А зарядка электромобилей также потребует гигантских мощностей.
Ядерный век начался 80 лет назад, но масштаб новой технологии оказался настолько велик, что полное раскрытие всех ее возможностей происходит только сегодня. А что будет через сто лет? Как атом изменит ситуацию с дата-центрами для ИИ, почему он предрасположен к дружбе с электромобилями и покорением других планет? Насколько он повлияет на нашу жизнь в следующем столетии?
Интересно, что атомная энергия, в отличие от тех же полупроводников, вытеснивших лампы в электронике, не разрушила предшествующие рынки и до сих пор сосуществует с другими видами генерации, даже предельно вредными и устаревшими вроде угольных ТЭС. И все же мирный атом глубоко трансформировал энергетический сектор, обеспечив всем желающим доступ к мощному и низкоуглеродному источнику энергии — были бы политическая воля и инвестиции. Причем темпы ее роста во Франции XX века, например, обгоняли темпы роста СЭС и ВЭС в современной Европе. То есть при наличии этой воли и нужных инвестиций АЭС вполне могут развиваться и со скоростью прорывной технологии.
Но впереди ждет куда больше. В обозримом будущем ядерная энергия может изменить многие отрасли и, возможно, даже вытеснить хорошо знакомые нам сейчас технологии: к примеру, космические ракеты на химических двигателях.
Эксперты отмечают, что в 2026 году сегодняшние модели ИИ будут потреблять один гигаватт электроэнергии, а в 2028-м — уже около 10 гигаватт. Разработки следующего этапа, сильного ИИ, потребуют введения в эксплуатацию еще до 100 гигаватт дополнительных мощностей. Сколько электричества понадобится, чтобы перейти от сильного ИИ к искусственному сверхинтеллекту (Artificial Superintelligence, ASI), способному превзойти человеческие возможности, пока даже невозможно представить, но очевидно, это будет рост.
Единственный разумный выход — развитие атомной энергетики для нужд ЦОД и ИИ. Так, компания Microsoft заключила контракт о покупке электричества на 835 мегаватт, предполагающий перезапуск знаменитой АЭС «Три-Майл-Айленд». Amazon подписала еще более крупное соглашение на поставку почти двух гигаватт атомной электроэнергии для питания своих центров обработки данных искусственного интеллекта и облачных хранилищ в Пенсильвании (США).
Прогноз: в течение ближайших 100 лет мы будем наблюдать строительство инфраструктурных комплексов, совмещающих гигантский ЦОД для ИИ. Рядом с ними весьма логично ждать появления либо малых модульных реакторов, либо, если генеративный ИИ покажет достаточный энергоаппетит, более крупных АЭС с одним или несколькими гигаватными энергоблоками.
Грядущее столетие, без сомнения, пройдет под знаком все нарастающего глобального потепления. И, как ни странно, оно станет большой проблемой для крупнейших IT-компаний мира. Ведь ЦОДы — это не только прожорливые потребители электроэнергии, но и, по сути, гигантские печи, выделяющие неимоверное количество тепла.
Одна из крупнейших статей расходов при строительстве и эксплуатации любого ЦОД — создание и обслуживание системы кондиционирования воздуха. Обычно в машинных залах дата-центров для охлаждения используют специальное оборудование — блоки кондиционирования воздуха CRAC (Computer Room Air Conditioner) и блоки подготовки воздуха CRAH (Computer Room Air Handler), а также системы захолаживания воздуха на крышах или централизованные устройства воздухоподготовки. Все они весьма недешевые сами по себе плюс требуют немалых затрат электричества для функционирования.
Сократить издержки на кондиционирование помогает холодный полярный климат. Поэтому многие корпорации, например Google, активно строят свои новые ЦОДы за полярным кругом либо вплотную к его границам. Там благодаря технологии freecooling избытки тепла в машинных залах можно снять с помощью ледяного наружного воздуха, а для охлаждения серверов — использовать морскую воду.
С ростом средних температур от тропического до умеренного пояса IT-компаниям неизбежно придется переносить свои дата-центры в Арктику или на плавучие станции в Южный океан близ берегов Антарктиды. Но так как развитой энергетической инфраструктуры там нет и не будет, для их обслуживания потребуются атомные станции малой мощности (АСММ) с малыми модульными реакторами (ММР).
Во всех развитых странах можно наблюдать единую суточную структуру энергопотребления: за кратким утренним пиком следует дневной спад, после которого наступает продолжительный вечерний пик, сменяющийся длительным ночным спадом. Эти колебания создают нагрузку на электросети и требуют от поставщиков энергии поддержания баланса между выработкой и спросом. Задача нетривиальная, поэтому для ее решения разработано множество разных стратегий.
АЭС работают в режиме, который в энергетике называют базовым: вырабатывают энергию и днем, и ночью. Такая схема подойдет для будущего, в котором много электромобилей. Ведь с точки зрения электромобилей как потребителей наиболее эффективна именно схема, когда АЭС ночью вместо снижения выработки после дневных пиков отдают электричество на электрозаправочные столбики близ домов, где припаркованы электромобили владеющих ими частных лиц. Для такого потребителя экономически более эффективна схема, когда АЭС работает 24/7. Почему?
Если электромобили начнут массово заправлять в те же часы, когда электричество потребляют остальные потребители, они мгновенно упрутся в ограничения по возможностям подстанций.
Вот есть многоквартирный дом на тысячу квартир. На парковке рядом можно поставить немало столбиков с двумя розетками на каждой, причем это будет стоить всего сотню долларов за розетку. Но что будет, когда 500 электромобилей на парковке одновременно начнут заряжаться?
Вечером или утром это спровоцирует мини-коллапс: до мегаватта мощности, подведенной к дому, будет занято на электрозарядке. Включения электролит, кондиционеров и тому подобных приборов в самих квартирах в таких условиях может привести к перегрузке сети и локальному отключению. Поменять оборудование на местной подстанции можно, но не придется ли тогда менять и идущие от нее к дому подземные кабели? Сколько все это будет стоить?
Совсем другая история, если зарядка электромобилей будет ограничена ночными часами — например, с помощью резко сниженных ночных тарифов. Ночью подстанция в жилых кварталах еле загружена, попросту простаивает почти без дела. А теперь она сможет передавать электричество от АЭС потребителям, которые активнее всего именно ночью.
<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/uMnudn5Qx24?si=yITJhvyl5FGgGSm2" title="YouTube video player" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen></iframe>
