Các nhà khai thác trung tâm dữ liệu như Amazon hướng tới hạt nhân để đáp ứng nhu cầu của họ

Thỏa thuận này minh họa mối quan tâm mới của các trung tâm dữ liệu đối với năng lượng hạt nhân. Ngành công nghiệp này ngày càng trở nên tích cực trong việc cố gắng đảm bảo các nguồn năng lượng lớn, đáng tin cậy vào thời điểm mà tốc độ tăng trưởng nóng bỏng của nó đã vượt xa khả năng theo kịp của lưới điện.

Với tổng công suất gần 100 gigawatt, đội ngũ nhà máy hạt nhân của quốc gia cung cấp một nguồn năng lượng khổng lồ — và là cơ hội mà các trung tâm dữ liệu ngày càng tìm cách nắm bắt. Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ, một gigawatt đủ năng lượng để thắp sáng khoảng 340.000 ngôi nhà dân cư.

Hạt nhân có một thuộc tính quan trọng khác đối với hoạt động kinh doanh trung tâm dữ liệu chú trọng đến hình ảnh: lượng khí thải carbon không đáng kể cho phép các nhà khai thác tuyên bố một cách đáng tin cậy rằng các hoạt động mở rộng nhanh chóng của họ sẽ không phải trả giá bằng việc làm khủng hoảng khí hậu trở nên tồi tệ hơn.

Wes Swenson, giám đốc điều hành của công ty điều hành trung tâm dữ liệu Novva có trụ sở tại Thành phố Salt Lake, cho biết trong nhiều năm, các nhà điều hành trung tâm dữ liệu phần lớn đã tránh xa năng lượng hạt nhân “vì dư luận luôn khá tiêu cực”.

Ông nói: “Thỏa thuận với Amazon thực sự khiến tôi bị sốc”, đồng thời giải thích rằng ông tin rằng nó thể hiện sự đánh giá lại ngày càng tăng về năng lượng hạt nhân của ngành công nghiệp.

“Tôi không thấy điều này dừng lại,” Swenson nói.

Có những dấu hiệu không phải vậy.

Joe Dominguez, Giám đốc điều hành của Constellation, nhà điều hành các nhà máy hạt nhân lớn nhất quốc gia, cho biết trong một báo cáo thu nhập hồi tháng 3 rằng việc cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu bằng năng lượng hạt nhân là “một cuộc hôn nhân hoàn hảo”.

Ông nói: “Có một nhóm lớn ở Constellation tham gia vào các cuộc thảo luận này.

Vistra, một chủ sở hữu hạt nhân khác, cũng cho biết họ đang thu xếp các thỏa thuận về trung tâm dữ liệu cho một nhà máy hạt nhân mà họ sở hữu ở Ohio và một ở Texas.

Jim Burke, Giám đốc điều hành của công ty, cho biết trong cuộc gọi thu nhập tháng 3: “Chúng tôi đang thấy khách hàng tiếp cận chúng tôi với tốc độ chưa từng thấy trong lịch sử của tôi với ngành này”.

Trong cuộc gọi thu nhập ngày 30 tháng 4, Ralph La Rossa, Giám đốc điều hành của Tập đoàn Doanh nghiệp Dịch vụ Công cộng New Jersey, cho biết họ cũng đang xem xét việc bán điện hạt nhân cho các trung tâm dữ liệu.

La Rossa cho biết: “Các đơn vị hạt nhân ở New Jersey của chúng tôi có thể cung cấp khả năng tiếp cận nguồn năng lượng tải cơ sở không chứa carbon, có độ tin cậy cao và lưu ý rằng các cơ sở hạt nhân ngày càng được coi là “sứ mệnh quan trọng đối với các nhà phát triển trung tâm dữ liệu lớn và các nhà siêu quy mô”.

PSEG vận hành hai nhà máy hạt nhân ở New Jersey hiện cung cấp gần một nửa lượng điện của bang.

Sự nhiệt tình này được chia sẻ bởi ngày càng nhiều nhà khai thác trung tâm dữ liệu.

Vào tháng 1, Microsoft thông báo rằng hai giám đốc điều hành kỳ cựu trong ngành năng lượng đã được thuê để đảm nhận các vai trò mới được bổ nhiệm là giám đốc tăng tốc hạt nhân và giám đốc công nghệ hạt nhân tại công ty – báo hiệu ý định theo đuổi nguồn năng lượng của họ. Mùa hè năm ngoái, Microsoft, một trong những nhà khai thác trung tâm dữ liệu lớn nhất, đã ký thỏa thuận với Constellation để mua năng lượng hạt nhân cho một trong những cơ sở ở Virginia khi không có năng lượng gió và mặt trời.

