حدود دو سال پیش، انرژی هسته ای در میز انرژی مورد استقبال قرار نگرفت. چگونه همه چیز تغییر کرده است. یکی از سخنان اصلی در مرکز داده جهانی 2024 توسط دکتر ریان بحران، دستیار مدیر کاخ سفید دفتر سیاست علم و فناوری. او پیشنهاد داد گسترش تعریف انرژی پاک تا شامل هسته ای شود. این درها را به روی معکوس شدن روند بلندمدت بسته شدن تاسیسات انرژی هسته ای باز کرده است – و همچنین حمایت از انرژی هسته ای در محل در مراکز داده بزرگ را افزایش داده است.
بهاران در زمین آشنا شروع شد – مراکز داده که یک تا دو درصد از مصرف انرژی سالانه ایالات متحده را مصرف می کنند. او گفت در متروهای کلیدی بسیار بالاتر است. همراه با فشار روی شبکه و سنگین نیازهای برق ناشی از هوش مصنوعی، باید راه های جدیدی برای تامین انرژی مراکز داده به طور کارآمد و پایدار پیدا شود.
انرژی هسته ای را وارد کنید. یکی از گزینه ها، قرار دادن یک مرکز داده جدید در کنار یک نیروگاه هسته ای است. به عنوان مثال، خدمات وب آمازون (AWS)، یک مرکز داده 1200 هکتاری به نام پردیس مرکز داده Cumulus در Berwick، PA خریداری کرده است. این به طور مستقیم به ایستگاه برق بخار 2.5 گیگاواتی Susquehanna (یک نیروگاه هسته ای) متصل است. یک مرکز داده 48 مگاواتی موجود در حال حاضر در سایت مشغول به کار بود. AWS قصد دارد در نهایت آن را تا 960 مگاوات افزایش دهد. برای تامین انرژی آن، این شرکت با تالن، مالک نیروگاه اتمی، قراردادی 10 ساله به علاوه تامین انرژی منعقد کرده است.
باهران گفت: باد و خورشید نقش مهمی در کربن زدایی دارند اما ما به یک ستون فقرات هسته ای پایدار و محکم نیاز داریم. انرژی‌های هسته‌ای و انرژی‌های تجدیدپذیر مکمل یکدیگر هستند و هسته‌ای تنها فناوری اثبات شده انرژی پاک و پایدار است.
افزایش SMRs
به عنوان جایگزینی برای تاسیسات عظیم هسته ای جدید، راه دیگری برای معرفی هسته ای است راکتورهای کوچک مدولار (SMR). هر SMR می تواند به طور متوسط 77 مگاوات تولید کند.
گفت: “امیدها در مورد SMR ها در حال افزایش است.” بریت برت، تحلیلگر انرژی در شرکت تحقیقاتی منابع اطلاعات صنعتی. “آقرار است حدود 2 گیگاوات هسته ای جدید ساخت در طی پنج سال آینده آغاز شود.
اپراتور مرکز داده استاندارد پاور قصد دارد تا دوجین SMR را در دو پردیس مرکز داده در اوهایو و پنسیلوانیا مستقر کند. راکتورهای ساخته شده توسط ENTRA1 از فناوری SMR از NuScale Power استفاده خواهند کرد که قبلاً دارای طرح SMR است که توسط کمیسیون تنظیم مقررات هسته ای (NRC) تأیید شده است. NE Edge نیز قصد دارد یک پردیس مرکز داده به مساحت 1.5 میلیون فوت مربع در کنار نیروگاه هسته ای Dominion Energy در واترفورد، کانکتیکات بسازد.
مقایسه بین یک راکتور مدولار معمولی، کوچک و ریزراکتور از نظر اندازه و توان تولیدی آنها.
باهران گفت: «آخرین نسل SMR ها دارای ردپای کوچک، ایمنی بیشتر، قابلیت های لرزه ای بهتر و برق قابل اطمینان هستند. طرح‌های هسته‌ای کوچک می‌توانند با رشد مرکز داده به صورت مدولار رشد کنند و تا هشت سال نیازی به سوخت‌گیری ندارند.
راه اندازی مجدد ناوگان قدیمی
با وجود چندین دهه کاهش، ناوگان هسته ای ایالات متحده همچنان 20 درصد برق کشور را تامین می کند. به‌جای انتظار سال‌ها برای مجوز و ساخت SMR، یک طرح موقت، جلوگیری از تعطیلی بیشتر نیروگاه‌های هسته‌ای و ارتقای نیروگاه‌ها است تا چند دهه دیگر دوام بیاورند.
