В Microsoft уверены, что искусственный интеллект способен помочь ускорить разработку экономически эффективных коммерческих термоядерных реакторов, которые смогут обеспечить энергией сами ИИ ЦОД, сообщает The Register. Пока что ни одного такого реактора не существует.

По словам Microsoft Research, стремление использовать ядерный синтез как источник безграничной и чистой энергии «уже давно является одной из самых амбициозных научных целей человечества». Исследователи подчёркивают, что до появления масштабируемой термоядерной энергетики ещё много лет, но уже сейчас изучается вопрос, как ИИ мог бы помочь ускорить разработки. На первом саммите Microsoft Research Fusion Summit, посвящённом термоядерному синтезу, представитель Microsoft Research Accelerator подчеркнул перспективность использования ИИ для дальнейших исследований в области обеспечения экоустойчивости.

В настоящее время ИИ-технологии экоустойчивыми не считаются. ООН в прошлому году отмечала, что ИИ ЦОД генерируют электронные отходы, потребляют много воды, критически важных минералов и редкоземельных элементов, при добыче которых также нередко применяют не особенно экобезопасные технологии. И, главное, такие ЦОД используют огромное количество электроэнергии, стимулируя выбросы парниковых газов. Microsoft пытается компенсировать воздействие ЦОД на окружающую среду углеродными кредитами, покупкой «чистой» энергии, оптимизацией оборудования и ПО. Ускоренное развитие технологий ядерного синтеза могло бы компенсировать воздействие бизнеса компании на экологию.

Источник изображения: Mauro Romero/unsplash.com

По словам представителя Принстонской лаборатории физики плазмы (Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL) Стивена Коули (Steven Cowley), выступившего на Fusion Summit с основным докладом, необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, является ли ИИ ключевым звеном для поиска оптимальных решений в термоядерной энергетике.

Впрочем, придётся запастись терпением — считается, что до запуска экспериментальных термоядерных установок в эксплуатацию пройдёт не менее десятилетия. Как считают в Национальных академиях наук, инженерии и медицины США (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, NASEM), частные и государственные инвестиции позволят создать пилотную термоядерную электростанцию 2035–2040 гг. Это приблизительно совпадает с планируемой датой начала работы международного проекта ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).

Microsoft надеется, что её наработки в области ИИ для материаловедения, для решения дифференциальных уравнений и для других исследовательских задач помогут найти способ экономически эффективного термоядерного синтеза. Лаборатория Коули уже заключила меморандум о взаимопонимании с Microsoft. Учёные уверены, что ИИ поможет сократить время разработок необходимого профиля. Во всяком случае ИИ является хорошей альтернативой десятилетиям разработки методом проб и ошибок.

Microsoft не одинока в своих стремлениях. Например, разработчик атомных технологий Type One Energy и государственная компания Tennessee Valley Authority (TVA) заключили соглашение о совместной разработке планов строительства термоядерной электростанции. OpenAI намерена закупать термоядерную энергию у компании Helion в «огромных объёмах». Последняя в конце января привлекла $425 млн.

Google заключила стратегическое соглашение с передовым разработчиком решений в области ядерной энергетики — компанией Elementl Power. Предполагается совместная реализация в США трёх атомных проектов мощностью 600 МВт каждый, сообщает Datacenter Dynamics. Google выделила компании капитал на развитие. После ввода АЭС в эксплуатацию Google получит возможность приоритетной закупки их энергии.

Партнёры намерены работать совместно с коммунальными и энергокомпаниями для продвижения новых проектов. В пресс-службе Google заявляют, что новое соглашение будет способствовать достижению её долгосрочной цели — поставке более 10 ГВт атомной энергии на рынок США. На сделку с Google приходится 1,8 ГВт от этого объёма. Elementl будет руководить проектированием, закупками и строительством, а также контактировать с потенциальными партнёрами для участия в будущих проектах на других площадках.

Источник изображения: Lukáš Lehotský/unsplash.com

По словам главы компании Криса Колберта (Chris Colbert), подобные инновационные союзы нужны для «мобилизации капитала», необходимого для строительства новых реакторов. Кроме того, компании смогут добиваться целей по достижению нулевых выбросов в долгосрочной перспективе. При этом сама компаний не уточняет, о каких именно передовых атомных технологиях идёт речь. Не говорится даже, относится ли сам термин «передовые» к малым модульным реакторам (SMR) IV поколения или речь идёт о чём-то ещё.

