小型模块堆与数据中心

多年来，我们一直在讨论核供能的设施，现在是否是时候实现它了呢?许多数据中心正面临能源危机：它们希望大规模扩张的同时做到零碳排放，这催生了对于低碳电能的需求，然而后者目前并不多得。以香港为例，该地区的可再生能源供应根本无法满足现有需求，更不用说新建数据中心了。与此同时，欧洲很多国家与地区的绿色能源供应也十分有限，如果数据中心大量消耗这些资源，那么供暖和交通等领域又无法实现脱碳，进而导致该区域无法实现整体净零排放的目标。

核能的优势

核能可能是上述难题的部分解决方案。它几乎不产生温室气体，而且可以在任何有需要的地方部署。更重要的是，与太阳能和风能等真正的可再生能源相比，核能提供更加持续稳定的负荷供应，而不依赖于光照或风吹。这正是数据中心所需要的能源类型。过去，核能曾因交付问题而备受诟病，大型项目经常陷入长期延误和成本超支，同时环保组织也公开发起反对活动。在欧洲，法国和比利时等核能国家已将核能归类为清洁技术，因为它提供稳定的基础负荷电力，并且不排放温室气体。然而，拥有核电厂的国家也面临着一个问题：老旧电站寿命逐渐终结，但政府不愿上马那些结果未知的大型核能项目。

另一种可能的选择是采用小型模块化反应堆(SMRs)的技术。这些反应堆旨在克服大型项目缺点：它们尺寸灵活，使用预先批准的设计构建，组件直接在工厂制造。原则上，SMRs可以快速且重复地交付。工程设计一次性完成审批后即可部署于多个地方，组件从工厂运送到现场进行组装建设。首批SMR反应堆将安装在已经具备基础设施和许可的核电厂址上，随着老旧反应堆的关闭，这些站点很快会有空缺。由于SMR反应堆功率较小，因此可以为独立的小项目供能，或者辅助数据中心运行。

核能升级

英国是SMRs最坚定的支持者之一，其计划在未来20年内投入高达200亿英镑的资金，开发一批满足本国电力消耗四分之一的电厂群。劳斯莱斯(Rolls-Royce)是该国领军企业之一，其SMR反应堆的功率达到470MW，处于“小堆”范围内的顶流位置。劳斯莱斯计划在英国安装16台SMR发电机组。与此同时，其他潜在的建造商在政府的鼓励下也积极等待中。美国开发商Last Energy已宣布与英国客户达成了一项交易，向其销售24台SMRs。Last Energy公司的SMRs计划使用压水堆(PWRs)技术，机组单功率20MW，造价约1亿英镑(1.23亿美元)。在英国竞标建设SMR的公司中，还包括伦敦的初创企业Newcleo，该公司宣布计划筹集9亿英镑用于建设小型铅冷快堆。其他正在寻求资金支持的公司还包括GE Hitachi Nuclear Energy、GMET Nuclear、Holtec Britain、UK Atomics，以及联手合作的Cavendish Nuclear和X-Energy。

NuScale是美国小型堆的领跑者，其Voygr系统已获得42亿美元的政府补贴支持，并获得美国核管理委员会(NRC)的批准，可以在本国部署。和其他SMRs堆型比起来，NuScale已经公布了很多自己型号的信息，但今年早些时候也出现了一些负面报道。该公司曾承诺以每兆瓦时55美元的价格提供电力，这使得其拥有长期的市场竞争力。但随着Voygr系统的细节逐渐被披露，预期成本已经增加到每兆瓦时90美元，即使未来获得《通货膨胀削减法案》的资金支持也无济于事，该法案是美国用于促进向低碳能源过渡的法案。这样的成本比太阳能和风能更贵，尽管核能确实更可靠更持续。

推进

如果继续将核能视为有用的选择，那么不得不面临一个问题：受到切尔诺贝利事故和福岛事故的影响，谁会愿意在自己的土地上建设核电站呢?目前看来第一批SMR反应堆可能会安装在现有厂址上，这些站点已经具备基础设施和许可，而且随着老旧电厂的关闭，可能很快出现空缺。过去几代的核电厂运行了很多年，其中一些的寿命即将结束。这些站点已经获得了建设核电厂的许可，并具有上网输电的设备，当地居民也认识到这些核电站所提供的就业机会和能源供应的重要性。

劳斯莱斯在威尔士的Trawsfynydd一座废弃核电站开展首个项目，该地可容纳两个470MW的SMRs机组。加拿大安大略省电力公司(Ontario Power Generation，OPG)正在Darlington建设四个新的SMRs机组，目前该地也正在为四台四十年历史的CANDU堆进行翻新工作。OPG的SMRs是由GE Hitachi生产的BWRX-300型号，预计于2028年开始供电。它们可能为数据中心供电，因为OPG已与微软签署了购电协议(Power Purchase Agreement, PPA)，其中约定大部分电力将由风能和太阳能提供，但如果核能及时投产，它也可能成为组合的一部分。

首个核能供电数据中心?

