AI的尽头是能源，人工智能正推动核能强势复苏

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摘要：

面对AI算力背后的巨量能源消耗，微软、谷歌、亚马逊等科技巨头都在积极寻求核能作为其数据中心的能源解决方案。核能发电因其在清洁性、稳定性等方面的显著优势，也正在多国强势回归。

撰文 | Penn

编辑 | Tang

→这是《环球零碳》的第1016篇原创

自2011年日本福岛核事故后，出于对核电安全问题的担忧，全球多国核电发展踩下“急刹车”，核电遭遇发展低潮。

而随着新冠疫情、俄乌冲突等“黑天鹅”事件接踵而至，国际地缘政治局势日趋紧张，核能因具备高效、低碳、稳定等优势，重新回归大众视野，发展核能又重新成为了许多国家保障能源安全的现实选择。

2023年12月2日，以英美法为首的22个国家在COP28上更是出人意料的联合发起“三倍核能”宣言，将核能作为实现净零排放努力的重要一环。这是联合国气候大会历史上，首次通过发展核能的联合宣言。

现在，核能的强势复苏又迎来了新的推力——人工智能（AI）。

从去年风靡全球的ChatGPT，到今年火爆出圈的视频生成工具Sora和把OpenAI拉下全球大模型王座的Claude 3，无不昭示着人类社会即将逐步迈入AI新时代，而AI背后的基石是算力，算力背后则是巨量的能源消耗。

如何获得清洁的电力？科技巨头把眼光瞄准了核电，并斥巨资下注核能。他们或直接入股核电企业，或向核电公司购买电力。微软、OpenAI、谷歌、亚马逊等都在行动。

在科技大厂的青睐下，核能能源股过去一年来股价大多获得暴涨。

其中，美国的Vistra Energy、 星座能源（Constellation Energy）、塔伦能源（Talen Energy）等有供应核电的能源商，过去一年股价起码累涨超过 90％，2024 年涨势持续。

星座能源是全美最大独立核电厂业主，过去一年股价飙涨 150％；Vistra一年来股价也上涨 193%。

塔伦能源最近还获得云端服务大单。亚马逊花费 6.5 亿美元进驻塔伦能源的数据中心园区，获得 960MW 全天候供电的核能。

因其全天候、基荷发电、清洁的特性，核能非常适合满足人工智能对数据中心全天候的电力需求，正在成为科技巨头绿色电力的合适选择。而全球范围内，核电也在经历一场新的复兴。

01

AI拉动电力需求，电力巨头开始预警

OpenAI首席执行官萨姆·奥尔特曼(Sam Altman)在2024达沃斯年度会议上就曾表示：“我们需要比之前认为的多得多的能源。我对世界的理解是，未来的两种重要货币是智能计算和能源。”他补充说道：“如果没有重大突破，我们就无法实现这一目标。我们需要核聚变，或者极度更便宜的光伏加上储能，或是从没有人真正规划过的规模水平的技术。”

奥尔特曼的警示也获得很多研究数据的支持。

据《纽约客》杂志报道，相关研究显示，OpenAI旗下ChatGPT每天要响应大约2亿个请求，在此过程中消耗超过50万度电力，相当于一个美国家庭的每天平均用电量的1.7万倍。

在去年9月，波士顿咨询集团曾发布分析报告称，到2030年底，仅美国数据中心的用电量预计就将是2022年的三倍。这一增幅主要由AI模型训练和服务更高频的AI查询两项关键需求因素驱动。报告显示，2022 年，数据中心用电量占美国总用电量（约130太瓦时）的 2.5%，预计到2030年将增加两倍，达到7.5%（约390太瓦时）。

图说：人工智能和数据中心的发展将拉动电力需求 来源：Constellation

据彭博社3月18日报道，美国最大的风能和太阳能发电场开发商NextEra Energy Inc.预计，随着人工智能、电气化、云计算能力和芯片工厂的发展，电力需求的增长率将急剧上升。

图说：NextEra Energy首席执行官约翰-凯彻姆 来源：Bloomberg

NextEra Energy首席执行官约翰-凯彻姆（John Ketchum）在2024年剑桥能源周（CERAWEEK）会议上表示，"今天的情况是，多年来一直相对持平的电力需求在未来五年突然出现了 81% 的增长。"大约一年前，美国能源信息署（EIA）在其长期年度展望中估计电力需求的年增长率不到 1%。但根据 NextEra 的估计，这一增长率将加快到 1.8%左右。