Поскольку большинство SMR обеспечивают мощность не более 300 МВт, вполне вероятно, что компания намерена размещать на своих площадках по два и более реактора для обеспечения паспортной мощности 600 МВт. Штаб-квартира Elementl находится в столице США — Вашингтоне. Компанию поддерживает международная инвестиционная компания Energy Impact Partners, управляющая активами на сумму более $4 млрд.

Это уже вторая сделка Google с разработчиками ядерных технологий после соглашения с Kairos Power, которое заключили ещё в 2024 году. Сделка предусматривает покупку Google 500 МВт электричества на рынке США от шести-семи SMR. Развёртывание должно начаться к 2030–2035 гг. Kairos разрабатывает реакторы с охлаждением расплавами солей, использующие гранулированное топливо. Ранее в этом году компания завершила испытания второго неядерного прототипа (Engineering Test Unit — ETU), спроектировав и построив испытательный реакторный корпус.

По словам старшего помощника президента Индонезии Прабово Субианто (Prabowo Subianto), к 2040 году страна намерена значительно расширить мощности «зелёной» энергетики. В том числе речь идёт о вводе в эксплуатацию АЭС суммарной мощностью 10 ГВт. Ряд контрактов заключат в следующие пять лет, сообщает Reuters. Пока Индонезия является одним из крупнейших в мире источников выбросов парниковых газов, но стремится к достижению углеродной нейтральности к 2050 году.

К 2040 году Индонезия развернёт ещё 103 ГВт генерирующих мощностей, из них 75 ГВт придётся на солнечную, ветряную, геотермальную энергетику, а также на электричество, получаемого за счёт переработки биомассы. 10 ГВт придётся на АЭС, а оставшиеся 18 ГВт — на газ. Пока установленная мощность в стране составляет 90 ГВт, более половины приходится на угольные электростанции, ещё 15 ГВт дают возобновляемые источники, а атомных электростанций нет вообще.

Источник изображения: Guilherme Cunha/unspalsh.com

По данным властей, интерес проявляют российский концерн «Росатом», Китайская национальная ядерная корпорация, британская Rolls Royce, французская EDF и американская компания NuScale Power Corporation, специализирующаяся на малых модульных реакторах (SMR). Не исключается, что они станут инвестировать в отрасль совместно с недавно созданным индонезийским суверенным фондом Danantara Indonesia.

Решений о местах строительства новых атомных электростанций пока не принято, вопрос весьма важен для страны, находящейся в сейсмоопасном регионе с высокой вулканической активностью. Предполагается, что запад Индонезии подходит для строительства АЭС с одной площадкой, где один блок сможет вырабатывать по 1 ГВт электричества. На востоке речь идёт скорее о строительстве плавучих малых модульных реакторов мощностью до 700 МВт.

Источник изображения: Guilherme Cunha/unspalsh.com

Хотя правительство Индонезии выражает приверженность «энергетическому переходу», власти намерены придерживаться сбалансированного подхода для достижения экологических целей. Власти не желает совершать «экономическое самоубийство», снижая зависимость от мощностей с большими выбросами поэтапно. В стране ожидают, что сделка с Азиатским банком развития, предполагающая досрочный вывод из эксплуатации 660-МВт угольной электростанции Cirebon-1 в провинции Западная Ява (West Java), будет завершена в ближайшие месяцы. Сделка стоимостью $20 млрд поддерживается JETP (Just Energy Transition Partnership, JETP). Основной камень преткновения — опасения, связанные с финансовыми и юридическими рисками из-за закрытия электростанции, а новый вызов для будущего энергетического перехода — выход США из JETP.

Индонезия — один из перспективных регионов, интерес к которому проявляют как гиперскейлеры, так и операторы ЦОД помельче. Как и другие страны, она делает ставку на развитие энергетики, поскольку её остро не хватает для ЦОД. Аналогичные проблемы есть и в других регионах мира — так, в Великобритании, намеренной превратиться в «ИИ-сверхдержаву», тоже намерены уделить немало внимания атомной энергетике, не говоря уже о других странах вроде США. Deloitte сообщало, что АЭС смогут обеспечить 10 % будущего спроса ЦОД США на электроэнергию.

