегии Meta✴ Питера Фрида (Peter Freed), сама идея того, что IT-компании спасут положение и просто «выпишут чек» ошибочна.

Компания OpenAI, активно усиливающая свои ИИ-системы, по слухам, намерена закупать в «огромных объёмах» энергию для своих ЦОД у разработчика термоядерных проектов — компании Helion. По данным Datacenter Dynamics, в последнюю инвестировал $375 млн сам глава OpenAI Сэм Альтман (Sam Altman), который является председателем совета директоров Helion, а также другие крупные игроки IT-рынка.

Термоядерная энергия в перспективе обеспечит практически неограниченные поставки дешёвого «чистого» электричества, но, несмотря на потраченные на её разработку огромные средства, никаких коммерческих решений в этой сфере пока не существует. В Helion заверяют, что её термоядерная электростанция заработает уже в 2028 году. Она, как ожидается, будет использовать гелий-3. Другие компании в основном полагаются в своих разработках на тритий.

Источник изображения: Helion

Microsoft заключила с Helion соглашение о покупке «чистой» энергии ещё в прошлом году — это первый в своём роде контракт, связанной с термоядерным синтезом. В рамках сделки Helion будет поставлять Microsoft до 50 МВт безуглеродной энергии. Параллельно Microsoft является инвестором OpenAI, компании работают вместе над ИИ-ЦОД Stargate на 5 ГВт. Проект обойдётся в $100 млрд и будет запущен уже в 2028 году.

Ранее Альтман уже заявлял, что новые энерготехнологии вроде термоядерного синтеза будут необходимы ИИ-инфраструктуре из-за больших потребностей наиболее передовых систем. Альтман заявил, что справиться с возникающими задачами без качественного прорыва невозможно и добавил, что необходим термоядерный синтез или комбинация чрезвычайно дешёвых солнечных элементов с энергохранилищами — в огромных масштабах.

Российский энергетический концерн «Росэнергоатом» (входит состав госкорпорации «Росатом») поделился планами по развёртыванию модульных центров обработки данных на отечественных атомных электростанциях.

Реализация проекта будет вестись в сотрудничестве с компанией «ИТК Система», на производственной площадке которой в городе Обнинске Калужской области будут осуществляться изготовление и сборка модульных ЦОД, по уровню надёжности и отказоустойчивости инженерной инфраструктуры соответствующих требованиям Tier III (согласно классификации Uptime Institute). Пилотной площадкой станет Нововоронежская АЭС (г. Нововоронеж Воронежской области). Далее до конца 2025 года проект планируется растиражировать на Балаковскую и Смоленскую атомные электростанции.

Нововоронежская АЭС (источник изображения: пресс-служба концерна Росэнергоатом» / rosenergoatom.ru, фотограф Роман Пышкин)

«Проект концерна «Росэнергоатом» по созданию модульных дата-центров для атомных электростанций России — важный шаг в обеспечении надёжной и высокопроизводительной инфраструктуры для стратегически важных объектов страны в будущем. Пока данные модульные ЦОД предназначены только для АЭС, но в перспективе у этого направления есть коммерческое будущее. Как и по многим другим кейсам, мы сначала внедряем их у себя, а потом можем предложить решение с положительным референсом во вне», — отметил Олег Шальнов, директор департамента управления IT-проектами и интеграцией АО «Концерн Росэнергоатом».

«Одним из важных преимуществ модульных ЦОД является то, что они не требуют капитального строительства или дорогостоящего переоборудования существующего помещения. Также это — возможность развернуть вычислительный комплекс в любом месте в короткий срок, лёгкость масштабирования. Уверен, что наше сотрудничество с компанией «ИТК Система» в разработке российских модульных ЦОД, в том числе, позволит повысить их коммерческую зрелость как продукта концерна», — добавил Олег Шальнов.

Компания Amazon (AWS) планирует построить крупный кампус ЦОД рядом с атомной электростанцией в Пенсильвании (США). Datacenter Dynamics сообщает, что местные власти единодушно проголосовали за новое зонирование территории, благодаря которому компании выделили около 650 га земли в новом специальном районе Special Data Center Overlay District. Представители Amazon заявили, что компания намерена построить на территории 15 зданий ЦОД в течение следующих десяти лет.

