小型模塊化核反應(yīng)堆是AI的“能源救星”嗎

　　人工智能（AI）的蓬勃發(fā)展離不開能源的支持。對此，一些科技公司試圖讓傳統(tǒng)的大型核電站重?zé)ㄉ鷻C(jī)，以滿足AI產(chǎn)業(yè)對能源的需求。還有一些公司另辟蹊徑，如谷歌、亞馬遜先后宣布將推動建設(shè)小型模塊化核反應(yīng)堆（SMR）。

　　英國《自然》雜志網(wǎng)站在近日的報道中指出，相較于傳統(tǒng)核電站，SMR的體型更小、成本更低、安全性更高，且部署速度更快。但其安全性和建設(shè)成本是否真正優(yōu)于傳統(tǒng)核電站，也受到不少專家的質(zhì)疑。

亞馬遜數(shù)據(jù)中心。 圖片來源：英國《自然》雜志網(wǎng)站

　　比較優(yōu)勢顯著

　　數(shù)據(jù)顯示，在AI領(lǐng)域，僅僅一個ChatGPT查詢所消耗的能源，就幾乎是谷歌搜索的10倍。而那些更復(fù)雜的生成式AI應(yīng)用耗費的能源更多。

　　AI科技公司已在風(fēng)能和太陽能領(lǐng)域投入了大量資金。然而，這些能源目前難以保證穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

　　谷歌公司能源和氣候高級總監(jiān)邁克爾·特雷爾坦言，核能提供了一種清潔且全天候的電力解決方案，能夠幫助AI公司以無碳的形式，穩(wěn)定可靠地滿足其電力需求。

　　美國核能辦公室網(wǎng)站發(fā)表的一篇文章中指出，核能的容量系數(shù)高達(dá)92.5%，這意味著其能在92%以上的時間內(nèi)，以最大功率運行。

　　目前，大多數(shù)核電站設(shè)施規(guī)模龐大，可提供1000兆瓦或更多的電力。但它們的規(guī)劃和建設(shè)往往需要數(shù)年時間，且投資金額大，風(fēng)險不容小覷。

　　與大型傳統(tǒng)核電站不同，SMR的尺寸更小，不僅能在一定程度上降低反應(yīng)堆建設(shè)成本，還能大大縮短建造時間，并能部署在更多地方。

　　美國“數(shù)字現(xiàn)實”公司首席技術(shù)官克里斯·夏普表示，數(shù)據(jù)中心耗電量巨大，而SMR能夠直接建設(shè)在數(shù)據(jù)項目內(nèi)，或有望為其穩(wěn)定供能。

　　10月14日，谷歌與核能初創(chuàng)公司Kairos電力公司簽署了一項協(xié)議，后者將建造七個SMR，為谷歌數(shù)據(jù)中心提供約500兆瓦的無碳電力。

　　10月16日，亞馬遜公司宣布了其在SMR領(lǐng)域的布局。該公司與美國華盛頓州西北能源公共事業(yè)聯(lián)盟簽署了協(xié)議，擬為四座SMR的開發(fā)、許可和建設(shè)提供資金。預(yù)計該項目第一期裝機(jī)容量為320兆瓦，第二期可能擴(kuò)建到960兆瓦。亞馬遜還計劃與弗吉尼亞州道明尼能源公司攜手開發(fā)一座SMR，為其云計算平臺供能。

　　另外，比爾·蓋茨也向Terra電力公司投資逾10億美元，而該公司正與沃倫·巴菲特旗下的太平洋電力公司合作開發(fā)SMR。OpenAI 創(chuàng)始人薩姆·阿爾特曼也投資了一家核能初創(chuàng)公司Oklo。

　　安全性等仍存爭議

　　有觀點認(rèn)為，與傳統(tǒng)核電站相比，SMR的安全性更勝一籌。美國憂思科學(xué)家聯(lián)盟核電安全主任埃德溫·萊曼表示，從理論上來說，更小的核反應(yīng)堆可能擁有更高的被動安全性。X-energy公司也聲稱，其核反應(yīng)堆設(shè)計無需加壓，即使沒有泵的助力，冷卻液也能自如循環(huán)。

　　但也有不少專家對SMR的安全性提出了質(zhì)疑。就冷卻技術(shù)而言，Kairos公司的“氟化物鹽冷高溫反應(yīng)器”反應(yīng)堆使用氟化鋰和氟化鈹熔鹽冷卻；X-energy公司的Xe-100使用氦氣冷卻。盡管兩種技術(shù)都被認(rèn)為相對成熟，但迄今并未得到商業(yè)性驗證。

　　大多數(shù)現(xiàn)有核反應(yīng)堆使用的是鈾-235豐度約為5%的低濃縮鈾，X-energy和Kairos公司的設(shè)計則依賴于高純度低濃縮鈾（HALEU），鈾-235的豐度高達(dá)10%—20%。

　　萊曼與氫彈設(shè)計專家理查德·加溫等人在《科學(xué)》雜志撰文警告稱，盡管HALEU被劃為低濃縮鈾燃料，但他們研究發(fā)現(xiàn)，僅需幾百公斤HALEU就可能造出一枚炸彈，且無需進(jìn)一步濃縮。

　　加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)公共政策與全球事務(wù)學(xué)院院長、美國核管理委員會前主席阿里森·麥克法蘭及其合作者在2022年的研究中也指出，較小的反應(yīng)堆也可能產(chǎn)生更多核廢料，并降低燃料的使用效率，而且這個問題可能普遍存在于大多數(shù)SMR中。

　　去年底，SMR開發(fā)商NuScale Power就因“明顯的成本超支和建設(shè)進(jìn)度延遲”，取消了位于美國的SMR項目。

　　與大型核電站相比，SMR是否更具成本優(yōu)勢，目前仍存在爭議。 （記者 劉 霞）