人工智慧正在推動「核復興」。比爾蓋茲和傑夫貝佐斯也參與其中。
為了滿足人工智慧的需求，大數據中心的急劇成長帶來了一個意想不到的受益者：核電。 （©喬恩·克勞斯）
- 基特·諾頓
- 美國東部時間 2024年7月12日下午3:07
一年前，隨著人工智慧熱潮的興起，由 OpenAI 負責人 Sam Altman 支持的核電新創公司Oklo ( OKLO ) 正在討論向客戶提供兆瓦級能源的交易。如今，其客戶的需求已是這個水準的 1,000 倍。
小型快裂變核電廠開發商執行長雅各‧德維特 (Jacob DeWitte) 感覺到業務即將成長。但「事情發生的速度和開始的時間都比我們預期的要快，」德維特在接受採訪時說。
導火線：ChatGPT 讓全世界看到了產生人工智慧的奇蹟，從而引發了人工智慧狂潮。各類機構紛紛加強人工智慧應用研發力道。這推動了對可以運行資源密集型程式的資料中心的需求。所有這些資料中心都會消耗大量的電力。突然間，長期被詬病的核電技術開始變得有吸引力。尤其是對最需要更多電力的科技公司和高階主管而言。
核電將滿足多少能源需求尚不清楚。一些分析師對容量是否能夠足夠滿足資料中心的大部分需求表示懷疑。但亞馬遜( AMZN )、 微軟( MSFT ) 和谷歌母公司 Alphabet ( GOOGL ) 都對核電供應進行了押注。比爾·蓋茲已成為該技術的主要投資者。傑夫·貝佐斯正在支持加拿大的核能新創公司。
核能股票期權
從股市角度來看，奧克洛核電尚未建成一座可投入運作的商業反應堆，其股價表現並不理想。其股價低於 2021 年 IPO 價格 10 美元。但精選公用事業股和供應商公司股價已大幅上漲。Constellation Energy ( CEG )的股價預計在 2024 年將上漲 88%。 Vistra ( VST ) 今年飆升 139%。公共服務企業( PEG ) 在周二突破後上漲了 26%。為核電廠提供產品和服務的柯蒂斯-萊特公司( CW )股價上漲了 27%。
FuelCell Energy 首席商務官 Mark Feasel 向 IBD 表示：「我們現在開始看到的這種增長在我的職業生涯中是前所未有的，我從事能源和公用事業領域已有三十年了。」FuelCell Energy ( FCEL ) 是現場氫能發電機的領先供應商，致力於幫助減少企業碳足跡。
費塞爾補充道：“這不僅是史無前例的，而且真的是出乎意料的。” “就在幾年前，人們還熱議公用事業的末日循環。”
人工智慧和資料中心的電力需求
國際能源總署表示，全球有超過 7,000 個資料中心正在運作或開發中。這一數字比 2015 年的 3,600 有所增加。
在美國，麥肯錫公司預測到本世紀末資料中心的能源需求將每年增長約 10%。根據國際能源總署的數據，2022 年，2,700 個資料中心消耗了美國總電力的 4% 左右。該機構預計，到 2026 年，它們將佔電力消耗的 6%。
高盛 4 月預測，到 2030 年，美國資料中心將使用總電力的 8%。這意味著每年的需求成長約 2%。分析師預計，未來 20 年需求將成長 40%，而過去 20 年的增幅僅為 9%。
比爾蓋茲、傑夫貝佐斯和山姆奧特曼涉足核能領域
在六月舉行的美國核子學會年度會議上，微軟的一位高層表示，四年前該公司的電力負載成長（即預期的電力需求成長）是可以控制的。但大約18個月前，隨著AI衝鋒開始，微軟的負載成長曲線飆升。他說：“它從指數級增長變成了波浪狀，然後向後彎曲。”
微軟能源與永續發展總經理阿德里安·安德森表示：“隨著負載增長，我們需要繼續開發清潔、穩定的資源，而核能符合這一要求。”
亞馬遜和 Alphabet 也將低排放核能列為其人工智慧和資料中心的首選能源之一。
在 ChatGPT 出現之前，科技界人士就傾向於核能。 2021年末，亞馬遜創辦人貝佐斯與其他投資者為位於加拿大不列顛哥倫比亞省的核能公司通用聚變公司籌集了超過1.3億美元的風險投資。第二年，Google為核融合新創公司 TAE Technologies 啟動了 2.5 億美元的融資。