В марте AWS приобрела у Talen Energy Corporation дата-центр и землю в Салемском муниципальном округе. Местные власти одобрили для компании налоговые льготы Local Economic Revitalization Tax Assistance (LERTA) — речь идёт о дисконте в 70 % в течение 10 лет. Приобретённый AWS объект питается от расположенной рядом АЭС Susquehanna Steam Electric Station (SSES), принадлежащей Talen. Построенная в 1983 году станция SSES имеет мощность 2494 МВт и является одной из крупнейших АЭС в США.

Источник изображения: Talen Energy

Впервые новости о кампусе Talen с питанием от атомной станции появились в июле 2021 года. Talen построила «пробный ЦОД ёмкостью 48 МВт и площадью 28,87 тыс. м² в начале прошлого года. В Talen заявляли, что потенциально площадка способна получить до 960 МВт. Отдельно там же возвели криптомайнинговую площадку Nautilus, тоже запитанную от АЭС, но её Amazon не покупала.

Большинство земель до перезонирования относилось к территориям сельскохозяйственного назначения, значительная часть из них расположена между SSES и электростанцией Caithness Moxie Freedom, работающей на природном газе. Владельцы соседних территорий также сообщили, что Amazon предлагала им выкупить землю, но предложила слишком мало денег. Кроме того, местных жителей волнует, что случится с кампусом ЦОД, когда АЭС выведут из эксплуатации. Согласно текущему плану, один реактор заглушат в 2042 году, ещё один — в 2044-м. Впрочем, лицензии на их эксплуатацию можно будет продлить.

У Amazon имеются договорные обязательства с Talen о минимальных поставках энергии, в течение нескольких лет показатели должны увеличиваться с шагом 120 МВт. Единовременно их можно будет ограничить на уровне 480 МВт. Кроме того, у AWS есть возможность дважды продлевать соглашение на 10 лет, если лицензии на эксплуатацию реакторов будут продлены. В рамках соглашения Talen также будет продавать AWS соглашения о покупке энергии (PPA) в течение 10 лет.

Невозможность возобновляемых источников стабильно поставлять энергию заставила законодателей США отказаться от того, что когда-то было твердой антиядерной позицией. С одним из ключевых докладов на конференции Data Center World 2024 выступил Райан Бахран (Rian Bahran), заместитель директора Управления по науке и технологической политике Белого дома.

«Ядерная энергия и возобновляемые источники энергии дополняют друг друга, и ядерная энергия является единственной проверенной экологически чистой и надежной энергетической технологией», — сказал в нём Бахран. В докладе представлено несколько вариантов энергоснабжения ЦОД. Одним из них является проект небольшого модульного реактора (SMR). Каждый такой SMR имеет мощность около 77 МВт. Крупный оператор ЦОД или гиперскейлер, таким образом, может использовать собственный SMR. Для большинства операторов стоимость SMR, вероятно, окажется неподъемной, но они могут объединяться вокруг одного SMR, предложил Бахран.

Источник изображения: Office of Nuclear Energy

Несмотря на десятилетия стагнации, атомный парк США продолжает обеспечивать 20 % поставок электроэнергии в стране. Вместо того чтобы годами ждать, пока будут разрешены и построены SMR, промежуточный план предлагает предотвращение дальнейшего закрытия атомных станций и их модернизацию для продления срока службы еще на несколько десятилетий. Действие лицензий 22 АЭС истекает в 2029 году, ещё 74 — в 2034 году. Также необходимо обеспечить безопасность поставок урана. «Инвестиции делаются для того, чтобы обеспечить нас всеми звеньями цепочки поставок для ядерного будущего», — сказал он.

Озвученные планы упираются в многолетнее технологическое отставание атомной промышленности США. Единственный завод по обогащению урана принадлежит европейскому консорциуму Urenco и закрывает половину потребности АЭС в топливе. Ещё 20 % приходится импортировать из России. Для собственного производства обогащенного урана для SMR запущен завод в Огайо, на котором в конце прошлого года получена пробная партия в 90 кг. Для выхода на промышленные объёмы заводу требуется более $2 млрд и несколько лет. Пока что энергетики вынуждены приостановить отключение ТЭС и даже разрешить постройку новых.

