亚马逊正在核能上押下重注，包括在美国三个州投资超过520亿美元，以帮助推动其庞大数据中心的扩张。
亚马逊和市值480亿美元的能源巨头Dominion Energy本月初宣布，双方已达成一项协议，将在弗吉尼亚州探索开发小型模块化反应堆，这是一种先进的核反应堆，规模不到传统核电站的10%。亚马逊同时宣布与公共电力机构Energy Northwest达成协议，为华盛顿州小型模块化反应堆的开发和部署提供资金。
亚马逊与亿万富豪卡姆·加法里安（Kam Ghaffarian）于2009年创立的小型模块化反应堆（SMR）开发商X-energy签署了一项单独的协议，作为与Energy Northwest合作的一部分，该公司正在建造一座SMR。这家初创公司目前正在德克萨斯州的海漂城与化学巨头陶氏化学（Dow）合作建造其首个先进反应堆。作为与X-energy协议的一部分，亚马逊将通过其气候承诺基金（Climate Pledge Fund）向这家初创公司投资5亿美元。
通过这一协议，亚马逊和X-energy计划到 2039 年在全美范围内上线超过 5 千兆瓦的新电力项目，足以为一个以上的中型城市供电，以满足人工智能不断膨胀的电力需求。
亚马逊以及其他主要的数据中心供应商，如微软和谷歌，都在寻找这些小型模块化反应堆来满足他们快速增长的电力需求。
与传统核电站相比，小型反应堆可以在更短的时间内以更低的成本建造，此外，它们是无碳的，这是科技巨头广泛承诺减少碳排放的关键。与太阳能或风能不同，它们稳定可靠，可以24小时运行，这对数据中心和工厂来说是一个关键优势。美国能源部表示，美国的核电容量有可能从2024年的1亿兆瓦增加到2050年的3亿兆瓦，以满足脱碳和不间断电力的需求。
AWS首席执行官马特·加曼（Matt Garman）在与福布斯的视频通话中表示：“核能是满足全球能源需求的一个很好的选择。我们需要向电网输送更多的能源”，而小型反应堆是实现这一目标的“最有前途的”新技术。
加曼于2005年以暑期实习生的身份加入亚马逊，今年6月成为AWS的第三任首席执行官，他说，他希望核能成为公司继续扩大数据中心以满足需求的重要一环，同时在2040年之前实现整个运营净零碳排放的目标。他拒绝透露核电将满足 AWS 多少电力需求的目标，但表示希望到2040年，核电将成为其“重要的发电来源”。
“我们认为这是扩大能源规模的一种经济有效的方式，”加曼说，并补充道，“这取决于技术发展的速度和我们建设新反应堆的速度。”
AWS数据中心内部：亚马逊已经承诺在弗吉尼亚州、密西西比州和俄亥俄州的数据中心扩建上花费超过520亿美元。图片来源：Amazon
但是，尽管核能不释放温室气体，但它需要管理放射性废物。尽管最近几个月有很多关于小型反应堆发展的讨论，但到目前为止，美国还没有一个小型反应堆投入使用，留下了关于其费用和可行性的悬而未决的问题。美国气候与能源解决方案中心（Center for Climate and energy Solutions）的能源分析主管道格·瓦因（Doug Vine）说，成本“现在有点像一个移动的靶子”。
加曼说，虽然这项技术比较新，但近年来已经取得了巨大进展，新的先进核反应堆比上世纪50年代和60年代的老核电站要安全得多。45年前，宾夕法尼亚州米德尔敦附近的三里岛核反应堆曾经遭遇了熔毁，这是美国商业核电站运行历史上最严重的事故。三里岛核电站的另一个核反应堆现在计划重新开放，为微软的数据中心供电。
加曼说：“在过去一年里，我们更加看好核能所能提供的能源。世界将很难按照我们都希望的能源使用速度建造太阳能和风能发电场。”
亚马逊和Dominion都没有透露协议背后的财务细节。
Dominion首席执行官罗伯特·布鲁（Robert Blue）在一份声明中表示，与亚马逊的合作将为该公司提供一种开发SMR的方式，“这对我们的住宅客户的用电费率影响最小，并大大降低了开发风险。”
能源研究咨询公司Wood McKenzie表示，预计到2030年，SMR将在电力市场中发挥很小的作用，主要是因为高昂的成本阻碍了部署，而建设时间表也意味着到那时只能建成几座电厂。报告指出，在2030年至2040年期间，至少需要10至15个SMR项目正在开发中，以降低成本。
加曼说：“在接下来的几年里，要想真正大规模地提供能源，需要把几个部分整合在一起。而我们将处于这方面的前沿。”
弗吉尼亚州是世界上数据中心密度最大的地区之一，目前仅在该州北部就有100多个数据中心在运行。这导致了电力需求的爆炸式增长：总部位于里士满的Dominion公司的一位高管指出，弗吉尼亚州数据中心的电力需求在过去五年中翻了一番，预计在未来15年将翻四番。
