Малые реакторы – будущее для ЦОДов?

С момента своего возникновения ядерная энергетика наращивала мощности. Но сегодня все чаще говорят о том, что в будущем ее драйвером станут не крупные АЭС, а малые модульные реакторы (ММР). Именно на ММР возлагаются большие надежды в покрытии безудержно растущего спроса на электроэнергию со стороны дата-центров. Как утверждают аналитики Gartner, из-за того что генерация электроэнергии растет отнюдь не так быстро, как ее потребление дата-центрами, ввод в строй новых ЦОДов во всем мире окажется под угрозой буквально в ближайшие несколько лет. Такие перспективы стимулируют не только развитие более энергоэффективных решений, но и поиск надежных источников энергии, доступных в режиме 24×7.

С другой стороны, требования устойчивого развития, сокращения углеродного следа, а в ряде стран и достижения углеродной нейтральности (в перспективе ближайших десятилетий) вынуждают компании, особенно крупных потребителей энергии, искать варианты надежных «зеленых» источников энергии. Закономерно, что на фоне таких задач и требований уже не первый год на рынке наблюдается растущий интерес к ядерной энергетике.

Однако традиционные «большие» АЭС, хотя и дают много энергии, с коммерческой точки зрения имеют ряд существенных ограничений – от длительных сроков строительства и требований к месту расположения до стоимости. Поэтому, несмотря на то что опыт строительства дата-центров в непосредственной близости от АЭС есть, в том числе в России, массовыми такие проекты стать не смогут.

Свою роль играет и «гражданский вопрос». После нескольких серьезных аварий, произошедших на больших АЭС, в частности на «Три-Майл-Айленд» (США, 1979 г.), Чернобыльской АЭС (СССР, 1986 г.) и «Фукусиме-1» (Япония, 2011 г.), в ряде государств граждане неоднократно выступали против запуска или строительства атомных электростанций или же мораторий на такое строительство был введен на правительственном уровне. Например, в США после аварии на «Три-Майл-Айленд» лицензии на строительство АЭС не выдавались вплоть до 2012 г.

Между тем привлекательность ядерной энергетики очевидна. Ядерное топливо гарантирует постоянную подачу большого количества «чистой» энергии. Так что не случайно интерес к этой технологии стал расти пропорционально увеличению спроса на электричество. Все чаще государства пересматривают политику в области ядерной энергетики, анонсируют запуски, перезапуски и продление работы АЭС, а ИТ-гиганты заключают соглашения с поставщиками энергии от атомных станций. Например, в сентябре 2024 г. Microsoft подписала 20-летний контракт на поставку электроэнергии от первого энергоблока «Три-Майл-Айленд», не задетого аварией 1979 г.

Примечательно, что рост числа государств, заинтересованных в развитии ядерных технологий, прямо пропорционален уровню развития именно малых модульных реакторов. По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), приведенным в бюллетене Small Modular Reactors: Advances in SMR Developments в 2024 г., если в 2020–2021 гг. только одна страна-­«новичок» заявляла о своем интересе к развитию ММР, то в 2022 г. таких стран было уже пять, в 2023 г. – 10, а в 2024-м – 16. По прогнозам МАГАТЭ, в 2025-м их будет уже более 25. В частности, о своем интересе к развитию ММР-проектов заявили Гана, Иордания, Кения и Эстония. Италия, в 80-х годах заморозившая ядерные проекты, изучает возможности возврата к ядерной энергетике, но теперь уже с использованием малых реакторов. 

На 28-й конференции ООН по изменению климата в 2023 г. атомная энергетика была впервые названа среди технологий, развертывание которых необходимо ускорить для достижения нулевых выбросов углерода. Более 20 стран, участвовавших в конференции, обязались работать над тем, чтобы к 2050 г. утроить ядерную энергетическую мощность. 