Google призывает политиков США заняться модернизацией энергетической и бюрократической систем для удовлетворения растущих потребностей ИИ ЦОД. В недавно опубликованном документе Powering a New Era of American Innovation руководство Google призвало Конгресс США и федеральные ведомства оптимизировать процессы выдачи профильных разрешений, ускорить строительство линий электропередачи (ЛЭП) и расширить доступ к источникам «чистой» энергии, в том числе — поддержать атомные технологии вроде малых модульных реакторов (SMR).

В документе утверждается, что стремительный рост ИИ-нагрузок потребует масштабного расширения инфраструктуры в США, которое бывает «раз в поколение». Эксперты предупреждают, что без быстрой выдачи разрешений регуляторами и «энергетической диверсификации» Соединённые Штаты могут отстать в гонке за глобальную технологическую конкурентоспособность.

Сама Google обязуется инвестировать в «чистую» энергию, в т.ч. долгосрочные закупки «безуглеродного» электричества. Федеральные власти компания призывает усилить специальные программы вроде LPO Министерства энергетики, а также продвигать технологии нового поколения вроде современных геотермальных электростанций и SMR — помимо проектов солнечной и ветряной энергии для ЦОД.

Источник изображения: Google

В частности, конгрессменов призывают модернизировать федеральную систему выдачи разрешений, упростив процесс утверждения проектов в сфере ЦОД и энергетики, а малым ядерным реакторам рекомендуют обеспечить федеральную поддержку. То же относится и к геотермальным проектам, которые относятся к «чистым и надёжным» источникам энергии. Компания также намерена добиваться расширения ЛЭП с попутным реформированием подхода к распределению затрат в данном секторе.

В Google поддерживают дальнейшее финансирование Управления программ кредитования Министерства энергетики США (Loan Programs Office, LPO) для того, чтобы ускорить внедрение чистой энергии. Особое внимание уделяется необходимости обучения квалифицированной рабочей силы, в т.ч. 100 тыс. электриков и 30 тыс. помощников для ИИ-инфраструктуры. В компании предупредили, что ИИ-инфраструктура способна стагнировать без серьёзных реформ в генерации, передаче и обеспечении доступности электроэнергии.

Сама Google участвует во многих энергетических проектах. Например, в июне 2024 года сообщалось, что Google запитает от геотермальной энергии ЦОД в Неваде, в декабре 2024 года сообщалось, что компания пристроит к своим ИИ ЦОД гигаваттные энергокомплексы в некоторых регионах, а минувшем марте появилась информация, что Amazon, Meta✴ и Google помогут утроить мощность АЭС во всём мире к 2050 году. В частности, в октябре 2024 года появились сведения, что Google запитает свои ЦОД от малых модульных реакторов Kairos Power.

Генеральный директор OpenAI Сэм Альтман (Sam Altman), по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, намерен покинуть пост председателя совета директоров стартапа Oklo, который специализируется на разработке малых модульных ядерных реакторов (SMR).

Компания Oklo проектирует SMR Aurora Powerhouse на быстрых нейтронах. Мощность таких установок сможет достигать 75 МВт. Ожидается, что реакторы будут востребованы прежде всего среди операторов крупных дата-центров и гиперскейлеров, которым угрожает дефицит энергоресурсов на фоне стремительного развития ИИ.

Альтман занимал должность председателя правления Oklo с 2015 года. После его ухода соответствующие обязанности возьмёт на себя генеральный директор и соучредитель стартапа Джейк ДеВитт (Jake DeWitte). Альтман отмечает, что для него наступило подходящее время уйти в отставку. Oklo активно изучает варианты стратегического партнёрства для масштабного развёртывания реакторов, в частности, для питания ИИ ЦОД. Под руководством ДеВитта, как ожидается, стартап сможет максимально реализовать свой потенциал.

Источник изображения: OpenAI

«Мы глубоко ценим лидерские качества Сэма [Альтмана] и его преданность нашей миссии. Мы продолжим работу по внедрению чистых источников энергии в секторе ИИ и за его пределами, а также будем развивать стратегические партнёрства с ведущими компаниями в области ИИ, включая OpenAI», — отметила Кэролайн Кокран (Caroline Cochran), соучредитель и главный операционный директор Oklo.

