2024年9月25日(優分析產業數據中心)
隨著人工智慧（AI）技術的快速發展，數據中心的能源需求也在飛速增長。生成式AI技術（如ChatGPT等）需要大量的計算能力，這意味著它們需要大量電力來支撐運行。
根據預測，到2030年，美國的總發電能力可能會增長2.4%至2.7%，但預計到2030年，數據中心的用電量也將翻倍，消耗美國約9%的電力。
AI與數據中心的能源需求增長
AI模型的快速擴展正在顯著增加全球數據中心的能源需求。尤其是像GPT-3這樣的大型生成式AI模型，運行所需的計算能力極大，能源消耗也隨之增加。
根據下圖數據顯示，GPT-3模型在2024年預計將消耗1,287 MWh，Gopher則接近1,066 MWh。其他模型如Llama 2和Bloom的耗電量也在400 MWh到433 MWh之間。這些數字說明，隨著AI技術的普及，數據中心的能源需求只會越來越大，這對電力供應提出了更高的要求。
科技公司與核能合作的趨勢分析
面對日益增長的能源需求，許多科技公司開始積極尋找解決方案，來確保數據中心的穩定運行。
他們與可再生能源供應商簽訂了長期電力購買協議，如太陽能和風能，來減少碳排放。
然而，這些能源的供應會受到天氣等自然因素的影響，並不能完全滿足數據中心對穩定電力的需求。
因此，核能成為了科技公司的重要選項，因為核能可以提供穩定且持續的電力。
亞馬遜（Amazon）便是其中一例。該公司與核能公司Talen Energy合作，計劃在賓夕法尼亞州Talen核電廠旁建立數據中心，利用核能來應對其日益增長的能源需求。
微軟則是另一個典型代表。該公司與核能公司Constellation Energy合作，計劃重啟賓夕法尼亞州的三哩島核電廠1號機組，並預計在2028年重新投入運行，為其數據中心提供穩定的清潔能源。
*參考文章：能源｜突破能源瓶頸！核能助力Microsoft數據中心滿足AI運算需求
根據Jefferies的分析，微軟在這項長達20年的電力購買協議中，可能以每兆瓦時 110至115美元 的價格支付給Constellation，這比市場預期的每兆瓦時 100美元 左右要高。這顯示出科技公司對清潔核能的需求正在迅速增長，願意支付高於市場的溢價來確保穩定的電力供應。
核能的優勢
● 低碳排放：核能在發電過程中幾乎不產生溫室氣體，這使它成為應對氣候變遷的重要能源選項。相比傳統的化石燃料，核能的碳足跡極小。
● 穩定的電力供應：核電能24小時運行，不受天氣或季節影響，這對需要穩定電力的數據中心尤其重要。
● 高發電效率：核電站的單位發電效率極高，能大規模供電，非常適合支撐AI數據中心這種高耗能的運營需求。
儘管核能被視為一種清潔、可持續的能源選擇，但短期內核能是否能滿足 AI 擴張的需求仍不確定。
重啟三哩島核電廠的挑戰
● 供應鏈問題與國際局勢影響
重啟核電廠需要大量的技術和材料支持，尤其是濃縮鈾等關鍵材料的供應。自俄羅斯在2022年全面入侵烏克蘭後，美國對俄羅斯的核材料進口設限，進一步加劇了全球核能供應鏈的緊張局勢。這使得核電廠獲取所需材料更加困難，延長了重啟進度。
● 設備老化與維護問題
三哩島核電廠的1號機組自2019年關閉以來，設備長期處於閒置狀態，包括蒸汽發生器、反應堆容器等敏感組件在內的設施可能出現老化現象。根據專家的分析，這些設備重新啟用時可能會遇到技術挑戰，需要額外的修復和維護，從而增加成本和延長時間。
● 監管和許可程序的複雜性
美國核監管委員會（NRC）需要審核並批准核電廠的重啟申請，然而該機構當前正在處理大量核能相關的許可申請，包括高技術模組化反應堆等新型技術。即使拜登政府簽署了加速核能許可的法案，NRC仍面臨人力和技術資源不足的問題，這可能導致許可流程延長。此外，公共意見的反對也可能拖慢進度。
● 環保與水資源挑戰
核電廠重啟需滿足嚴格的環保規範，尤其是在水資源使用方面。Susquehanna流域委員會將審查核電廠的水資源需求，以確保不會對當地環境及其他用水者產生負面影響。任何環保審核的延遲都可能進一步影響重啟計畫的進展。
● 當地社區的反對與事故記憶
1979年三哩島的部分熔毀事故仍深深印在當地居民的記憶中，因此社區對於核電廠的重啟計畫抱持謹慎甚至反對態度。由於事故造成的恐懼與不信任，重啟核電廠必須在環境與安全性上進行充分的溝通，確保社會的接受度。
● 數據中心對電網的潛在壓力
儘管核電被視為穩定的清潔能源，但數據中心的高能耗需求可能對當地電網造成壓力。類似的案例顯示，當數據中心接入核能時，可能導致電力傳輸成本上升，進而推高當地用戶的電費，這一問題需要進一步評估和協調。
*參考文章：核電廠有辦法快速重啟嗎？看美國這個首宗重啟案例！
結論：挑戰重重，短期內難以實現
穩定的供應能力、清潔環保的特性，以及能夠與科技公司簽訂長期固定價格的協議，這些都使核能成為一個有吸引力的選項，為能源供應商與科技公司提供新的合作機會。
然而，從三哩島核電廠重啟的案例可以看出，這一過程充滿了不確定性，從技術挑戰到監管壓力，再到社區反對，皆可能影響核電在未來供應數據中心電力的角色。