«Быстрая, глубокая декарбонизация, особенно в трудно поддающихся сокращению областях, таких как промышленность, невозможна без значительного увеличения ядерных мощностей», – говорится в упомянутом выше бюллетене МАГАТЭ. При этом, как отмечается в документе, именно ММР и микрореакторы могут сыграть ключевую роль в будущем наращивании доли ядерной энергетики. Согласно оптимистическому прогнозу развития отрасли, мощность ядерных генерирующих установок в 2050 г. будет в 2,5 раза больше, чем сегодня. И четверть этой новой мощности, как ожидается, будет приходиться на ММР. Министерство энергетики США в своем отчете Pathways to Commercial Liftoff: Advanced Nuclear (сентябрь 2024 г.) называет примерно такие же цифры: из-за растущего спроса на электроэнергию, спровоцированного дата-центрами и ИИ-технологиями, ядерные мощности к 2050 г. могут вырасти втрое – с 100 до 300 ГВт. 

Оценки мирового рынка ММР в деньгах тоже демонстрируют тенденцию к росту. Так, в IDTechEX ожидают, что рынок увеличится до $72,4 млрд к 2033 г. и до $295 млрд – к 2043 г., т.е. среднегодовой темп роста составит 30%. А к 2050 г., как прогнозирует Research and Markets, объем рынка ММР достигнет уже $3,9 трлн.

Если говорить о рынке ММР «в штуках», то, по прогнозам МАГАТЭ, сделанным еще в 2019 г., мировая потребность в таких реакторах в перспективе до 2040 г. составит от 500 до 1000 блоков. Однако, учитывая растущий интерес к таким решениям, можно предположить, что сегодняшние цифры, опять же, могут быть выше. 

Оговоримся, что серьезной проблемой маркетинговых оценок рынка – и в деньгах, и в штуках – является тот факт, что рынка ММР как такового пока не существует. В 2024 г. в мире в режиме промышленной эксплуатации работали два реактора – в России и в Китае. Есть также несколько исследовательских и экспериментальных установок в разных странах. Но основная часть ММР-проектов находится в лучшем случае на стадии лицензирования (запуск этих решений должен произойти в ближайшие пару лет). Для части проектов указана стадия активной разработки: их появления можно ожидать в конце текущего – начале следующего десятилетия. И наконец, некоторые проекты и вовсе находятся только на стадии НИР/НИОКР, так что их запуск может состояться не ранее чем лет через 10. 

По мнению МАГАТЭ, ИТ-отрасль станет одним из двух основных драйверов развития сектора ММР (второй – это интерес со стороны государств, пока не имеющих собственных проектов в малой атомной энергетике). Больше всех из представителей ИТ-отрасли в малых реакторах будут заинтересованы активно развивающиеся и крайне энергоемкие объекты: дата-центры, ИИ-кластеры, майнинговые фермы.

Во-первых, ММР позволяют на постоянной основе получать необходимое количество энергии. Причем объем генерации энергии может идти вслед за нагрузкой, что открывает широкие возможности для масштабирования проектов. 

Во-вторых, используя ММР, операторы ЦОДов смогут обрести независимость от сетей электропередачи и соответственно от согласования условий подключения, которые могут тянуться не один год и необязательно заканчиваются успехом – спрос на электроэнергию растет такими темпами, что генерирующие и энергосбытовые компании просто не успевают его удовлетворять. Между тем ММР можно разместить непосредственно на территории ЦОДа и таким образом получить источник автономного бесперебойного питания.

Также вызывает интерес использование ММР для когенерации в дата-центрах. В том случае, если на объекте генерируется избыточное тепло или энергия, их можно будет отдавать в сети общего пользования.

Неудивительно, что проекты создания ММР начали привлекать инвестиции со стороны технологических гигантов. Причем 2024-й стал своего рода годом расцвета для сделок такого рода. Перечислим самые громкие соглашения.

