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谷歌、亞馬遜為什么紛紛采用小型模塊化反應(yīng)堆？作為核能源，這項(xiàng)技術(shù)成熟了嗎？

成熟的核電站

眾所周知，AI的背后是顯卡，顯卡的背后是能源。這是因?yàn)闊@卡需要大量能源。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心無(wú)論是液冷、水冷、風(fēng)冷都跟不上燒顯卡的速度。

所以，谷歌、亞馬遜、微軟包括甲骨文紛紛把目光投向了小型模塊化反應(yīng)堆，也就是SMR。

從字面意思來(lái)看，SMR是Small Modular Reactors，就是傳統(tǒng)核反應(yīng)堆的小型化、模塊化。

核反應(yīng)堆大家都了解。原理是利用核裂變產(chǎn)生的巨大能量，然后傳遞給冷卻劑（比如水），再通過(guò)熱能轉(zhuǎn)化成電能。形象的比喻就是，核電站發(fā)電就類(lèi)似于燒開(kāi)水。

人類(lèi)第一座反應(yīng)堆誕生于1942年。經(jīng)過(guò)80多年的發(fā)展，核電站的技術(shù)相當(dāng)成熟，但是要求很高，包括選址、施工、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)等各個(gè)方面，是典型的大資金、重投入、周期長(zhǎng)的國(guó)家性項(xiàng)目。

有多貴呢？一個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)核電站，目前國(guó)內(nèi)單臺(tái)100億人民幣起步，前期建設(shè)時(shí)間5年。這還沒(méi)算上運(yùn)營(yíng)的費(fèi)用。

于是，SMR產(chǎn)生了。

模塊化趨勢(shì)

可以把SMR當(dāng)做云計(jì)算來(lái)理解，核心在于“模塊化解耦化一體化”。從設(shè)計(jì)開(kāi)始，就以最小化的單元入手，貫穿在部署、實(shí)施和運(yùn)營(yíng)的全生命周期。盡管輸出功率相對(duì)小，但建造面積小、投入資金少、建設(shè)周期短，回收快，頗受資本青睞。

比較典型是2008年法國(guó)的“Flexblue”的浮動(dòng)式核電站設(shè)計(jì)，這是一個(gè)長(zhǎng)100 米、直徑15 米圓柱體，重達(dá)1.2萬(wàn)噸，內(nèi)置50兆瓦~250兆瓦的核動(dòng)力裝置，運(yùn)到海上下潛即可使用。Flexblue通過(guò)海底電纜將電量運(yùn)送到地面，可為少到10萬(wàn)、多到100萬(wàn)人口規(guī)模的用戶(hù)提供電力。

美國(guó)、俄羅斯、韓國(guó)等都有類(lèi)似的產(chǎn)品，技術(shù)路線(xiàn)不同，同樣遵循最小化模塊設(shè)計(jì)的理念，方便生產(chǎn)、運(yùn)輸、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。

現(xiàn)在，SMR已經(jīng)發(fā)展了3代，正在走向第四代，使用的反應(yīng)堆技術(shù)和燃料循環(huán)技術(shù)也是百花齊放，如高溫氣冷堆、鈉冷快堆、熔鹽反應(yīng)堆等，采用了閉式燃料循環(huán)、增殖燃料循環(huán)等，具有高度安全性能、大大提高商用化，降低了建設(shè)成本和投資周期。

SMR輸出的功率有多少？

國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）把SMR 定義為發(fā)電功率輸出小于或等于 300 兆瓦的反應(yīng)堆。300兆瓦什么概念呢？可滿(mǎn)足60萬(wàn)人口規(guī)模城市的居民用電?；蛘叩韧?000個(gè)小型數(shù)據(jù)中心（每個(gè)按照1KW計(jì)算）的用電。

大眾所熟知的OpenAI 的山姆?奧特曼投資的核能公司的反應(yīng)堆，功率約為 15 兆瓦，可以為3~5個(gè)大型數(shù)據(jù)中心供電、能帶動(dòng)1萬(wàn)臺(tái)左右的服務(wù)器了。

面臨這種機(jī)遇，美國(guó)科技公司怎么會(huì)視而不見(jiàn)？要么直接購(gòu)買(mǎi)SMR的用電服務(wù)，要么直接投資。

國(guó)外巨頭紛紛入局

亞馬遜是兩種皆有。2024年10月，亞馬遜領(lǐng)投了X-energy的5億美元融資輪，第一階段預(yù)計(jì)產(chǎn)生 320 兆瓦電力，最終可能擴(kuò)展到 12 個(gè) SMR，總功率達(dá) 960 兆瓦。2024年3月，亞馬遜以 6500 萬(wàn)美元收購(gòu)了 Cumulus Data 的原子數(shù)據(jù)中心，可使用其中的480~960 兆瓦電力。

谷歌則與凱洛斯能源公司簽署了合作協(xié)議，計(jì)劃從多個(gè)SMR購(gòu)買(mǎi)核電，以滿(mǎn)足其數(shù)據(jù)中心的電力需求。當(dāng)前，谷歌已訂購(gòu)了6至7座SMR。不過(guò)，這些反應(yīng)堆預(yù)計(jì) 2030 年運(yùn)營(yíng)，能生產(chǎn) 150 兆瓦電力。