Ядерний реактор TerraPower має секретну зброю для живлення центрів обробки даних зі ШІ

Стартапи у сфері ядерної енергетики позиціонують себе як засіб проти проблем, що турбують центри обробки даних для ШІ: енергії, яка завжди доступна. TerraPower, заснована Біллом Гейтсом, — одна з останніх компаній, що долучилися до цієї гонки. Як повідомляє Bloomberg, цього року стартап планує оголосити про свій перший проєкт для центру обробки даних.

TerraPower не повідомила, хто буде клієнтом, хоча в січні оголосила, що Meta погодилася придбати вісім її енергоблоків Natrium. Проєкт центру обробки даних, початок будівництва якого очікується у 2027 році, стане другою електростанцією компанії. Перша вже будується у Вайомінгу.

Не кожен ядерний реактор придатний для роботи з центрами обробки даних, але TerraPower має одну ключову перевагу — накопичення енергії, що, як очікується, дасть їй перевагу над конкурентами. І все це завдяки таким відновлюваним джерелам енергії, як вітер і сонце.

Ядерні реактори, зокрема реактори TerraPower, найкраще працюють на повній потужності. Серед усіх типів електростанцій саме ядерні реактори мають найвищий коефіцієнт використання встановленої потужності — 92,5% часу вони виробляють електроенергію на максимальній потужності у США. Але певною мірою інакше бути не може. За даними Національної лабораторії Скелястих гір, наявні реактори повільно нарощують і знижують потужність, збільшуючи або зменшуючи її лише приблизно на 5% від загальної номінальної потужності за хвилину. 

Нові малі модульні реактори (ММР), над якими працюють багато стартапів, можуть реагувати швидше — приблизно на 10% номінальної потужності за хвилину, згідно з даними NRL. Але робота зі зниженою потужністю не є оптимальною — важко заробляти гроші, коли не виробляєш електроенергію. 

Це стосується будь-якої електростанції, але особливо ядерної, яка має найвищі капітальні витрати серед усіх технологій виробництва електроенергії. Стартапи сподіваються, що масове виробництво ММР знизить капітальні витрати, але це ще належить довести. І навіть якщо це спрацює, може знадобитися десять або більше років, щоб отримати переваги. Кожен стартап визнає, що його перші електростанції будуть дорогими, тож має сенс якомога частіше експлуатувати їх на піковій потужності.

Для центрів обробки даних, особливо тих, що покладаються на електроенергію за лічильником, це створює проблему. Їхнє навантаження, особливо під час навчання ШІ або відповідей на запити, може швидко знижуватися й зростати, коли графічні процесори реагують на завдання. Коливання настільки значні, що газові турбіни почали ламатися під таким навантаженням. Щоб згладити криву, їм потрібно використовувати великі акумуляторні системи, які ще більше збільшують витрати.

TerraPower спроєктувала свій реактор потужністю 345 мегаватів із охолодженням розплавленою сіллю так, щоб обійти ці проблеми. Одним із ключових завдань було забезпечити здатність реактора доповнювати нестабільні джерела електроенергії, такі як вітер і сонце, — електростанція мала швидко нарощувати й знижувати потужність. Плануючи свою конструкцію, TerraPower думала про відновлювану енергетику, а не про центри обробки даних, однак ці два об’єкти мають схожу нестабільність, лише перебувають по різні боки рівняння.

Щоб швидко змінювати потужність, TerraPower не збільшує і не зменшує вихідну потужність реактора. Натомість він продовжує розщеплювати атоми, а надлишкове тепло зберігається у величезній ємності з розплавленим натрієм. Коли попит на електроенергію зростає, електростанція може використовувати цей резервуар для виробництва додаткової пари, яка обертає турбіни. Дороге обладнання продовжує працювати навіть за низького попиту, що дає компанії змогу розподілити свої інвестиції на більшу кількість годин експлуатації.

Такий підхід поєднує найкраще від ядерної енергетики — високий коефіцієнт використання встановленої потужності — з технологією накопичення енергії, яка дає TerraPower змогу ефективно працювати в енергосистемі з великою часткою відновлюваних джерел або в разі підключення до центру обробки даних. Це гнучкий підхід, який може дати стартапу перевагу в гонці за живлення для ШІ.