Trung tâm dữ liệu đi “sau hàng rào”

Các khách hàng sử dụng điện lớn thường khởi động hoạt động của mình bằng cách cắm vào lưới điện.

Tuy nhiên, việc tiêu thụ năng lượng quá mức của các trung tâm dữ liệu đã khiến nhiệm vụ tìm nguồn điện của họ trở nên phức tạp hơn.

Theo báo cáo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế, do việc áp dụng rộng rãi điện toán đám mây và hiện nay nhu cầu về dung lượng lưu trữ và xử lý máy tính khổng lồ cần thiết để phát triển và thương mại hóa trí tuệ nhân tạo, việc sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi trong hai năm tới.

JLL ước tính rằng lượng điện tiêu thụ cho các trung tâm dữ liệu ở Mỹ có thể tăng lên 79 gigawatt vào cuối năm 2030 từ mức khoảng 22 gigawatt hiện nay – nếu có điện.

Khi các nhà khai thác gấp rút tận dụng sự bùng nổ, họ ngày càng nhận thấy rằng lưới điện không thể theo kịp. Ví dụ, vào năm 2022, Dominion Energy, một công ty tiện ích có trụ sở tại Virginia, đã nói với các nhà phát triển ở bang này, nơi có thị trường trung tâm dữ liệu lớn nhất thế giới, rằng họ sẽ trì hoãn việc khởi động các dự án mới, đồng thời gửi cảnh báo đến toàn ngành.

Trong khi các công ty điện lực tiết lộ kế hoạch mở rộng có thể mất nhiều năm để hiện thực hóa thì các trung tâm dữ liệu đang tìm cách tránh sự chờ đợi bằng cách đi thẳng vào nguồn.

Hoạt động của Amazon tại Susquehanna sẽ hút năng lượng trực tiếp từ nhà máy hạt nhân, thuộc sở hữu của Talen Energy, điều khiển toàn bộ hệ thống tiện ích. Những sự sắp xếp như vậy được gọi là “đồng vị trí” và hoạt động “đằng sau đồng hồ đo”, bỏ qua các đồng hồ đo điện tiện ích để đo và thu phí điện chạy ra khỏi lưới điện. Amazon từ chối bình luận cho bài viết này.

Burke, Giám đốc điều hành của Vistra, nói rằng những khách hàng mà họ đang nói chuyện đều “quan tâm đến việc đi sau đồng hồ đo”.

Dominguez, Giám đốc điều hành của Constellation, lưu ý rằng các cuộc đàm phán của họ tập trung vào “các cơ hội đằng sau hàng rào với các trung tâm dữ liệu”.

PJM, một nhà quản lý truyền tải khu vực giám sát phần lớn lưới điện quốc gia trải dài từ Chicago đến New Jersey, cho biết vào tháng 4 rằng họ có 5.000 MW trong các thỏa thuận lắp đặt sau đồng hồ đo như vậy đang chờ được phê duyệt. Đó gần như là lượng điện năng mà Thành phố New York yêu cầu trong một ngày trung bình.

PJM không nêu rõ loại khách hàng hoặc nguồn năng lượng nào có liên quan đến các yêu cầu phê duyệt, nhưng gợi ý rằng họ bao gồm các trung tâm dữ liệu, mỏ tiền điện tử và nhà sản xuất năng lượng hydro.

Các chuyên gia năng lượng cho biết phần lớn trong số đó có khả năng xảy ra giữa các trung tâm dữ liệu và nhà máy điện hạt nhân và quy mô của đường ống giao dịch là chưa từng có.

Michael Jacobs, nhà phân tích năng lượng cấp cao tại Liên minh các nhà khoa học quan tâm, cho biết: “Khách hàng mới đăng ký với các nhà máy điện hiện có như thế này – chưa ai từng làm bất cứ điều gì như thế này”.

“Các trung tâm dữ liệu đang tìm kiếm các cơ sở có quy mô gigawatt. Tình cờ là một số cơ sở hạt nhân có thể cung cấp điều đó.”

Các nhà máy điện hạt nhân có một đặc điểm khác hữu ích trong việc đảm bảo các thỏa thuận về trung tâm dữ liệu. Nhìn chung, chúng được bao quanh bởi vùng đất đệm an toàn rộng rãi, cung cấp không gian liền kề cần thiết để chứa các cơ sở trung tâm dữ liệu giống như nhà kho rộng lớn. Các nhà máy hạt nhân thường sản xuất nhiều năng lượng hơn đáng kể trên mỗi cơ sở so với các trạm điện chạy bằng khí đốt tự nhiên, khiến chúng có khả năng đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của ngành trung tâm dữ liệu.