До настоящего времени ни одного промышленного SMR не построено. Дата-центры являются выгодными клиентами для АЭС, благодаря стабильности энергопотребления и его быстрому росту вследствие развития ИИ и облачных платформ, что повышает привлекательность этого симбиоза для больших и долгосрочных капиталовложений. Пока что индустрии ЦОД в США предрекают скорый дефицит энергии. Планов громадьё, но препятствует им то, что настоящее время в США ни одного промышленного SMR пока не построено, а собственное обогащение урана обеспечивает только 30 % потребностей в топливе и увеличение этой доли требует больших капиталовложений и времени.

Оператор ЦОД Wyoming Hyperscale покупает 100 МВт энергии у стартапа Oklo, занимающегося разработкой малых модульных реакторов (SMR). Datacenter Dynamics сообщает, что компания уже подписала не влекущее юридических обязательств письмо о намерениях, в котором очерчивается соглашение о покупке «зелёного» электричества в течение 10 лет. В прошлом месяце появилась информация, что Oklo будет поставлять до 500 МВт Equinix.

Oklo, поддерживаемая главой OpenAI Сэмом Альтманом (Sam Altman), разрабатывает малые ядерные реакторы на быстрых нейтронах. Первая линейка продуктов — реакторы Aurora потенциально способны генерировать 15 МВт электричества. Сама Oklo в этом месяце стала публичной в результате обратного слияния со SPAC-компанией AltC Acquisition. Ещё в марте сообщалось, что Oklo формирует команду для захвата рынка ЦОД.

Wyoming Hyperscale строит кампус ЦОД на площади 23,5 га на горе Аспен — в удалённой местности в Вайоминге. Компания заявляет, что речь идёт о самом передовом экоустойчивом дата-центре в США. Оператор уже пообещал использовать жидкостное охлаждение, а тепло будет отводиться для обеспечения нужд близлежащей фермы. В Wyoming Hyperscale утверждают, что целью компании является создание дата-центров с минимальным воздействием на окружающую среду. Сотрудничество с Oklo полностью соответствует этой цели.

Источник изображения: Frédéric Paulussen/unsplash.com

Через день после объявления о сделке с Wyoming Hyperscale в Oklo сообщили, что готовятся подписывать новые контракты на поставку энергии с другими операторами ЦОД. По данным компании, 80 % запросов на энергию поступает сегодня от дата-центров. Считается, что 100 МВт — даже не верхушка, а лишь «царапина на верхушке айсберга», поскольку речь будет идти о намного больших объёмах поставок энергии.

Правда, эксперты уверены, что пройдут годы прежде, чем Oklo сможет удовлетворить растущий спрос. Более того, калифорнийской компании для начала надо дождаться одобрения регуляторов для строительства своего первого рабочего реактора. И есть сомнения, что его введут в эксплуатацию раньше 2027 года. Над питанием ЦОД с помощью малых и больших реакторов задумываются не только Oklo и партнёры. Так, Microsoft собирает свою команду для работы над малыми реакторами.

Бывший генеральный директор Google Эрик Шмидт (Eric Schmidt) прогнозирует, что в обозримом будущем в США и Китае большие суперкомпьютеры будут заниматься ИИ-вычислениями под защитой военных баз. В интервью Noema он подробно рассказал о том, каким видит новые ИИ-проекты, и это будущее вышло довольно мрачным.

Шмидт поведал о том, как правительства будут регулировать ИИ и искать возможности контроля ЦОД, работающих над ИИ. Покинув Google, бизнесмен начал очень тесно сотрудничать с военно-промышленным комплексом США. По его словам, рано или поздно в США и Китае появится небольшое число чрезвычайно производительных суперкомпьютеров с возможностью «автономных изобретений» — их производительность будет гораздо выше, чем государства готовы свободно предоставить как своим гражданам, так и соперникам.

Каждый такой суперкомпьютер будет соседствовать с военной базой, питаться от атомного источника энергии, а вокруг будет колючая проволока и пулемёты. Разумеется, таких машин будет немного — гораздо больше суперкомпьютеров будут менее производительны и доступ к ним останется более широким. Строго говоря, самые производительные суперкомпьютеры США принадлежат Национальным лабораториям Министерства энергетики США, которые усиленно охраняются и сейчас.