В апреле 2024 г. Equinix заключила договор с компанией Oklo. Согласно договору, оператор ЦОДов заплатил $25 млн за право получить до 500 МВт от ММР, производимых Oklo, а также зарезервировал за собой право преимущественной покупки энергии, вырабатываемой определенными реакторами, сроком на 36 месяцев – выкупаемая мощность составит 100–500 МВт.

 

В декабре 2024 г. компания Oklo подписала 20-летнее необязывающее соглашение о поставке 12 ГВт энергии с оператором Switch, которое поддержит планы Oklo по строительству и управлению ММР Aurora. В Oklo рассчитывают начать поставки электроэнергии к концу десятилетия по цене около $100 за 1 МВтꞏч.

Осенью 2024 г. Google заключила договор со стартапом Kairos Power на строительство нескольких ММР общей мощностью 500 МВт. В рамках соглашения Kairos Power должен построить первый коммерческий реактор к 2030 г., остальные — к 2035 г. Подробности сделки не сообщаются, однако известно, что главная разработка стартапа – это жидкосолевой реактор.

 

Также осенью 2024 г. «ИКС» писал о том, что Oracle проектирует центр обработки данных, которому потребуется более 1 ГВт электроэнергии. Для энергоснабжения будущего ЦОДа будут использованы три ММР.

Наконец, еще один мировой лидер индустрии ЦОДов, компания Amazon, в октябре 2024 г. анонсировала три новых энергетических проекта, предполагающие постройку нескольких ММР. Так, ИТ-гигант подписал соглашение с Energy Northwest, консорциумом энергетических предприятий шт. Вашингтон, в рамках которого при участии AWS в штате будут построены четыре передовых ММР. На первом этапе реакторы будут генерировать суммарно около 320 МВт, а после запуска в полную силу их общая мощность составит 960 МВт. Ключевым партнером в этом проекте, с которым AWS подписала отдельное соглашение, станет компания X-energy, которая как раз и занимается разработкой ММР.

AWS также подписала соглашение с Dominion Energy. Целью совместной работы станет изучение возможности строительства ММР рядом с принадлежащей энергетической компании АЭС North Anna в шт. Вирджиния. Запуск малых реакторов, как предполагается, позволит увеличить суммарную мощность станции не менее чем на 300 МВт.

В целом, как заявляют в Amazon, инвестиции в атомные проекты – это существенная часть стратегии компании по переходу на «зеленую» энергию. Впрочем, перспективными ММР считают не только операторы ЦОДов, но и вендоры, и энергетические компании.

Например, Terrestrial Energy, разработчик ММР, подписал договор с компанией Schneider Electric, который предусматривает оперативное развертывание инфраструктуры и масштабирование реакторов. Решение, по словам партнеров, даст возможность обеспечить энергией крупные дата-центры, а также промышленные предприятия.

В ноябре 2024 г. стало известно, что итальянская энергетическая компания Enel завершает формирование нового предприятия по производству ММР. Enel уже заключила сделку со стартапом Newcleo – разработчиком малых модульных ядерных реакторов. В дальнейшем новая компания, поддерживаемая солидным финансированием со стороны основателей, может стимулировать развитие и других стартапов, которые работают в области ММР.

Что касается российских операторов ЦОДов, то с их стороны интереса к ММР пока нет, хотя в настоящее время именно наша страна является одним из лидеров малой ядерной энергетики. Как сообщала госкорпорация «Росатом», она разрабатывает проекты строительства ММР в труднодоступных областях страны, которые позволят обеспечить энергоснабжение промышленных предприятий. В будущем, уверены в «Росатоме», развитие ИИ-технологий так или иначе приведет операторов ЦОДов к партнерству с сетевыми и генерирующими энергетическими компаниями.

Впрочем, отсутствие спроса сейчас не означает его отсутствие в будущем. Тем более что проблемы с электроэнергией постепенно дают о себе знать и в России. Поэтому, возможно, спрос на ММР со стороны ИТ-компаний – дело не слишком далекого будущего.

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!