隨後，2023 年 6 月，微軟與美國領先的核電供應商 Constellation Energy 簽署協議，為其維吉尼亞資料中心增加核能發電的「無碳電力」。
亞馬遜於 3 月進軍核能領域，斥資 6.5 億美元收購了賓州Talen Energy ( TLNE ) 的核能資料中心園區。亞馬遜安排亞馬遜網路服務 (AWS) 設施最終從塔倫的薩斯奎哈納核電廠獲取高達 960 兆瓦的電力。這足以為數十萬戶家庭供電。
兩家公用事業公司——美國電力公司( AEP ) 和Exelon 公司( EXC )——對亞馬遜的計畫提出了質疑。他們聲稱每年約有 1.4 億美元的成本可能會轉嫁給納稅人。他們呼籲聯邦能源管理委員會審查這筆交易。
據報道，亞馬遜計劃在未來十年向人工智慧和資料中心投資超過 1,000 億美元。
奧克洛押注未來
與此同時，其他人也在採取行動。 6月初，比爾蓋茲和他的能源公司TerraPower在懷俄明州凱默勒破土動工建造新的Natrium核電廠。
該公司於三月向核管管理委員會申請了建設許可證。該項目是一個使用鈉而不是水進行冷卻的先進核反應器。如果獲得核子管理委員會批准，該核電廠將作為一座商業核電廠運作。此時，尚未向資料中心報告任何連結。
總部位於加州聖克拉拉的 Oklo 公司今年 5 月同意在未來 20 年內向 Wyoming Hyperscale 正在開發的資料中心提供 100 兆瓦的清潔能源。
該新創公司也致力於研究先進的燃料回收技術。它與美國能源部和美國國家實驗室合作。 OpenAI 執行長奧特曼自 2015 年起擔任 Oklo 董事長。
核能發展就像是一場進步一步、退兩步的舞蹈。 2022年，美國核能管理委員會拒絕了奧克洛公司在愛達荷州建造奧羅拉發電站的申請。該委員會稱缺乏安全資訊。去年十月，美國空軍撤銷了授予奧克洛微反應器試點計畫合約的意向，該計畫將為阿拉斯加的一個基地提供電力。
奧克洛相信聯邦監管機構會批准該項目，並表示仍有望在 2027 年首次部署能源。該公司表示，還有更多交易正在籌備中，並且「客戶興趣濃厚」。
小型模組化核電廠：尚未建成
觀察家指出，核電對於頂級超大規模企業（最大的雲端、資料中心和人工智慧供應商）來說是有意義的。小型模組化反應器（SMR）可以安裝在資料中心現場。它們無需外部連接即可提供穩定、不間斷的電力。這可能會透過消除或減少輸電和配電費用來降低資料中心的電力成本。這些費用可能高達普通電費的一半。
美國電力研究機構電氣化和永續能源策略副總裁 David Porter 告訴 IBD，超大規模企業和其他資料中心開發人員對小型模組化核反應器「非常感興趣」。
然而，儘管波特看到了“巨大的潛力”，但他表示，這些新反應器至少要到 2030 年才能在為資料中心提供能源方面發揮作用。這是因為該技術的發展進展緩慢。
另一個警告來自伍德麥肯茲。報告預計，到2050年，美國核能發電能力將成長不到12千兆瓦（目前約98千兆瓦），其中大部分將是小型模組化反應器。
伍德麥肯茲分析師本·赫茲-沙格爾表示：“簡而言之，核能對於滿足我們未來十年將面臨的巨大需求來說太少、太晚了。”
核能：投資 1.5 兆美元？
另一方面，摩根士丹利分析師認為「核復興」正在進行中。他們最近寫道，核電雖然仍是一個有爭議的話題，但正在捲土重來。該公司預計到 2050 年新產能投資將達到 1.5 兆美元。
摩根士丹利對全球核「價值鏈」中的八隻股票給予增持評級。其中包括 Constellation Energy、Vistra、Public Service Enterprise 和 Curtiss-Wright。此外，還有中國廣核電力H股；中廣核礦業（香港）；澳洲 Paladin Energy；以及日本關西電力。
對核電的興趣對於數十年來能源生產一直持平的美國工業來說是一個福音。由於太陽能、風能和天然氣成為能源討論的焦點，兩位數的電廠即將關閉。