لوکاس جانسون گفت: “ایالات متحده دارای بالاترین عملکرد ناوگان راکتورهای هسته ای در جهان است.” موسسه انرژی هسته ای “تمدید مجوز تضمین می‌کند که انرژی پاک، که در غیر این صورت در صورت تعطیل شدن کارخانه در پایان مجوز از بین می‌رود، به عنوان یک بنیاد به کار خود ادامه خواهد داد.»
قانون کاهش تورم، همراه با اقدامات در سطح ایالتی، به نیروگاه های هسته ای کمک کرده است تا از نظر اقتصادی با دیگر اشکال انرژی رقابت کنند. این بودجه برای تقویت مجدد استفاده می شود نیروگاه هسته ای پالیزید در میشیگان
تعهدی 1.5 میلیارد دلاری به Holtec Palisades برای راه اندازی مجدد آن داده شد 800 مگاوات نیروگاه هسته ای پالیسادس در شهرستان مخفی، میشیگان به نام ایجاد شغل و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای. Holtec، مالک نیروگاه، منتظر صدور مجوز از NRC است و قراردادهای خرید برق بلندمدت (PPAs) را برای خروجی کامل تاسیسات به تاسیسات محلی ترتیب داده است.
این کارخانه در ماه مه 2022 به دلیل کمبود بودجه برای ارتقاء گسترده متوقف شد. اما واقعیت های داشتن یک شبکه پایدار و تامین قدرت کافی برای هوش مصنوعی باعث شده است که قانونگذاران از موضعی که زمانی یک موضع سرسخت ضد هسته ای بود عقب نشینی کنند. دولت کنونی اکنون کاملاً سوار قطار انرژی هسته‌ای است.
گفت: «انرژی هسته‌ای بزرگترین منبع برق بدون کربن ما است که به طور مستقیم از 100000 شغل در سراسر کشور و صدها هزار شغل دیگر به طور غیرمستقیم پشتیبانی می‌کند.» جنیفر ام. گرانهولم، وزیر انرژی ایالات متحده.
Palisades تجهیزات خود را به استانداردهای مدرن با هدف تولید نیروی پاک تا سال 2051 ارتقاء خواهد داد. علاوه بر این، Holtec قصد دارد دو SMR را در سایت قرار دهد که حدود 800 مگاوات ظرفیت تولید اضافی را اضافه می کند. انتظار داشته باشید که برنامه‌هایی را ببینید که توسط AWS یا یکی دیگر از ارائه‌دهنده هایپراسکیلر یا کولوکیشن به مراکز داده در نزدیکی سایت اعلام شده است.
باهران گفت: «در حال حاضر توافقات زیادی برای استقرار مراکز داده در نزدیکی نیروگاه های هسته ای موجود و برنامه ریزی شده وجود دارد.
SMR با چندین کاربر
ممکن است برای یک کولو بزرگ یا هایپراسکیلر امکان پذیر باشد که SMR خود را اتخاذ کند. اما برچسب قیمت ممکن است فراتر از اکثر اپراتورهای مرکز داده باشد. Bahran مدلی تجاری را در نظر می گیرد که به موجب آن چندین مرکز داده ممکن است در اطراف یک SMR گروه بندی شوند تا به صرفه جویی در مقیاس دست یابند.
باهران گفت: با یک SMR که تقریباً 20 تا 30 مگاوات و مراکز داده هوش مصنوعی با نیازهای انرژی بسیار متغیر ارائه می دهد، می توانید یک SMR در منطقه ای با چندین کاربر داشته باشید.
او مزایای ایمنی و امنیتی فناوری هسته ای را تبلیغ کرد. برای مثال، در صورت از دست دادن کامل برق، تأسیسات هسته‌ای مدرن طوری طراحی شده‌اند که به‌طور ایمن خاموش شوند. اما چنین دارایی‌های زیرساختی حیاتی، نگرانی‌هایی در مورد امنیت سایبری ایجاد می‌کنند. آنها باید در برابر حمله سایبری یا نقض امنیت فیزیکی محافظت شوند.
در نهایت، تامین اورانیوم باید تامین شود. بهران گفت که نیاز به گسترش منابع سوخت هسته ای آمریکا وجود دارد.
وی گفت: “سرمایه گذاری برای اطمینان از داشتن تمام بخش های زنجیره تامین برای آینده هسته ای انجام می شود.”