U očajničkoj potrazi za energijom, AI kompanije okreću se nuklearnoj opciji

Developeri novih vrsta malenih nuklearnih reaktora i baterijskih sklopova žele zaraditi okretanjem ka podatkovnim centrima koji zbog vrtoglavog rasta AI-ja trebaju sve više energije.

Uz svu silnu promociju i milijarde dolara koje kruže oko umjetne inteligencije, jedno je sigurno: podatkovni centri za AI trebaju ogromne količine dodatne električne energije. Upravo u tome Clayton Scott vidi ogromnu poslovnu priliku.

“Ovo je jedinstveno vrijeme i jedinstvena situacija,” kaže za Forbes Scott, izvršni komercijalni direktor za NuScale Power, tvrku koja komercijalizira male nuklearne sustave. “Ušli smo u ovo neplanirano, a savršeni smo spoj za svijet podataka.”

Izvješće Goldman Sachsa u kojemu se navodi da AI aplikacije izazivaju 160-postotni rast u ukupnim energetskim potrebama podatkovnih centara, procjenjuje kako upiti ChatGPT-ja trebaju gotovo 10 puta više energije od Google pretraga. Ako uz to uzmemo u obzir činjenicu da je američka električna mreža na vrhuncu kapaciteta i da se oslanja uglavnom na postojeće elektrane na fosilna goriva – dok projekti vjetra i sunca čekaju na spajanje s mrežom u želji da se umanje emisije ugljika – i imamo recept za energetsku krizu.

Lanac malenih modularnih nuklearnih reaktora

Scott se nada da NuScale Power nudi odgovor za podatkovne centre i njihove AI klijente: svaki od njihovih malenih modularnih nuklearnih reaktora (SMR) može kontinuirano generirati 77 megavata – bez ugljika – što bi im moglo omogućiti da djeluju potpuno nezavisno od mreže. Ovaj startup iz Portlanda na burzu je izišao 2022. godine nakon preko deset godina istraživanja i razvoja, a sada surađuje s developerom podatkovnih centara Standard Power na isporuci 24 SMR-a koji kolektivno mogu generirati gotovo 2 gigavata električne energije. To je dovoljno za opskrbu jednog grada srednje veličine. Trenutno prolaze kroz komplicirani proces Komisije za nuklearnu regulaciju i ne očekuju da će reaktore isporučiti prije kraja desetljeća. Kompanija je upravo izvijestila o 4,6 milijuna dolara prihoda u prvom kvartalu ove godine, kao i gubitku od 56,4 milijuna dolara, dok se pripremaju za komercijalne isporuke.

“Ušli smo u ovo neplanirano, a savršeni smo spoj za svijet podataka.”Clayton Scott, NuScale Power

NuScale je samo jedan od velikog broja startupova za baterije i nuklearnu energiju koji se nadaju da će iskoristiti energetske potrebe industrije umjetne inteligencije. Klasični podatkovni centri troše oko 32 megavata električne energije – dovoljno za opskrbu 6.000 domova – dok podatkovni centri orijentirani na AI trebaju oko 80 megavata struje, kaže Doug Vine, direktor analize u think-tanku Center for Climate and Energy Solutions. “Njima trebaju energetski bogati sustavi, a upravo zato su, nažalost, elektrane na prirodni plin još uvijek popularne. Ipak, te potrebe ispunjava i nuklearna energija,” kaže on. “Uz vrlo mali otisak možete generirati mnogo električne energije.”

Nvidijin čip H100 ima osam grafičkih procesnih jedinica (GPU) i dva mikroprocesora, a najtraženiji je AI server za podatkovne centre, kaže Arman Shehabi koji prati energetske potrebe podatkovnih centara od 2007. godine. On procjenjuje kako svaki od njih koristi između osam i deset kilovata električne energije, dok raniji serveri koriste tek djelić te količine. Oni generiraju toliko topline da je za rashlađivanje potrebno do 30 posto više vode nego za tradicionalne podatkovne centre. Globalno bi potražnja za AI mogla 2027. godine potrošiti do 6,6 milijardi kubičnih metara vode, što je “više od ukupne godišnje potrošnje vode u čitavoj Danskoj ili polovici Ujedinjenog Kraljevstva,” pokazuje studija sveučilišta Cornell.

“Oni proizvode toliko topline i treba im toliko energije da dolaze do raspona od 70 do 80 kilovata po stalku. A priča se da bi uskoro mogli doći do 100 kilovata,” kaže Shehabi. “To je praktički 10 puta više od servera iz prošlosti.”

Tvrtke poput Microsofta također planiraju koristiti SMR-ove za vlastite AI podatkovne centre, a osnivač tvrtke Bill Gates je predsjednik TerraPowera koja razvija novu vrstu natrijevog reaktora koji također koristi sol za skladištenje energije. Sam Altman iz OpenAI-ja investira u Oklo, tvrtku koja razvija male fisijske reaktore i koja je nedavno izišla na burzu, kao i u Helion, jedan od velikog broja startupova koji pokušavaju komercijalizirati nuklearnu fuziju – privlačan izvor energije bez ugljika koji sa sobom ne donosi problematičan nuklearni otpad. Ipak, malo je vjerojatno da će sustavi temeljeni na fuziji postati komercijalno isplativi prije 2030-ih godina.