Brian Janous, cựu giám đốc năng lượng của Microsoft, người đã thành lập một công ty phát triển năng lượng vào đầu năm nay, cho biết: “Các trung tâm dữ liệu đang tìm kiếm các địa điểm có quy mô gigawatt”. “Thật tình cờ là một số cơ sở hạt nhân có thể cung cấp điều đó.”

Lo ngại chi phí có thể chuyển sang người tiêu dùng

Mối quan hệ ngày càng tăng giữa trung tâm dữ liệu và các ngành công nghiệp hạt nhân đã làm dấy lên mối lo ngại.

Nếu nhiều trung tâm dữ liệu ký hợp đồng cung cấp điện trực tiếp từ các nhà máy hạt nhân thương mại thường bán điện cho lưới điện, điều đó có thể tạo ra một lỗ hổng cỡ nguyên tử trong nguồn cung cấp năng lượng.

Một kịch bản như vậy có thể khiến những người trả giá phải gánh chịu một khoản chi phí khổng lồ cho các nhà máy điện mới và cơ sở hạ tầng truyền tải để bù đắp cho sự thiếu hụt – làm tăng thêm chi phí tiện ích mà các trung tâm dữ liệu có thể đang đè nặng lên người tiêu dùng và doanh nghiệp trên khắp đất nước.

Greg Poulos, giám đốc điều hành của nhóm giám sát PJM, nói rằng “một trong những mục tiêu radar cao nhất, ưu tiên cao nhất của tôi” là cách các trung tâm dữ liệu có thể đẩy chi phí lên người tiêu dùng và liệu các thỏa thuận về trung tâm dữ liệu hạt nhân có thể làm giảm độ tin cậy của lưới điện hay không.

Poulos nói hạt nhân là “một trong những nguồn tài nguyên đáng tin cậy nhất của chúng tôi”. “Chúng ta đang tụt một bậc về độ tin cậy.”

Tuy nhiên, các nhà điều hành nhà máy cho rằng các trung tâm dữ liệu là hiệp sĩ trắng cho một ngành đang gặp khó khăn.

Đối mặt với sự cạnh tranh gay gắt từ khí đốt tự nhiên giá rẻ, nhiều nhà máy hạt nhân trong nước đã gặp khó khăn về tài chính trong những năm gần đây.

Năm 2022, Talen Energy tuyên bố phá sản, nổi lên vào năm ngoái sau khi xóa khoản nợ 2,7 tỷ USD.

Ít nhất một nhà máy hạt nhân thương mại đã đóng cửa hàng năm kể từ năm 2013, sự suy giảm này khiến các nhà hoạch định chính sách lo ngại, những người coi nguồn điện là chìa khóa cho quá trình khử cacbon. Là một phần của kế hoạch cơ sở hạ tầng trị giá 1 nghìn tỷ USD được thông qua vào năm 2022, chính quyền Biden đã cam kết chi 6 tỷ USD để cứu các nhà máy điện hạt nhân của Mỹ trước nguy cơ đóng cửa.

Ngoài lựa chọn hạt nhân

Tất nhiên, không phải tất cả các trung tâm dữ liệu đều đang tìm kiếm năng lượng hạt nhân để giành độc lập về năng lượng.

Swenson cho biết công ty Novva của ông đang xây dựng hai trung tâm dữ liệu mới ngay bên ngoài Thành phố Salt Lake cho một “công ty công nghệ Fortune 50” mà ông từ chối nêu tên. Một trong hai sẽ được cung cấp năng lượng bởi một loạt máy phát điện khí tự nhiên tại chỗ có khả năng sản xuất khoảng 200 MW điện.

Swenson nói: “Cuối cùng tôi sẽ có thêm điện lưới, nhưng có thể phải mất vài năm”. “Vì vậy, để khắc phục điều đó nhằm giúp khách hàng bắt đầu hoạt động, tôi sẽ sử dụng năng lượng khí đốt tự nhiên.”

Swenson nói rằng năng lượng hạt nhân không ở gần địa điểm này và việc mua đủ bộ lưu trữ pin và năng lượng tái tạo để cung cấp năng lượng cho cơ sở mà không phát thải carbon sẽ tiêu tốn hàng trăm triệu đô la.

Ông cho biết, các máy tạo khí tự nhiên hoạt động hiệu quả – nhiệt thải sẽ được sử dụng để tạo ra khả năng làm mát cho cơ sở. Bởi vì họ có mặt tại chỗ nên hầu như không bị mất điện khi truyền tải.

Swenson nói: “Nó vẫn là nhiên liệu hóa thạch, nhưng có thể thực hiện nhiều phép đo để làm sạch nó”. “Đối với những cộng đồng chưa từng có lò phản ứng, con đường ít trở ngại tiếp theo nhất là khí đốt.”