在剑桥能源周上，美国最大天然气生产商首席执行官负责人Toby Rice也援引一项预测称，到2030年，AI消耗的电力将超过家庭用电量。

无独有偶，一周之后，英国国家电网首席执行官约翰·佩蒂格鲁(John Pettigrew)表示，随着人工智能的蓬勃发展需要增加计算能力，未来 10 年英国数据中心的电力需求将增长六倍。他表示，电网正在变得“受到限制”，需要“采取大胆行动”来创建一个能够应对“急剧”增长的需求的电网。

佩蒂格鲁表示：“人工智能和量子计算等基础技术的未来增长将意味着更大规模、能源密集型的计算基础设施。”

02

科技巨头纷纷下注核能

对于承诺2030年实现净零排放的谷歌、2040年实现净零排放的亚马逊和2030年之前实现负碳排放的微软来说，面对AI所带来的巨量能源消耗，核能无疑成为了最合适的选择之一。核反应不会像火电和天然气发电那样产生大量的碳排放，而且核电站能够持续运行，使其比太阳能和风能等间歇性可再生能源更加可靠。

因此，多年来科技公司和硅谷亿万富翁一直在向核能投资，将可持续能源视为绿色转型的关键。而现在，发展核能也将为人工智能的绿色发展“保驾护航”。

2021年11月，亚马逊创始人杰夫·贝索斯 (Jeff Bezos) 和其他投资者参与了淡马锡领投的加拿大核电公司 General Fusion 1.3 亿美元的E轮融资，以支持其追求磁化目标聚变 (MTF) 商业化计划中的多项举措和里程碑。该公司于2023年8月发布了聚变演示项目Lawson Machine 26 (LM26)，并计划在2025年和2026年实现的转型技术里程碑。

图说：LM26 的关键测试平台的原型 来源：General Fusion

2022年7月，谷歌和雪佛龙参与了聚变初创公司 TAE Technologies 的2.5 亿美元融资。搜索巨头谷歌自 2014 年以来一直与 TAE 合作，为这家融合初创公司提供人工智能和计算能力，但此次是谷歌对TAE的首次现金投资。TAE宣布该资金将用于建造名为“哥白尼”的下一代核聚变机器，并表示将于 2025 年完工，该聚变机器使用氢硼作为燃料，并采用光束驱动场反转配置。

图说：TAE Technologies 下一代聚变机“哥白尼”的渲染图 来源：TAE

去年5月，在一项被认为是核聚变发电领域的首个商业协议中，微软已同意在大约五年内从初创公司Helion Energy购买电力。由OpenAI创始人Sam Altman支持的Helion承诺在2028年之前开始通过核聚变发电，并在一年之后为微软提供目标为至少50兆瓦的发电量，否则将支付罚金。一个月之后，微软与顶级核电站运营商 Constellation 签署了一项协议，为其位于弗吉尼亚州博伊顿的数据中心增加核电供应，使其更接近于 100% 无碳能源全天候运行。

图说：Helion正在建造一个原型，以展示通过核聚变生产电力的能力 来源：Helion

今年以来，科技巨头们更是加快了其在核能领域的动作。

今年1月，微软聘请了其首位核技术主管阿奇·马诺哈兰(Archie Manoharan)，其职责包括“完善和实施全球小型模块化反应堆和微型反应堆能源战略”。

同时，科技行业也正专注于更为实际的核能解决方案，包括利用现有的核电站为数据中心供电。3月，亚马逊旗下的AWS透露，它已斥资6.5亿美元收购Talen Energy 位于宾夕法尼亚州960MW 数据中心园区，该园区从邻近的 2.5GW Susquehanna核电站获取电力。

图说：Oklo核电站设施效果图 来源：Oklo

除了微软、谷歌和亚马逊，“ChatGPT之父”萨姆·奥尔特曼更是核能的忠实拥趸，不仅看好核电，而且花巨资投入，连续押注两家核能公司。

奥尔特曼两次领投知名核裂变创业公司Oklo，还成为Oklo的董事长。奥尔特曼坚信，Oklo是先进裂变能源解决方案商业化的最佳参与者。在爱达荷州东南部的农村，Oklo公司正在努力建造一个小型核电站，为OpenAI及其竞争对手所需的数据中心提供能源。