Mikroreaktori

SMR-ovi nisu jedina nuklearna opcija. Maleni reaktori poput onih koje razvija tvrtka Radiant Industries mogu zamijeniti prljave rezervne generatore na dizel ili podatkovnim centrima dati dodatnu injekciju energije ako je to potrebno. Ova tvrtka iz Los Angelesa planira prodavati jedinice od 1 megavata koje se mogu direktno kamionom ili avionom isporučiti iz tvornice.

“Oni dolaze u jednom paketu i možete ih jednostavno postaviti i uključiti,” kaže za Forbes izvršni direktor Doug Bernauer. “Ako vam naglo treba malo dodatne energije u podatkovnom centru, upravo to možete i napraviti. Ili ako želite postaviti podatkovni centar na rubu ili u mikromreži, i za to je prikladan. Za postavljanje jedinice i dosezanje pune snage treba samo par dana.”

Radiant je prikupio 60 milijuna dolara investicija, a u njih je uložila i tvrtka Andreessen Horowitz. Žele s isporukom komercijalnih jedinica krenuti krajem desetljeća – pod pretpostavkom da će testiranje u Nacionalnom laboratoriju u Idahu biti uspješno.

Iako nuklearni sustavi ne stvaraju emisije ugljika i sve češće se smatraju nužnom komponentom takozvanog net-zero energetskog sustava, još uvijek postoji dugoročan izazov sigurnog skladištenja potrošenih radioaktivnih šipki i drugih opasnih materijala. Neke kompanije iskušavaju stacionarne gorivne ćelije na zeleni vodik, iako opskrba tog goriva neće biti jeftina ni bogata još nekoliko godina.

Još jedan potencijalni izvor su geotermalni energetski sustavi koje razvijaju startupovi kao što je Fervo. Krajem prošle godine taj sustav je počeo testirati Google. On koristi horizontalnu tehniku bušenja za prodor do podzemnih geotermalnih rezervoara vruće vode za napajanje generatora.

Natrijeve baterije

Bez obzira na vrstu energije koje koriste podatkovni centri, suosnivač i jedan od izvršnih direktory Natron Energyja Colin Wessells kreirao je novu vrstu baterije, jedinstveno rješenje za jedan od jedinstvenih problema AI podatkovnih centara: GPU čipovi mogu zahtijevati nagle poraste energije. “Samo u sekundi,” kaže Wessells za Forbes. “To može izazvati probleme sa stabilnošću mreže.”

Natron Energy jedna je od prvih kompanija koja je počela prodavati natrijeve ionske baterije koje dobro uravnotežavaju te skokove u potrošnji energije. Oni se ponašaju kao zaštita koja može izbalansirati distribuciju energije i spriječiti preopterećenje. “Upravljamo energijom u stvarnom vremenu, nismo samo rezerva.”

Natrijeve baterije imaju i druge koristi: često se mogu puniti bez degradacije koja ograničava životni vijek litijskih ćelija i, što je važno, ne mogu se zapaliti. Umjesto da dugo vremena zadržavaju električnu energiju poput litijskih ionskih baterija u elektronici, one su mnogo bolje u brzom punjenju i bržem izbacivanju energije. “Mi vozimo trkaći auto, a ne Prius,” kaže Wessells. “Nemamo raspon, ali imamo ogromnu brzinu.”

“Vozimo trkaći auto, a ne Prius. Nemamo raspon, ali imamo ogromnu brzinu.”Colin Wessells, jedan od izvršnih direktora, Natron Energy

Wessells očekuje kako će veliki dio prvih prihoda startupa doći od podatkovnih centara koji poslužuju AI aplikacije. Komercijalne jedinice isporučuju iz tvornice u Santa Clari, a za par mjeseci isto će započeti i iz nove tvornice u Michiganu koja je otvorena ove godine.

Iako te baterije koriste jeftinije sirove materijale od litijskih ćelija – željezo i mangan – one još nisu same po sebi jeftinije zato jer se radi o novoj tehnologiji i još ne postoji dovoljno velika baza koja proizvodi anode i katode koje koriste. Kako ovo tržište bude raslo, i to bi se trebalo promijeniti krajem desetljeća. Ipak, zbog potražnje iz podatkovnih centara, inicijalni kupci u ovom trenutku nisu previše zabrinuti zbog inicijalne cijene, kaže Wessells.

“Još 2014. godine smo odredili podatkovne centre kao naše inicijalno tržište, što znači da je prošlo punih 10 godina otkad smo počeli dizajnirati proizvod za takvo korištenje,” kaže on. “Dugo vremena je investitorima bio problem to razumjeti. Pitali su nas zašto ne pokušavamo proizvoditi baterije za automobile kao i svaka druga kompanija za baterije. Sada se to stvarno promijenilo. Tržište je poludjelo.”

Autor originalnog članka: Alan Ohnsman, Forbes
Link: Desperate For Power, AI Companies Look To The Nuclear Option
(Prevela: Nataša Belančić)