Компания Oklo уже получила заказы на поставки SMR суммарной мощностью свыше 14 ГВт. В конце 2024 года стартап заключил необязывающее соглашение о поставках 12 ГВт оператору ЦОД Switch. Кроме того, подписаны договор на 500 МВт с Equinix, PPA с Prometheus Hyperscale на 100 МВт, а также партнёрские соглашения с двумя неназванными операторами ЦОД на 750 МВт.

Гендиректор NVIDIA Дженсен Хуанг (Jensen Huang, на фото ниже) сообщил о прошедшей в понедельник встрече с премьер-министром Японии Сигэру Исибой (Shigeru Ishiba), на которой он говорил о необходимости увеличения производства электроэнергии для удовлетворения потребности страны в развитии ИИ-технологий, передаёт Bloomberg.

По словам Хуанга, в беседе с премьером он отметил, что Япония особенно хорошо подходит для разработки ИИ-технологий, но для этого потребуется достаточное количество энергии: «Стране необходимо построить новую инфраструктуру <…> энергия необходима для любого промышленного роста».

Япония не слишком богата на ресурсы. Ситуация с энергообеспечением страны обострилась из-за аварии на АЭС «Фукусима-1» и увеличения импорта дорогостоящего ископаемого топлива. Теперь правительство взвешивает потребность в обеспечении ИИ ЦОД электроэнергией и изучает вопрос перезапуска ядерных реакторов. Кроме того, Япония рассмотрит инвестиции в проект по производству сжиженного природного газа (СПГ) на Аляске стоимостью $44 млрд в рамках переговоров по торговому соглашению с США, заявил Исиба.

Источник изображения: WANG Tianfang / Unsplash

Развитие ИИ позволит преобразовать все отрасли, от здравоохранения до производства, образования и сельского хозяйства, говорит Хуанг. Но развёртывание необходимых для этого дата-центров повлечёт за собой самые высокие темпы роста спроса на электроэнергию за последние годы, сообщают в Международном энергетическом агентстве (IEA).

Встреча Дженсена Хуана с премьером Японии состоялась сразу после его поездки в Пекин и объявления администрацией президента США о необходимости получения лицензии на поставку Китаю чипов с урезанной производительностью H20, специально разработанных NVIDIA для китайских клиентов в соответствии с предыдущими экспортными ограничениями США. По факту это означает запрет продаж, из-за чего компания потеряла заказы в Китае на $18 млрд. Также ей пришлось списать на убытки $5,5 млрд в связи с дополнительными расходами.

Новые мощности АЭС могли бы потенциально обеспечить около 10 % предполагаемого роста спроса на электричества для дата-центров в следующие десять лет. По данным экспертов Deloitte, спрос на электричество для ЦОД в США может вырасти с 33 ГВт в 2024 году до 176 ГВт в 2035 году, сообщает Datacenter Knowledge. Но чтобы успеть справиться с таким ростом, надо ускорить ввод в строй новых атомных мощностей.

По мнению аналитиков консалтинговой компании, на фоне стремительного роста спроса именно атомная энергия способна стать потенциальным решением для обеспечения части мощностей ЦОД электричеством благодаря надёжности и относительной экобезопасности АЭС. В течение ближайшиъ десяти лет будет введены генерируюшие мощности на 35–62 ГВт, так что порядка 10 % требований будущих ЦОД она удовлетворит. А по многим параметрам, от высокой энергетической плотности до низких углеродных выбросов, атомная энергетика является самым предпочтительным решением для питания ЦОД.

В числе недавних проектов — финансирование AWS малых модульных реакторов (SMR) в штате Вашингтон, соглашение Google с Kairos Power о строительстве SMR к 2030 году, а также соглашение о покупке энергии (PPA), заключённое между Microsoft и оператором АЭС Three Mile Island в Пенсильвании, закрытой в 2019 году (теперь её придётся вернуть в строй). Дополнительно известно, что Meta✴ запрашивала обеспечение до 4 ГВт атомных мощностей. Разработчик атомных решений Oklo намерена поставить 12 ГВт оператору ЦОД Switch.