能源大户：人工智能使亚马逊数据中心的市场需求大幅增加。图片来源：亚马逊
这里也是Dominion和亚马逊计划建造 SMR 发电厂的地方，靠近这家能源巨头在弗吉尼亚州路易莎县现有的（North Anna）发电站。总的来说，它的目标是为该州带来至少300兆瓦的电力。一个典型数据中心的用电量约为 32 兆瓦，足以为 6000 个家庭供电，而面向人工智能的数据中心的用电量约为 80 兆瓦。
7月，Dominion宣布向SMR技术公司征求建议，以评估在路易萨县建造一个SMR的可行性。该公司尚未选定中标者，这个SMR也不太可能在 2030 年代中期之前建成。
该SMR项目将与亚马逊的两个新数据中心项目位于同一个县，亚马逊在这两个数据中心项目上投资了110亿美元。这是2023年1月宣布的到2040年全州350亿美元更广泛投资的一部分。（亚马逊还在密西西比州和俄亥俄州分别投资了100亿美元和78亿美元建设数据中心。）
路易莎县位于夏洛茨维尔和里士满之间，距离世界数据中心之都劳登县以南约两小时车程，劳登县拥有3000万平方英尺的运营数据中心，另有500万平方英尺正在开发中。
虽然弗吉尼亚州是亚马逊数据中心的主要枢纽，但该公司在全球108个不同地区拥有庞大的数据中心。AWS为经济的各个领域提供计算基础设施，年销售额超过1000亿美元。其销售额的增长速度超过了亚马逊的整体增长速度，第二季度增长了 19%，而亚马逊母公司同期的增长速度为 10%。
高盛（Goldman Sachs）的一份报告预计，人工智能应用程序将引发数据中心整体电力需求激增160%，该报告估计，一个ChatGPT查询所需的电力几乎是谷歌搜索的10倍。据《华尔街日报》报道，由于用电需求如此之大，以至于一些潜在的数据中心客户被告知，他们可能要等到2030年以后才能得到他们想要的电力，而另一些客户得到的电力则少于他们的预期。
气候和能源解决方案中心的瓦恩说：“说满足需求非常具有挑战性，这都只是在往轻了说。虽然这其实只是围绕气候变化的众多挑战之一。”
X-energy的控制室：亚马逊和核反应堆初创公司X-energy合作，在未来15年内将提供5千兆瓦的新能源。图片来源：Amazon
与此同时，与其他科技公司一样，亚马逊也在努力减少碳排放。
根据其最新的可持续发展报告，2023年，其碳足迹下降了近3%，至略低于6900万吨的二氧化碳。但其碳排放量此前已经激增，2021年达到7100万吨，高于2019年的5100万吨，当时它首次承诺到2040年实现净零排放。今年6月，亚马逊取消了在俄勒冈州为未来的数据中心铺设天然气管道的计划，因为该公司在西雅图市中心的办公室外爆发了一系列气候抗议活动。
这正是 SMR 的理想之处：无碳、可扩展、能够全天候生产能源。这些先进的小型反应堆依靠各种不同的技术，发电能力通常高达 300 兆瓦，可以安装在数据中心附近，并以模块化的方式推出，以满足日益增长的需求。
随着这项技术的进步，许多初创公司纷纷涌现，其中包括X-energy、比尔·盖茨（Bill Gates）的TerraPower，该公司正在开发一种利用盐储存能量的新型钠反应堆，以及市值14亿美元的上市小型堆开发商NuScale。根据风险投资数据库PitchBook的数据，X-energy在2023年10月取消了原定的20亿美元的SPAC交易，目前已筹集了近9亿美元，其中包括新投资前的3.85亿美元。除了亚马逊之外，该公司新一轮5亿美元融资的投资者还包括Citadel创始人肯·格里芬、Ares Management的子公司和能源投资者NGP。首席执行官克莱•塞尔（Clay Sell）表示，该公司（他拒绝透露目前的估值）打算在市场条件合适时进行传统的IPO。
塞尔告诉《福布斯》，他预计公司在德克萨斯州为化工巨头陶氏开发的首个 SMR 项目将在“2030年之前”上线，亚马逊的项目也将“尽快”跟进。他说，X-energy公司反应堆的千兆瓦发电占地面积约为 60 至 75 英亩，而传统核电站的占地面积约为 20 万英亩（包括一个隔离区）。塞尔预计，到2035年，X-energy将有“数十个项目正在进行中，其中一些已经完成，一些正在建设中，还有一些处于许可的早期阶段。” 其 Xe-100 反应堆的发电量为 80 兆瓦，但与华盛顿项目一样，在一个地点部署的反应堆可能包括多个小型反应堆。
这些项目需要很长时间才能建成，部分原因是建造核反应堆需要遵守必要的法规。美国核管理委员会于2023年1月批准了NuScale Power公司的首个SMR设计。X-energy目前正在通过审批程序，并表示核管理委员会于2024年1月完成了初步评估，没有发现前进的障碍。