Источник изображения: Joel Rivera-Camacho/unsplash.com

Как заявил Шмидт, необходимы и договорённости об уровнях безопасности вычислительных систем по примеру биологических лабораторий. В биологии широко распространена оценка по уровням биологической угрозы для сдерживания её распространения и оценки уровня риска заражения. С суперкомпьютерами имеет смысл применить похожую классификацию.

Шмидт был председателем Комиссии национальной безопасности США по ИИ и работал в Совете по оборонным инновациям. Также он активно инвестировал в оборонные стартапы. В то же время Шмидт сохранил влияние и в Alphabet и до сих пор владеет акциями компании стоимостью в миллиарды долларов.

Военные и разведывательные службы США пока с осторожностью относятся к большим языковым моделям (LLM) и генеративному ИИ вообще из-за распространённости «галлюцинаций» в таких системах, ведущих к весьма правдоподобным на первый взгляд неверным выводам. Кроме того, остро стоит вопрос сохранения секретной информации в таких системах.

Ранее в этом году Microsoft подтвердила внедрение изолированной от интернета генеративной ИИ-модели для спецслужб США после модернизации одного из своих ИИ-ЦОД в Айове. При этом представитель Microsoft два года назад предрекал, что нынешнее поколение экзафлопсных суперкомпьютеров будет последним и со временем все переберутся в облака.

Норвежская энергетическая компания Norsk Kjernekraft намерена строить малые модульные реакторы (SMR) для дата-центров. Datacenter Dynamics сообщает, что поможет разгрузить энергетические сети страны. Это особенно актуально на фоне прошлогоднего скандала, когда строящийся для нужд TikTok дата-центр практически «отобрал» энергию у оборонного предприятия.

Часто атомная энергия называется экологически безопасной и подходящей для обеспечения работы ЦОД. SMR в перспективе будут дешевле и проще в строительстве и эксплуатации, чем крупные АЭС, а компании вроде Norsk Kjernekraft готовятся внедрять их непосредственно рядом с кампусами ЦОД. По расчётам последней, в ближайшие годы в Норвегии понадобится дополнительно от 50 до 233 ТВт∙ч, тогда как в 2023 году все электростанции страны поставили 156 ТВт∙ч.

Источник изображения: Michael Fousert/unsplash.com

Уже сегодня норвежские электросети полностью работают на возобновляемой энергии, в основном благодаря гидроэлектростанциям, на которые приходится 88 % поставок электричества в стране, а также ветряным электростанциям. С учётом прохладного климата Норвегия является оптимальным местом для размещения дата-центров.

При этом атомных реакторов там до сих пор нет, но в Norsk Kjernekraft подчёркивают необходимость получения дополнительного электричества в больших объёмах. Вопрос в том, сколько смогут вырабатывать электростанции страны в экоустойчивом режиме. Дело в том, что имеется «потолок» для объёмов именно возобновляемой энергии, поэтому придётся пересмотреть взгляды на энергетику в целом.

В Norsk Kjernekraft заявляют, что установка SMR при дата-центрах высвободит ресурсы магистральных электросетей, сегодня используемых для питания цифровой инфраструктуры. А тепло реакторов можно дополнительно направить на производственные нужды, для захвата углерода, добычи водорода, аммиака и т.н. электротоплива, а также обогрева помещений. Огромным преимуществом является отсутствие необходимости в прокладке к ЦОД серьёзных ЛЭП.

Пока разработчик не сообщает, сколько энергии будут генерировать SMR, как и того, вызвала ли идея интерес у местных операторов ЦОД. Компания предлагает построить до пяти SMR в коммуне Эйгарден (Øygarden) к западу от Бергена. Уже заключена сделка с Rolls-Royce, которая должна будет поставлять реакторы для площадки. Ранее последняя предлагала свои SMR напрямую операторам. Согласно расчётам, электростанция должна заработать в ближайшие десять лет.

Целесообразность использования атомной энергии уже изучается некоторыми операторами ЦОД. Например, в марте 2024 года Amazon (AWS) заплатила $650 млн за кампус ЦОД в Пенсильвании, который строится вблизи АЭС и будет питаться от неё, а Microsoft формирует команду специалистов по атомной энергетике для того, чтобы изучить возможность использования SMR для энергоснабжения собственных ЦОД.