Источник изображения: Lukáš Lehotský/unsplash.com

В минувшем марте коалиция крупнейших компаний, включая некоторых крупнейших операторов ЦОД, обеспечила кросс-секторные обязательства, подчёркивающие критическое значение АЭС в укреплении энергетической безопасности и надёжности. Группа, включающая Amazon, Meta✴ и Google, присоединилась к 14 финансовым институтам, 140 представителям атомной индустрии и руководству более 30 стран в поддержке инициативы World Nuclear Association по утроению атомных мощностей к 2050 году.

Хотя Deloitte сделала акцент на многочисленных преимуществах атомной энергетики для решения проблем ЦОД, аналитики признают, что общественно мнение об АЭС «сложное и изменчивое». Эксперты рекомендуют причастным к атомным проектам организациям «упростить» свою деятельность для ускорения и повышения их эффективности, решения проблем со сроками строительства и перерасходом средств. В то же время необходимо заниматься инновациями для обеспечения безопасности и утилизации отходов.

С учётом современных геополитических условий, Deloitte также выражает обеспокоенность эффективностью механизмов поставок обогащённого урана. США, крупнейший в мире рынок ЦОД, закупают его в основном у России и Китая, что якобы ставит под угрозу энергетическую безопасность страны и возможность строительства передовых реакторов. Помимо этого, проблемой являются и другие факторы — от сложной цепочки поставок комплектующих до трудностей производства крупных компонентов в США.

Техасский разработчик малых модульных реакторов Aalo Atomics представил прототип своей первой компактной модульной АЭС Aalo Pod XMR (extra modular reactor), которая, как заявляют в компании, «специально создана» для ИИ-инфраструктур и дата-центров.

Aalo Pod включает пять натриевых микрореакторов (поколения IV) Aalo-1 с суммарной электрической мощностью 50 МВт. Реактор может работать на топливе из обогащённого урана и не требует внешних источников воды. По словам представителя Aalo Atomics, решение компании сочетает в себе преимущества потокового выпуска микрореакторов на заводе, сравнимую с малым модульным реактором (SMR) мощность, низкие капитальные затраты на строительство и экономическую эффективность уровня больших реакторов. Вместе с анонсом прототипа компания представила и новый производственный объект площадью 3716 м² в Остине (Техас).

Источник изображений: Aalo

По словам компании, Aalo Pod позволяет плавно наращивать мощность по мере надобности без существенных первоначальных затрат, а готовые блоки, собираемые на заводе, практически не требуют капитального строительства в отличие от традиционных SMR. Компания уже подписала меморандум о взаимопонимании с муниципальной энергокомпанией Idaho Falls Power, в рамках которого планируется развернуть семь реакторов Aalo-1 общей мощностью до 75 МВт. Aalo также станет одной из четырёх компаний, ответственных за обеспечение 1 ГВт атомной энергии в научно-образовательном кампусе Texas A&M RELLIS.

Начало строительства первого реактора запланировано на 2026 год — пока в мире нет коммерческих моделей SMR и их аналогов. В компании заявляют, что намерены сделать для атомной промышленности то, что Генри Форд сделал для автомобильной — процесс станет быстрым, воспроизводимым и предсказуемым без ущерба качеству и безопасности. На сегодня основанная в 2023 году Aalo привлекла более $36 млн от инвесторов.

Другие разработчики SMR также заключили ряд контрактов. В октябре Kairos заключила договор с Google о поставке 500 МВт электроэнергии с SMR с охлаждением расплавленной солью. Ожидается, что его развёртывание начнется в 2030-х годах. В январе TerraPower и Sabey Data Centers (SDC) подписали меморандум о взаимопонимании для изучения возможности развертывания реактора Terra на 345 МВт с натриевым охлаждением. В марте Westinghouse подписала меморандум о взаимопонимании с оператором ЦОД Data4 с целью изучения возможности использования 330-МВт SMR AP300.

Коммерческий разработчик атомных технологий Type One Energy и государственная компания Tennessee Valley Authority (TVA) заключили соглашение о совместной разработке планов строительства термоядерной электростанции с использованием стелларатора, сообщает Business Wire. Соглашение расширяет сферу действия проекта Infinity, инициированного Type One Energy, TVA и Национальной лабораторией Ок-Ридж (ORNL) Министерства энергетики США в начале 2024 года при поддержке властей Теннесси.

