以下文章来源于Data Center Knowledge ，作者Bill Kleyman

编者按

“AI的尽头是能源”，一句话道尽规模越来越大的数据中心与供应日趋紧张的能源之间的关系。相比其他能源，核能无论从碳足迹、经济性、稳定性等方面，都更适配数据中心用电需求，也被当作缓解紧张关系的理想选择。

通过多年技术积累及研发，体积更小、部署扩展更快、建设成本更低的小型模块化核反应堆应运而生，并在运行灵活性、调度高效性、需求匹配性等方面展现出优势，更加适配数据中心的规模体量、交付节奏和运行规律，相信“核能+数据中心”的完美融合将很快“照进”现实。

在过去的几年里，关于数据中心行业能源消耗的讨论持续增加。然而，在过去的一年里，技术发生的重大变化，加剧了围绕可再生能源和清洁能源的讨论的紧迫性。

根据市场研究公司Omdia的统计数据，在2023年第二季度，Omdia估计英伟达出货了超过900吨（180万磅）的用于人工智能（AI）和高性能计算（HPC）应用的H100计算GPU。没错，我们现在是用重量而不是销售数量来衡量GPU的出货量。在最近的一次会议上，Compass Data Centers的CEO克里斯·克罗斯比进行了一些简单的估算。如果一次性启动所有这些GPU，它将消耗超过30吉瓦的电力。

生成式人工智能消耗的能量可能相当惊人。一次谷歌搜索可以为一个100瓦的白炽灯供电大约11秒钟。与单个谷歌搜索相比，类似GPT的实例的功率可能是其600到800倍。

我们如何适应这么大的能源消耗？ 

01 转向新的动力来源：核能

正如生成式人工智能迅速占领市场一样，人们对长期存在的动力来源进行了新的讨论。具体来说，是核能。“我们想象一个没有能源限制的世界，” Last Energy的首席执行官布雷特·库格尔马斯说，该公司是一家为私营部门实体提供小型模块化反应堆（SMR）的开发商，包括数据中心在内。“我们希望人们过上高能量的生活。为了实现这一点，能源生产需要脱离环境影响，因此，清洁能源需要丰富且价格低廉。”

同时，布雷特提出了几个关键点，即核电部门需要做些什么来应对数据中心激增的能源需求。首先，它必须保持对可交付性的高度关注，以技术为出发点。现在有很多新的反应堆设计，从工程角度看都很吸引人。然而，获胜的设计将利用经过验证的技术为这个市场服务，并在商业上取得成功。Last Energy使用经过现代化扩展的经过验证的轻水反应堆设计。通过产品化设计，并将其合适地调整到商业用途，比如数据中心，他们可以更快、更经济地交付，并最大程度地减少融资和项目交付风险。Last Energy的SMR可以预先组装95%，通过卡车运输，并在现场组装。尽管每个单元是一个20兆瓦的SMR，但他们可以根据客户的需要安装多少个，而不是建造（和许可）定制的发电厂设计。这一方案正在得到认可，该公司已经签署了PWR-20电厂的几个机组的合同。

Last Energy 的 20 兆瓦 "微型 "核电站原型

根据库格尔马斯的说法，核能不仅是该行业前进的最佳途径 - 它可能是唯一的途径：“数据中心行业是现场核电的理想应用场所。在开发进度和供应链允许的情况下，一个行业的发展速度越来越快，但却越来越面临电力供应的限制。该行业致力于采购无碳电力，但需要天然气或燃煤发电厂传统提供的基本负荷功率。核能是答案，该行业迅速意识到了这一点。”

Last Energy并不是唯一一家支持我们行业使用更多核能的公司。核监管委员会已经批准了美国另一种小型模块化反应堆（SMR）设计：NuScale的先进“轻水”SMR，发电超过400兆瓦。

2023年10月，托管提供商Standard Power宣布计划使用NuScale的SMR在俄亥俄州和宾夕法尼亚州建造两座核电站，到2029年为附近的数据中心提供近2吉瓦的电力。如果我们看一下弗吉尼亚北部市场，在2023年4月，房地产和项目开发公司Green Energy Partners购买了641英亩土地，用于一个项目，该项目包括使用四至六个SMR为20至30个数据中心提供动力，生成氢燃料，并为弗吉尼亚州电网提供备用电力。此外，如果我们看一下最新的发展，我们已经看到数据中心运营商支付数百万美元来获取核能。Equinix刚刚向核反应堆公司Oklo支付了2500万美元的预付款，以采购高达500兆瓦的核能。 

