在 AI 技术迅速发展的背景下，数据中心的能源需求已经成为全球关注的焦点。如何在满足这些需求的同时实现可持续发展，已成为科技行业面临的重大挑战。
为了应对这一挑战，谷歌近日宣布与核能初创公司凯洛斯能源（Kairos Power）签署了一项新协议，计划建造 7 座小型模块化反应堆（SMR，Small Modular Reactors），为其数据中心提供电力支持。
此前，微软也在核能领域有所布局，因而谷歌的最新举动进一步突显了科技行业对清洁能源的迫切需求，也为核能在数字时代的应用开辟了新的可能性。
凯罗斯电力 路透社
根据协议，凯洛斯能源将为谷歌提供约 500 兆瓦的无碳电力。这些新型核电站预计将于 2030 年左右投入运营，为谷歌在美国的数据中心提供清洁能源。
谷歌能源和气候高级总监迈克尔·特雷尔（Michael Terrell）对媒体表示：“我们认为，核能在支持清洁增长和推动 AI 发展方面发挥着至关重要的作用。
值得一提的是，谷歌与凯洛斯公司合作采用了第四代核反应堆技术。来自科技巨头的资金，也让美国四代堆迎来了新的发展机遇。
根据协议，首个小型模块化反应堆将在2030年之前投入使用，并在2035年之前进行更多部署。两家公司没有透露协议的财务细节以及建厂地点，同样目前还不清楚这些反应堆是会直接连接到谷歌的站点上、还是会并入电网。
通过这笔交易，谷歌加入了微软和亚马逊的行列，这些大型科技公司都在寻求利用核能来填满自家对电力的高需求。
今年9月，微软宣布与Constellation Energy公司达成协议，重启2019年关闭的三哩岛（Three Mile Island）反应堆，并从中购买未来20年的电能；今年早些时候，亚马逊也表示将建立一个超大规模的数据中心，并将其直接连接到宾夕法尼亚州的另一家核电站。
不过，三哩岛核反应堆曾经爆发过美国历史上最严重的商业核电站事故,该事故被国际核事件分级表列为五级核能事故。
凯洛斯是新型核能初创企业之一，他们正在建造所谓的小型模块化反应堆，试图降低成本，加快核电站的建设速度。
根据国际原子能机构（IAEA）的数据，截至2022年12月31日，全球在运核电机组共计411台，装机容量371.0吉瓦（GW），即371,000兆瓦。这意味着一个500兆瓦的核反应堆在全球核电装机容量中占比相对较小。目前大型商业核反应堆的发电能力远超过500兆瓦，能够提供1000兆瓦或更多的电力，但需要数年的规划和近十年的建设。
而小型模块化反应堆由于其简化的设计和强大的固有安全性，为加速核部署提供了一条新途径。更小的尺寸和模块化设计还可以缩短施工时间，允许在更多地方部署，并使最终项目交付更具可预测性。
据美国能源部（DOE）的数据，核电在所有发电来源中具有最大的经济影响，并创造了高薪的长期就业机会。该机构估计，2050年，美国的先进核电装机容量达到200吉瓦时，并将需要额外的37.5万名工人。
凯洛斯公司还试图进一步推进SMRs这项技术，不是用水，而是用氟化锂和氟化铍的熔盐来冷却反应堆。美国核管理委员会（Nuclear Regulatory Commission）已经批准了这家初创公司建造一座35兆瓦示范反应堆的计划。
凯洛斯的最大挑战可能根本不是技术上，而是民众接受程度。根据皮尤研究中心的调研数据显示，56%美国人支持核能，44%仍然反对。最重要的是，一旦将小型反应堆的建址地点（更靠近市中心）考虑在内，反对的人数可能还会继续上升。
2024年7月，凯洛斯电力公司在美国橡树岭动工建造该国首个第4代核反应堆——赫尔墨斯低功率示范反应堆。这个四代堆属于熔盐堆型，使用熔融氟化盐充当冷却剂，铀当燃料。该反应堆预计2027年建成。不过，这只是一个试验堆，并不进行实际发电，仅用作技术研究和测试，为将来建设大型商业堆提供运行数据支持。
与此同时，该电力公司还在橡树岭同步建设第2座非核版本的赫尔墨斯低功率示范反应堆。建造这座反应堆的目的是方便工程师在安全的环境下进行研究。
2023年12月，美国核安全管理局便批准了该项目，美国能源部还为该项目提供了数亿美元的资金资助。这一项目是美国第一个被批准建造的非水冷核裂变反应堆，也是美国核安全管理局首次批准颁发运营许可证的第四代反应堆。
除了熔盐堆，由比尔·盖茨投资的泰拉能源公司于2024年6月在美国怀俄明州的凯默勒市正式开建“345兆瓦钠冷反应堆示范项目”的非核部分。这种钠冷快堆也是非水反应堆，不过它使用的是液态钠作为冷却剂。该反应堆预计2030年投入运营，有望成为美国首个投入商业运营的第4代反应堆。
虽然动工时间比赫尔墨斯低功率示范反应堆更早，但这个项目目前仍在接受美国核安全管理局的安全审查，估计审核时间可能需要数年时间。安全审核通过后，才能建造含核部分，投入运营。美国能源部很看好该项目，为其提供了大约20亿美元的资金资助。
SMR 是核能行业的一个新兴概念，旨在通过使用大规模生产技术来降低成本并加快核电站的建设速度。相较于大型核电站，SMR 的特点是：规模小、建设速度快、成本低。这种模块化设计允许反应堆部件在工厂预制，然后运输到现场组装，大大缩短了建设周期。此外，SMR 具有灵活性的优势，可以更好地适应不同的能源需求和地理位置。
目前，全球仅有三座 SMR 在运行，且都不在美国。然而，这项技术正受到越来越多的关注和支持。美国政府和私营部门都在积极推动 SMR 的发展，将其视为实现能源转型和减少碳排放的重要手段。
谷歌与凯洛斯能源的合作无疑将为 SMR 技术的商业化提供强有力的支持，同时也是科技公司转向核能的又一例证。
数据中心需要 24 小时不间断的可靠电力供应，而目前核能是唯一可以提供零排放基础负荷电力的来源。
三哩岛、福岛和切尔诺贝利等核事故的阴影仍然存在，影响着人们对核能的看法。因此，核能行业需要不断提高安全标准，加强公众沟通和教育，以增强社会对核能的接受度。
相比之下，核能项目往往面临高昂的初始投资和长期的建设周期。因此，核能行业需要在技术创新和成本控制方面做出更多努力，以保持其竞争力。此外，科技巨头在这方面的投资也是必要的一环。
