核能成为数据中心可靠能源新选择

Nicolas Stauff

数据中心为我们的数字生活提供动力——同时支撑着我们经济的许多方面以及人工智能的快速扩张。电力需求正在迅速增长，预计到2030年，美国国内数据中心的用电负荷将从占美国电力消费的4%增加到9%。这种激增已经在全国范围内重塑了公用事业规划、电网并网排队和可靠电力市场。

核能与数据中心的需求非常匹配，因为它能提供可靠的、7×24小时不间断的电力，且长期成本稳定。现代的超大规模数据中心园区可能需要数百兆瓦的电力来运行IT设备和冷却系统，而许多应用要求最大的运行时间。同时，领先的超大规模运营商都有积极的脱碳承诺，限制了对化石燃料发电的依赖。数据中心还需要光纤连接、熟练的劳动力和地方的接纳——然而，当它们与重大的能源项目结合时，尤其能带来可观的税收基础和就业影响。

正如我和我美国国家实验室的同事们在2025年8月发布的美国能源部技术报告“核电数据中心情景的初步分析”（ANL/NSE-25/47; doi.org/10.2172/3001074）中所报告的，核电站可以满足这些要求，同时减少受燃料价格波动和输电约束的影响。

数据中心可以通过电网和购电协议采购核能，也可以通过直接供电在电表后接入，同时保持并网连接以用于备用和输出，或者采用孤岛配置。每种方案对可靠性设计、计量、市场规则和时间线都有不同的影响。除了电力之外，更紧密的集成正在被探索，例如共享冷却基础设施，或利用核热驱动吸收式制冷机来产生数据中心冷却所需的冷冻水。

在所有美国州份，数据中心及其配套核电站的绿地开发是可能的，但在现有核电站厂址或最近退役的燃煤电站厂址上进行棕地部署，可能提供土地、电网基础设施和取水方面的优势。此类项目也正在美国联邦土地上部署，美国能源部最近宣布了四个厂址，目前处于项目筛选的不同阶段。

近期的核能选择可以通过功率提升、与现有机组续约和签订合同，以及在可行的条件下重启最近关闭的机组，为数据中心提供有意义的容量。展望未来，新建大型反应堆、小堆和微堆——得到不断扩大的燃料和供应链的支持——可以在本世纪30年代提供额外的容量。

这种动态创造了一种双向合作伙伴关系：持续的数据中心需求、长期合同和直接投资正在改善融资条件并加速核能部署，包括先进裂变或聚变核反应堆的部署。

Nicolas Stauff ([email protected]) 是Argonne美国国家实验室的核能应用与经济组经理。