該行業也背負著沉重的負擔。三哩島、切爾諾貝利和福島事故仍然縈繞在公用事業公司及其保險公司的心頭。此外，對儲存和處置放射性乏燃料棒的長期安全和環境擔憂也對新核能的發展造成了阻礙。
聯邦法規要求所有核設施在現場儲存廢棄放射性燃料棒。這通常在室內鋼襯混凝土池中進行。對於將廢燃料棒存放在乾式罐中的情況，核管理委員會要求進行持續監控，並且每 20 年重新頒發許可證。
核能抵制遭遇人工智慧狂熱
不過，人工智慧的熱潮似乎正在消除部分阻力。美國核學會執行長克雷格·皮爾西在接受採訪時表示，核工業直到六到九個月前才意識到人工智慧和資料中心的潛在能源需求。
皮爾西說：“這給核工業的發展帶來了很大的推動力。”
Enverus 分析師 Carson Kearl 告訴 IBD，核能復興的部分原因是看好技術的人「傾向於對核能持樂觀態度」。
他說：“大型科技公司對技術非常樂觀，有財力，也願意投資核能。”
基爾指出，核電廠對於公用事業來說成本是巨大的。但對於像谷歌這樣的公司來說，“與他們的數據中心開支相比，這只是九牛一毛。”
他說：“對核子技術的投資規模比以往任何時候都大。”
核電燃料
然而，燃料是新工廠需要解決的問題。 FactSet 的數據顯示，預計 2024 年鈾現貨價格將上漲 45%，至每磅 84.56 美元。分析師普遍認為，2025 年鈾的平均價格為每磅 88.75 美元，到 2028 年將降至每磅 71 美元。 2019 年鈾的平均價格僅為每磅 25.87 美元。
皮爾西表示，國會實際上已經禁止了俄羅斯的鈾進口。這意味著美國需要「在國內提高鈾濃縮能力」。
皮爾西表示，俄羅斯歷來為美國提供約 20% 的濃縮鈾供應。
他說：“我們正處於一個過渡時期，不再忽視核燃料供應的國家安全問題，而只關注自由市場或全球市場。”
皮爾西補充道：“如果鈾供應沒有增長，新核電就不可能增長。”
德維特告訴 IBD，燃料是奧克洛經濟成長的主要限制因素之一。
Oklo 執行長德維特表示：“目前，用於反應爐的濃縮鈾對所有人來說都供不應求，不僅僅是先進反應堆，對所有人來說都是如此，尤其是在俄羅斯實施禁令的情況下。”
AWS 和 Constellation 在討論中？
同時，根據《華爾街日報》報道，AWS 即將與 Constellation Energy 達成協議，直接從東海岸的一座核電廠供應電力。在接受 IBD 採訪時，Constellation Energy 財務長 Daniel Eggers 不願對這筆潛在交易發表評論。
艾格斯表示：“我們正在與科技行業的大公司進行有意義的對話，他們都希望推動人工智慧及其相關的數據中心需求的發展。”
他說：“我們清楚地認識到，加快上市速度是一個真正的考慮因素，以保持美國的技術優勢。”
據報道，Vistra 也正在就核電廠和天然氣發電廠的交易進行洽談。但伍德麥肯茲的赫茲-沙格爾警告稱，公告可能不等於建設項目。
他說：“我們總是提醒人們，美國正處於供應受限的環境中，因此能夠容納這種增長的電網容量和發電容量將受到限制。”
星座能源預測
為了實事求是，財務長艾格斯 (Eggers) 告訴 IBD，由於人工智慧和資料中心的影響，分析師可能會過度預測 Constellation Energy 的需求成長。
他說：“當我們看到外界關於這件事有多大或發展有多快的討論時，我認為我們必須對這一切發生的速度進行一些衡量。”
他懷疑存在相當多的重複計算，“甚至比你在那些數字中看到的重複計算還要多。”
艾格斯指出，聯合能源擁有過剩的儲備和空間來吸收更多的需求成長。埃格斯表示，該公司計劃增加約 1,000 兆瓦的發電容量。
人工智慧與…碳排放目標
清潔空氣目標符合核能趨勢。紐柯鋼鐵公司( NUE )、微軟和谷歌於 3 月宣布了先進清潔電力資訊請求，即 RFI。該計劃旨在開發可靠、低碳或零碳發電技術，包括先進的核能。
合作夥伴都希望在 2050 年實現零碳排放。但谷歌的目標是到 2030 年實現公司營運淨零排放，但卻遇到了障礙。這家科技巨頭本月在 2024 年環境報告中稱，其溫室氣體排放量去年增加了 13%。排放量達 1,430 萬公噸，較 2019 年成長 48%。該公司將此歸咎於其資料中心所使用的能源。