02 日益增长的兴趣

数据中心领域对核系统的兴趣日益增长。根据AFCOM数据中心现状报告，今年与去年之间，表示将更多地利用或至少考虑核能的受访者比例增加了一倍多，达到了近四分之一（21%，而去年为10%）。

今年，在AFCOM数据中心世界活动上，现任白宫科学和技术政策办公室（OSTP）核技术和战略助理主任的Rian Bahran博士探讨了清洁能源使用的动态变化以及重塑我们世界的政策。

在他的主题演讲中，巴赫兰博士深入探讨了核技术在加强能源网络方面的关键作用，为间歇性的可再生能源如太阳能和风能提供稳定和高效的电力来源。他的一个重点是讨论核能与数字基础设施的交汇点。

“就在去年十月，政府发布了一项里程碑式的行政命令，以确保美国在抓住人工智能的机遇和管理风险方面处于领先地位，包括在创新和竞争方面走在前列，” Bahran博士说。

“事实上，与人工智能相关的就业市场正在迅速增长，目前占美国新增工作岗位的2%。所有这些技术进步都给我们的电力生成基础设施增加了额外的负荷，并有可能极大地影响能源和电力行业。

巴赫兰博士补充说：“我们的最佳估计表明，数据中心目前消耗美国年度电力消耗量的约1-2%，而广义的IT行业占美国总消耗量的约5%。在亚特兰大、弗吉尼亚北部、凤凰城以及德克萨斯和加利福尼亚州的部分地区，数据中心占区域负荷的比例要高得多，给为它们供电的电网和公用事业公司带来了巨大压力。许多国家估计，到2030年，数据中心的负荷可能会翻一番。”

关于生成式人工智能和围绕数据的新应用，巴赫兰博士深入探讨了核能以及其对数字基础设施的影响。“人工智能约占数据中心负荷的40%，是未来增长的主要驱动因素。尽管这些预测存在明显的不确定性，例如人工智能采用的速度、人工智能业务模式的形式以及未来效率的潜力，但我们知道，将数据中心与能够在未来数十年中带来高质量、高收入的工作岗位的核反应堆配对是一个好主意。”

“这是一个‘先有鸡还是先有蛋’的情况，” 安德鲁·博奇曼说，他是全球能源中心的非常驻高级研究员，也是爱达荷国家实验室（INL）的高级电网战略家和基础设施防御者。“我们现在是在2024年中期，进入了一种被一些人称为‘电气化考验’的情况。它由一个老旧的电网组成，即将被要求支持大量新的工作负载，以帮助减少碳排放并支撑经济。”

然而博奇曼指出，这种电气化现代化并不容易。“而且更困难的是，我们必须在不向大气层添加更多二氧化碳或甲烷的情况下完成这一切，”他说。

“答案可能在我们在上世纪中叶利用的物理学领域。尽管核能面临着公众认知和成本方面的诸多挑战，但当气候问题超越核能问题时，每个人都会想要一个SMR或微型反应堆。”

为了更好地说明这一点，博奇曼举了几个例子，说明这些核资源将如何影响当前的人工智能电力约束。“如果它们获得了核监管委员会的批准，并且有能力在今天进行规模化建设，特别是为了支持GenAI的发展，您会看到它们热销。但这存在一定的滞后期。不过，我所在的爱达荷国家实验室、工业界和其他地方的人员正在日夜不停地努力，以希望快速且安全地将新设计变为现实。” 

写在最后

新兴的计划和政府倡议支持SMR和先进核系统。这些计划处于核技术的最前沿，提供了更安全、更灵活、更具成本效益的解决方案，与我们现代能源需求保持一致。

我还想再简要谈一下安全性。Last Energy的布雷特表示：“基于水的反应堆，即使是旧型号，也不具备人们认为的固有风险概况。”此外，现代设计使核技术比以往任何时候都更安全。

为了向人工智能提供动力，我们需要变得有创造力。与一两年前相比，我们要求数据中心领导者以数倍的能耗来部署物理基础设施。一个简单的现实是，我们必须寻找新的、稳定的、清洁的能源来源，以补充间歇性可再生能源的不足。我认为，人工智能的兴起也将促使新型的创新动力解决方案迅速崛起，以支持现代数字基础设施。