塞尔说，除了与陶氏化学和亚马逊合作的项目外，X-energy还有其他项目正在进行中，但他拒绝透露具体是哪些项目；他说，该公司也是参与弗吉尼亚州多明尼昂竞标的公司之一。他说：“我们知道，当我们在第一个项目上执行得很好以后，我们的市场需求实际上是无限的。”
这种潜力为小型反应堆开发商带来了大量资金。Terrapower已经筹集了超过10亿美元的私人资金，而NuScale在2022年通过19亿美元的SPAC交易上市。但也存在一些障碍：由于成本飙升，NuScale去年取消了在爱达荷州规划的一个项目。
Alphabet及其子公司谷歌的首席执行官桑达尔·皮查伊最近在卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon）的一次演讲中表示：“我看到有大量资金进入小型反应堆……用于核能。因此，当我看到资本和创新进入时，我对其中长期的发展前景持乐观态度。”
10月上旬，谷歌表示，它已经与Kairos Power签署了一项协议，到2030年前将其首个SMR上线，并在2035年之前部署更多的SMR。在宣布与谷歌达成协议之前，AWS的加曼表示，他相信亚马逊与Dominion达成的协议是同类协议中的首例。
塞尔表示，X-energy和亚马逊在18个月前就开始谈判，当时AWS希望在履行其气候承诺的同时，获得全天候的能源。他说：“这说明了需求的巨大，以及人工智能对我们思考美国电力问题的方式所产生的影响。”使用小型模块化反应堆，与千兆瓦电力相关的碳足迹比人们印象中的传统发电厂要少得多。”
AWS大举进军核能领域的另一个举措是它与华盛顿州公共事业公司Energy Northwest的合作，后者正计划在其位于华盛顿州里奇兰的哥伦比亚发电站核电站附近建造一座 SMR。
Energy Northwest计划使用X-energy公司的SMR设计。该公司负责能源服务和发展的副总裁格雷格·卡伦（Greg Cullen）表示，在华盛顿州通过《清洁能源转型法案》（Clean energy Transformation Act，该法案要求该州到2045年提供100%的清洁能源）后，该公司已于2020年开始与这家初创公司合作。
卡伦表示：“我们在这里看到了一个非常好的机会，像亚马逊这样拥有资产负债表、风险偏好和需求的公司......可以帮助技术落地并得到验证。”虽然他指出，一家公共电力公司与一家科技巨头达成协议“有点奇怪”，但他强调，这将使Energy Northwest能够部署新技术，而无需提高费率来支付开发成本。“我们认为小型模块化反应堆为我们提供了很多机会，”他说。
卡伦预计，华盛顿的这个项目将在2030年代初开始投入使用。作为协议的一部分，亚马逊将有权购买前四个模块的电力，相当于320兆瓦，而Energy Northwest将有权选择建造额外的八个模块，总功率高达960兆瓦。
根据亚马逊与X-energy公司达成的协议，两家公司预计在未来15年内开发5千兆瓦的电力，包括与Energy Northwest公司的项目。X-energy首席执行官塞尔表示，为了提供这么多的能源，这家初创公司可以在弗吉尼亚州或宾夕法尼亚州等数据中心密集的地区建立4到5个站点，每个站点的规模都与Energy Northwest项目相似。
亚马逊也一直在寻找利用现有核舰队为其数据中心扩张提供动力的方法。今年3月，AWS同意以6.5亿美元的价格从Talen Energy公司购买宾夕法尼亚州960兆瓦的数据中心园区。据报道，作为交易的一部分，AWS将从塔伦的萨斯奎哈纳核电站购买固定价格的核电，该核电站是美国第六大核电设施。
“毫无疑问，人工智能将增加能源负荷，”亚马逊首席可持续发展官卡拉·赫斯特（Kara Hurst）上个月在纽约举行的福布斯可持续发展峰会上说。“我们已经达成了一项核协议，我们将把无碳作为解决方案的一部分。”
但是，当亚马逊和其他科技公司正在寻求利用旧核电站的电力时，新技术提供了更大的灵活性。“我们认为这不是一次性的，”加曼说。“这是SMR理念的一部分。你可以在世界上任何你需要的地方建造它们。”
本文译自
https://www.forbes.com/sites/amyfeldman/2024/10/16/amazon-is-betting-big-on-small-nuclear-reactors-to-power-its-data-centers/
文：Amy Feldman
翻译：Vivian