美国已经出现了首个明确建设核能供电的数据中心，尽管这个计划预计需要十年以上才能实现。Green Energy Partners(GEP)公司认为他们已经找到了完美的地点：一座由Dominion公司运营的现有核设施，该设施靠近一个数据中心枢纽，该枢纽正在迅速扩张中，使得电网提供各种能源——尤其是清洁能源——的能力面临压力。五十年前，西屋公司在詹姆斯河旁的弗吉尼亚州萨里郡建造了这两座800MW压水堆。该公司计划在此处再建两座压水堆，但计划尚未实现，尽管原有的反应堆已经获得延寿至2052年的许可。

萨里郡距离北弗吉尼亚数据中心枢纽约200英里，中心所在的劳登郡已经快要达到电力承载极限，因为数据中心消耗了当地约20%的可用电力，新建筑项目经常因电力分配问题而延误。萨里郡同时还位于通往弗吉尼亚海滩电缆登陆站的路线上，因此潜在地成为连接国内和国际互联网流量的好地方，尤其在考虑到其具备清洁能源潜力的情况下。

GEP已购买了紧邻核电厂的641英亩土地，并计划在那里建设大量的数据中心，最终由新型SMR反应堆供电，氢气为备用能源。从2024年开始，该开发商计划建设数据中心30个(总耗电量1GW)，并将其命名为萨里绿色能源中心(Surry Green Energy Center, SGEC)。这些数据中心初期由现有的电网电力供应，但据GEP首席运营官Mark Andrews告诉DCD，由于该地紧邻萨里核电站，实际上从一开始数据中心就是使用核电。Andrews表示：“该项目是一个1000MW的超大规模数据中心园区，可以这么说，它从一开始就由常规的核能供电。”利用数据中心的收入，GEP计划在现场建设多达六个250MW的SMR反应堆。GEP的战略发展副总裁Bill Puckett告诉弗吉尼亚商业杂志说，由于需要严格的审批许可，SMR供电可能需要10至15年才能开始运行。

核能+氢能?

GEP也计划在现场使用一个被称为“绿色能源机器(green energy machine, GEM)”的系统生产绿色氢气。实际上，核能和氢气之间有很多协同效应：压水堆会使用超沸点的水，并可提供超400华氏度的废热水。电解反应用非常热的水或蒸汽时效率最高，因此绿色氢气生产设施将有效利用SMR的废热以及部分零碳电力。一部分生产的氢气可以与天然气混杂，通过现有管道运输到厂区外，但大部分氢气可以在现场用于数据中心的发电备用。萨里郡是一个完美的地点：拥有一座核设施，靠近一个大规模扩张的数据中心枢纽。Andrews表示：“数据中心需要冗余备份，我们设计使用天然气/氢气(占比10-15%)发电机供电，并在未来三到五年内完全使用100%的氢气。”当SMR建成后，它们将成为主要的能源供应途径，传统核能将成为备用能源，用于在多台SMR停机时提供备用电力。该公司计划建设35英亩的SMR项目，并配套20英亩的氢气生产设施。

Andrews表示：“我们完成了可行性研究阶段，并已经在该地区开始了实质性的规划。”目前尚未确定SMR供应商，他解释说：“我们刚刚开始下一阶段，正在与不同的SMR和氢气系统开发公司进行协商。目前为止还没有与任何具体的合作伙伴达成一致。”然而，GEP的消息稿中提到他们一直与美国能源部的爱达荷国家实验室合作，该实验室也与美国SMR公司NuScale合作，后者拥有50MW Voygr系统。有趣的是，NuScale已经与壳牌(Shell)合作开发核能和绿色氢气协同系统。Andrews的谨慎态度可能部分原因是之前提到的NuScale遇到的挫折，其预期的电力成本最近有所上升，使得其能源的竞争力降低。另一方面，看起来核能先锋企业也可能有多种可选的合作伙伴。(完)