Согласно прогнозам правительства Японии, в стране придётся производить на 35 % или даже 50 % больше энергии к 2050 году. По данным Reuters, это связано с растущим спросом на электричество со стороны заводов по выпуску полупроводников и ростом числа дата-центров, занятых ИИ-вычислениями.

Если в текущем десятилетии ожидается энергогенерация на уровне 1 трлн кВт∙ч, то в 2050 году речь будет идти уже о 1,35-1,5 трлн кВт∙ч. Как сообщили в правительстве страны в понедельник, это будет необходимо для того, чтобы удовлетворить спрос, поскольку Япония строит всё больше дата-центров, заводов по выпуску чипов и прочих предприятий, потребляющих электроэнергию в больших объёмах.

Власти отмечают, что столь заметный рост спроса на энергию ожидается впервые за 20 лет, что потребует крупномасштабных вложений в создание генерирующих мощностей. Кроме того, предполагается, что если объёмы генерации возобновляемой энергии не увеличатся, о стабильных поставках энергии не может быть и речи, поскольку сейчас Япония сильно зависит от углеводородов с Ближнего Востока.

Источник изображения: Tianshu Liu/unsplash.com

Поэтому уже разрабатывается обновлённая стратегия декарбонизации и промышленной политики до 2040 года. В частности, в прошлом году принят закон об инвестициях в декарбонизацию более ¥150 трлн ($962 млн) в течение 10 лет в частном и государственном секторах. Для того, чтобы удовлетворить спрос в возобновляемой энергии, в Японии планируют применять современные перовскитные солнечные элементы, плавучие оффшорные ветроэлектростанции, возобновить работу АЭС и представить реакторы нового поколения.

В стране наблюдается дефицит собственных природных ресурсов — она практически полностью зависит от импорта энергоносителей. При этом уже к 2030 году планируется снизить углеродные выбросы на 46 % в сравнении с 2013 годом, а полной «углеродной нейтральности» достичь к 2050 году. Пока же Япония считается пятой страной мира по объёмам выбросов углекислого газа.

С учётом своих планов она пересмотрела решение о фактически полном отказе от АЭС — с учётом высоких цен на нефть и газ, было решено возобновить работу некоторых реакторов, включая крупнейшую в стране АЭС Kashiwasaki Kariwa на 8,2 ГВт. При этом Япония в формате G7 подписала запрет на использование угольных ТЭС до 2035 года, но, похоже, временно не станет его придерживаться наряду с Германией — из-за зависимости этих стран от стабильной угольной энергетики при отсутствии сопоставимых альтернатив.

Terrestrial Energy, занимающаяся разработкой малых модульных реакторов (SMR), объединила усилия со Schneider Electric для совместного развития, популяризации и коммерциализации данного направления. Подписанный меморандум о взаимопонимании касается реактора на расплавленной соли (Integral Molten Salt Reactor, ISMR) мощностью 190 МВт.

В Terrestrial сообщили, что проект предусматривает быстрое возведение и масштабирование реакторов и снижение цен на электричество. Компания подчёркивает, что такое решение может обеспечить энергией крупные дата-центры и ряд промышленных предприятий — на фоне дефицита энергии для ЦОД может появиться относительно недорогая и экологически безопасная альтернатива магистральному электроснабжению. Компания намерена начать ввод в эксплуатацию IMSR в начале 2030-х годов.

В Schneider Electric предлагают использовать технологию т.н. «цифровых двойников» в течение всего жизненного цикла IMSR — это приведёт к сокращению времени вывода продукта на рынок, снижению стоимости и повышению эффективности операций. Компания называет себя лидером цифровой трансформации в области управления и автоматизации энергетики, а также поставщиком с возможностями, ключевыми для надёжной и эффективной работы ISMR-электростанций.

Источник изображения: Terrestrial Energy

Малая атомная энергетика чрезвычайно востребована и активно изучается операторами ЦОД. Equinix подписала соглашение со стартапом Oklo, а блокчейн-компания Standard Power пожелала приобрести 24 SMR у NuScale. Активнее всего ведёт себя Microsoft, которая уже формирует команду для работы над малыми атомными реакторами и даже заключила соглашение со стартапом Helion, хотя никто не знает, сможет ли тот вообще вовремя запустить термоядерный реактор.