谷歌在報告中表示：“由於人工智慧運算強度的提高導致能源需求增加，減少排放可能具有挑戰性。”
微軟的目標是到 2030 年實現「碳負排放、水正排放和零浪費」。該公司還計劃在 2030 年將其 100% 的發電量與零排放能源相匹配。但今年 5 月，微軟表示，碳排放量較 2020 年的水準增加了 30%，這也是由於其人工智慧的加速發展。
鋼鐵生產商紐柯鋼鐵也計劃在 2050 年實現零碳排放。與其大型科技合作夥伴一樣，紐柯鋼鐵也在尋求核能。該公司對NuScale Power（SMR ）進行了 1500 萬美元的策略性投資，該公司設計小型模組化反應器。
AI資料中心的能源遠不止核能
核能只是希望利用人工智慧熱潮的技術之一。資料中心的需求使得天然氣生產商、氫能生產商和太陽能生產商都在爭奪交易。
Enverus 估計，未來十年天然氣的發電量可能會增加 40 千兆瓦。 Enverus 分析師 Kearl 指出，太陽能的發展速度要快得多。預計未來十年每年將增加30至40千兆瓦的容量。
然而分析師表示，如果美國急需更多電力，那麼燃氣發電可能是最佳選擇。
基爾說：“核電廠或燃煤電廠的縮減和擴大規模要困難得多。”
核能是討論的一部分
能源供應商也在尋求為資料中心提供「橋接電力解決方案」。這往往是天然氣和燃料電池開發商向無法在可接受的時間內連接到電網的資料中心提供的一種選擇。資料中心將在兩到三年內獲得現場或附近的發電設施。這使得他們能夠快速運作，而不必等待電網。
FuelCell Energy 的 Feasel 表示，資料中心是該公司「過去一年來最大的入站機會成長」。他預計這一趨勢將會持續下去。他說，有些公司願意為環保能源支付額外費用。
波特說：“當你想到超大規模企業時，你會發現他們有非常具體的可持續發展目標和指標，並且他們有自己的零碳目標。所以這對他們來說是一個非常重要的一部分。”
不過，波特補充說，他認為所有能源都在滿足電網需求方面發揮重要作用。
他說：「可選性是電網前進的最佳方式，它是所有這些因素的結合。」 「但真正需要成長的是穩定、可調度的清潔能源，」他補充道。 “你知道，核能就屬於這一類。”
美國電力生產趨勢
自21世紀初以來，美國電力產量已基本持平。 2023年，約60%的電力來自化石燃料－43%來自天然氣，16%來自煤炭。再生能源佔21%。根據美國能源資訊署的數據，核能發電總量略低於 19%。
這與 1994 年相比有了顯著變化，當時天然氣占美國電力總量的 13%，煤炭佔 52%，核電廠佔 20%。
近年來，風能和太陽能等零碳能源發電量不斷增加。 2022年，美國再生能源消耗量將自1984年以來首次超過核能消耗量。美國核能發電始於1950年代末，自21世紀初以來一直保持相當穩定。
但據各方面消息稱，這條平線即將改變。
電網能承受負載嗎？
美國電力使用量的增加已經推遲了煤炭和天然氣工廠的關閉。伍德麥肯茲公司的赫茲-沙格爾表示，這給聯邦政府的減碳努力帶來了壓力。
在東北各州，區域輸電組織 PJM 預計資料中心將日益推動電力需求。 PJM 預測夏季高峰負荷將從 2024 年的 151 吉瓦上升到 2034 年的 178 吉瓦。
「電網還沒做好準備，」赫茲-沙格爾說。
他說，美國需要更多的輸電基礎設施，這通常需要大約十年才能完成。
他說：“我們正處於一種非常諷刺的狀態：需求太多，供應太多，而電網卻無法滿足我們過多的需求。”
Enverus 分析師 Kearl 告訴 IBD，隨著人工智慧的應用不斷擴大，美國電網可能已準備好開始做出改變，以支援需求的成長。但這一時間表將因「當前基礎設施建設挑戰」而受到阻礙。
他說：“預計消費者的能源可靠性會降低，成本會上升，而能源生產商可能會通過減少能源產量但獲得生存費用來在供應方面賺取更多利潤。”
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