在入局Oklo之时，奥尔特曼还投了另一家核能领域的初创公司Helion Energy。与Oklo致力的核裂变不同，Helion致力于研究核聚变，2021年，在向奥特曼主持的核聚变初创公司Helion energy投资3.75亿美元后，他表示：“从根本上讲，在当今世界，最常见的两种稀缺商品是智能和能源。”

03

核能正在迎来新的春天

除了科技巨头们在大力布局，核能也正在重新受到全球多国关注。

今年3月21日，在由国际原子能机构与比利时政府联合举办的首届核能峰会上，来自32个国家的国家元首、政府首脑或高级别代表签署《核能宣言》。宣言指出，核能是全球减少温室气体排放战略的重要组成部分。各国重申对核能的坚定承诺，认为核能是减少电力和工业部门温室气体排放的全球战略的重要组成部分。

图说：首届核能峰会现场 来源：Nuclear Energy Summit

3月27日，拜登政府宣布，美国联邦政府将提供15亿美元(约合108亿元人民币)贷款，用于重启密歇根州西南部具有800兆瓦产能的Palisades核电站，这将是美国历史上首次重启已关闭的核电站。

图说：华能石岛湾高温气冷堆示范工程外景 来源：新华社

据中国核能协会统计，截至2023年底，中国正在运行的核电机组共55台；在建核电机组 26 台，保持全球第一。我国2023年核准的核电机组达到10台，与2022年持平，在数量上创下过去十余年新高。中信证券研报指出，预计2024年国内核电行业新开工投资规模将达到1890亿元，总投资规模将接近4000亿元，我国核电建设将进入高速发展期。

欧洲核能大国法国已计划在2026年年底前新建6座核电站，在此基础上正讨论是否再建造8座大型核反应堆。除了推动建立更多新核电站，马克龙政府还计划延长现有核电站的使用期限，以满足法国经济在摆脱化石燃料依赖期间的电力需求。

此外，2023年2月，日本岸田文雄内阁召开内阁会议，敲定《旨在实现绿色转型（GX）的基本方针》，明确了要最大限度利用可再生能源与核能，提出致力于研发和建设采用新安全机制的新一代核反应堆（仅限于替代已决定报废的原有反应堆）。

2024年2月22日，韩国总统尹锡悦在讲话中称，韩国将把2024年定位“核能复兴年”，政府将提供4.3万亿韩元（约合32.3亿美元）的项目资金和特别融资，以促进韩国核电产业的发展。

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参考资料：

[1]https://www.energy.gov/articles/cop28-countries-launch-declaration-triple-nuclear-energy-capacity-2050-recognizing-key

[2]https://dig.watch/updates/sam-altman-at-davos-wold-economic-forum-2024

[3]http://www.ftchinese.com/interactive/147298?exclusive

[4]https://www.ftchinese.com/interactive/147247?exclusive l

[5]https://wallstreetcn.com/articles/3711698

[6]https://wallstreetcn.com/articles/3711200

[7]https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-03-18/ai-driving-us-electricity-growth-rate-by-81-nextera-says

[8]http://www.cnenergynews.cn/hangye/2024/03/18/detail_news_20240319151176.html

[9]https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-03-26/ai-will-suck-up-500-more-power-in-uk-in-10-years-grid-ceo-says

[10]http://www.news.cn/tech/2023-12/06/c_1130011034.htm

[11]https://www.nbcnews.com/tech/tech-news/nuclear-power-oklo-sam-altman-ai-energy-rcna139094

[12]https://generalfusion.com/post/general-fusion-closes-oversubscribed-130-million-transitional-financing-round/

[13]https://www.cnbc.com/2022/07/19/google-chevron-invest-in-fusion-startup-tae-technologies.html

[14]https://www.datacenterdynamics.com/en/news/microsoft-signs-247-nuclear-power-deal-with-constellation-for-boydton-data-center/

[15]https://www.cnbc.com/2023/09/25/microsoft-is-hiring-a-nuclear-energy-expert-to-help-power-data-centers.html

[16]环球零碳-利好不断，数千亿投资，核电将迎来新一轮加速发展

[17] ttps://wallstreetcn.com/articles/3711636

[18]https://www.china-nea.cn/site/content/44508.html

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