Пилотная термоядерная электростанция Infinity Two мощностью 350 МВт станет дополнительным источником энергии уже в середине 2030-х годов. Объект сможет задействовать инфраструктуру уже выведенной из эксплуатации угольной электростанции. Если изначально предполагалось лишь развёртывание прототипа стелларатора Type One Energy Infinity One на старой электростанции в Булл-Ране (Bull Run), принадлежащей TVA, то теперь в рамках Project Infinity предусмотрены более комплексные действия для коммерциализации термоядерной энергии. TVA и Type One Energy будут сотрудничать в исследованиях по монтажу термоядерной электростанции, участвовать в экологических экспертизах и лицензировании, а также в разработке планов проекта и поиске финансирования.

Источник изображения: Type One Energy

В соответствии с соглашением Type One Energy будет использовать мощности центров Power Service Shops (PSS) TVA в Маскл-Шолс (Muscle Shoals) в Алабаме для создания цепочки поставок и модульного производства компонентов своего стелларатора. TVA получит возможность в будущем использовать успешные наработки для масштабирования термоядерной энергетики. Цель — коммерциализация термоядерного синтеза после успешного развёртывания Infinity Two.

Также в рамках проекта Infinity предусмотрено развитие трудовых ресурсов, навыков и знаний для сборки, эксплуатации и обслуживания термоядерных стеллараторов. Штаты Теннесси и Алабама хорошо готовы для того, чтобы предоставить таланты и ресурсы, необходимые для успешной реализации термоядерных проектов, говорится в пресс-релизе.

Как заявляют в Type One Energy, помощь TVA позволит сосредоточиться на завершении проектирования Infinity Two и тестировании прототипа Infinity One на станции TVA в Булл-Ране. Новое соглашение дополняет недавний договор Type One Energy о лицензировании технологий и производстве с Commonwealth Fusion Systems. Project Infinity также хорошо согласуется с миссией TVA по развитию безопасных, надёжных, доступных и устойчивых источникокв энергии.

TVA весьма заинтересована в развитии энергетики, в частности, в Теннесси. Недавно она подверглась критике за выделение энергии суперкомпьютеру xAI Colossus в штате. Местные жители опасаются, что его огромное энергопотребление негативно скажется на ценах на электричество для обычных пользователей.

Компания Oklo, поддерживаемая главой OpenAI Сэмом Альтманом (Sam Altman), по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, увеличила максимальную мощность своих малых модульных реакторов (SMR) на быстрых нейтронах Aurora Powerhouse в полтора раза — с 50 до 75 МВт.

Реакторы Oklo, как ожидается, помогут удовлетворить растущий спрос операторов дата-центров на электроэнергию на фоне стремительного развития ИИ. Развёртывание таких установок позволит снизить нагрузку на традиционные энергосети. SMR рассматриваются как более дешёвая, компактная и быстро внедряемая альтернатива традиционным АЭС.

По заявлениям Oklo, компания увеличила мощность Aurora Powerhouse, чтобы удовлетворить потребности крупных клиентов. Диапазон 50–75 МВт, как утверждается, соответствует архитектуре современных ЦОД, ориентированных в том числе на задачи ИИ.

Источник изображения: Oklo

Как отмечает Oklo, повышение мощности Aurora Powerhouse не приведёт к каким-либо серьёзным техническим, проектным или нормативным сложностям. При этом будет достигаться «экономия благодаря масштабу», поскольку будущие заказчики смогут наращивать энергетические ресурсы до нужных показателей с меньшим количеством установленных реакторов.

На сегодняшний день Oklo получила заказы на поставки SMR суммарной мощностью более 14 ГВт. В частности, в конце 2024 года Oklo заключила не обязывающее соглашение о поставках 12 ГВт оператору ЦОД Switch до 2044 года. Кроме того, подписаны договор на 500 МВт с Equinix, не обязывающее письмо о намерениях, связанное с PPA для Prometheus Hyperscale на 100 МВт, а также партнёрские соглашения с двумя неназванными операторами ЦОД, предусматривающие поставки до 750 МВт.