小堆将彻底改变数据中心能源供应

首个完全依靠自产核能运行的数据中心将打破一个长期存在的假设：计算基础设施必须等待电网供电。一个大型数据中心将全天候运行，而其服务器机架距离受控裂变反应仅1000英尺。当这一切发生时，每一个仍在等待电网接入的数据中心运营商都会意识到他们的选址策略已经过时。

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小型模块化反应堆（SMRs）使传统核能现代化，将就地发电并消除对电网的依赖。数据中心运营商和公用事业联盟已承诺在北美的小堆项目上投入数十亿美元。Oklo公司在Idaho美国国家实验室的Aurora微堆和TerraPower公司在Wyoming州的Natrium核电站已经破土动工。

这仅仅是个开始。必须是如此。

人工智能工作负载正在打破电网

2023年，美国数据中心用电量达到176太瓦时（TWh）。到2028年，这一数字可能超过580太瓦时，占全国需求的12%。

人工智能（AI）工作负载正在推动这一趋势，并颠覆传统的选址模式。现在电力决定位置。如果公用事业公司不能保证供电，项目就无法进行。

在全国范围内，运营商面临大约五年的并网等待时间。在Northern Virginia州的“数据中心走廊”，PJM Interconnection已暂停新项目审查直到明年，同时处理积压的申请。在Georgia州，Atlanta已成为数据中心净吸收量的全国领导者，Georgia Power计划升级其发电和输电系统，以支持其所谓的“非凡增长”。

美国大部分电网建于1960年代至1990年代，用于处理分布式负荷增长，而不是需要数百兆瓦的设施。如今，即使技术上存在容量，许可周期也可能如此漫长，以至于超大规模运营商可能会选择另一个地点，并在输电升级完成前建造三个800兆瓦的园区。

每个变通方案都有权衡。太阳能和风电项目，像化石燃料一样，需要进入并网队列，并带来间歇性和选址挑战。天然气是最佳备选方案，但管道容量和碳政策限制了其长期可行性。一些核电站正在重启，但其全部电力输出已被预售。

大多数替代能源无法满足数据中心的需求。核能可以——而且它可以就地、分阶段实施，无需等待电网。

小堆将电力输送到需要的地方

与传统的电网基础设施不同，小堆可以根据供电设施的规模进行定制和部署。

它们将产生50-300兆瓦的电力，可为多个数据中心供电，并且随着需求增长可以采购额外的机组。相比之下，传统的1.2吉瓦轻水核电站需要10到12年的许可和建设时间，外加约100亿美元的资本投入。

小堆还有助于解决土地限制问题。一些设计仅需几十英亩土地——远少于配备电池储能的公用事业规模太阳能项目。近距离部署大大减少了并网延迟和输电损耗。

模块化组装也缩短了时间表。由于小堆可以在工厂制造并在现场组装，建设可以同时进行。交付周期大约为五到七年，主要原因是监管框架，但一旦首批项目推进且供应链形成，这些时间应该会缩短。

最重要的是，该技术已经过验证。小堆基于几十年来在潜艇中使用的压水堆设计。非能动冷却、密封安全壳和密封低富集度铀堆芯使其比传统反应堆更安全、更易于管理。

数据中心分阶段增长。小堆的建造是为了匹配它们。但采用取决于监管框架和金融结构的跟进。

许可和认知造成摩擦

小堆本身不会消除流程瓶颈。

即使有广泛的政治支持，联邦许可也涉及环境影响评估、安全审计、公众听证会和广泛的设计认证。NuScale-UAMPS无碳电力项目获得了美国能源部的支持、美国核管会的批准以及公用事业公司的早期认购。该项目在2023年被取消，原因是成本超支和认购者退出使经济性无法实现。

资本要求使这种风险更大。开发商可能花费5000万至7500万美元用于早期厂址许可证，但不能保证他们的项目会推进。公众对核能的怀疑根植于冷战时期的焦虑和切尔诺贝利引发的噩梦，这为投资者增加了另一层不确定性。然而，美国政府机构和私人投资者已承诺近90亿美元用于小堆相关开发，这表明他们相信现代反应堆设计可以克服过时的认知。

尽管存在这些障碍，支持正在增长。亚马逊、谷歌、微软和Meta正在通过购电协议、资助合作伙伴关系或厂址级开发协议投资小堆。他们的参与表明该技术是可行且可融资的。

一旦数据中心在小堆上连续运行，怀疑论将崩溃，每一个仍在协商并网时间表的运营商都会意识到他们关注的是错误的问题。

首次部署将改变一切

美国在核电生产和数据中心装机容量方面领先世界。这些现实将很快重叠。

大多数小堆要到本十年末或2030年代初才能投入商业运行，但数据中心已经在展望那么远。土地采购、环境许可、变电站批准和网络集成跨越多年窗口。增加发电不会影响这个时间表。

首批小堆供电的数据中心上线后，先例将推动市场信心。工程师将复制经过验证的设计。许可将得到简化。贷款机构将竞争为项目融资。运营商将销售核能的可靠性。竞争对手将被迫适应。

小堆将缓解国家能源基础设施的压力，并推动下一波技术创新。人工智能训练计算能力每五个月翻一番。数据中心用电量每年翻一番。电网跟不上节奏。小堆可以。

——Ryan Mallory是Flexential的首席执行官，负责制定公司的战略方向，领导其面向外部的优先事项，并与领导团队密切合作，确保品牌、财务战略和平台开发之间持续保持一致。他于2020年加入Flexential，在Equinix和Digital Realty等公司拥有超过25年的全球基础设施经验。