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2025 08/22

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来源:环球零碳

谷歌押注核能!第四代核反应堆为何成科技巨头新宠?

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摘要:谷歌与加州核能初创企业Kairos Power及田纳西河流域管理局合作,计划2030年部署一座接入电网的第四代小型模块化核反应堆(SMR),为谷歌数据中心提供清洁能源,助力其实现减排目标。该反应堆使用液态熔融氟化盐作为冷却剂,具有建设成本低、周期短、安全性高等优势,获得美国政府支持。

人类社会正在加速迈入AI新时代,而AI背后的基石是算力,算力背后则是巨量的能源消耗。


对于承诺2030年实现净零排放的谷歌、2040年实现净零排放的亚马逊和2030年之前实现负碳排放的微软来说,面对AI所带来的巨量能源消耗,核能无疑成为了应对电力需求和减排压力双重挑战最合适的选择之一。


过去一段时间中,美国的科技大厂频频现身,纷纷加码押注核能,最新的动作来自于谷歌。


当地时间8月21日,美国科技巨头谷歌宣布,与加州核能初创企业Kairos Power以及田纳西河流域管理局(TVA)达成了一项新合作,将在2030年部署一座接入TVA电网的先进核电站。


该合作的意义在于,TVA因此成为首个从先进第四代(GEN IV)反应堆购买电力的美国公用事业公司。如期完工后,Kairos Power位于田纳西州橡树岭的Hermes 2核电站将向TVA电网输送最多50兆瓦的全天候可靠电源。


这笔交易将为谷歌位于阿拉巴马州和田纳西州的数据中心提供支持。尽管电力将输入电网而非直接供应,但此举使谷歌能够证明其已为电网增加了等量的清洁能源,以抵消其因人工智能和数据中心运营而产生的碳排放,并满足其减排承诺。


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来源:谷歌、Kairos与田纳西州河谷管理局签署里程碑式核能协议

来源:CNBC


事实上,早在2024年10月,谷歌称就与Kairos Power公司签订协议,计划向后者购入拟建的6-7个小型模块化核反应堆(SMRs)的电力,总容量达500兆瓦,以满足日益增长的电力需求,这意味着谷歌将成为首家委托新建核电站以为其数据中心供能的公司。


交易细节显示,双方已签订购电协议,Kairos计划在2030-2035年交付反应堆,建造地点尚未确定。据媒体测算,500兆瓦容量的发电量预计能满足一个中型城市或一个AI数据中心园区的用电需求。


谷歌的能源和气候高级总监Michael Terrell称该协议是“谷歌十五年来清洁能源之旅中的一个里程碑”,并表示:“核能将在满足谷歌能源需求方面发挥重要作用,并且能够以一种更清洁、更稳定的方式实现这一目标。”


紧接着在去年11月,美国核能监管委员会批准为Hermes 2核电站颁发建设许可,使其成为美国首个获批建设的第四代反应堆。待核电站建设完成后,公司还需要向核监管部门申请运营许可证


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来源:谷歌与 Kairos Power 签订新的核清洁能源协议

来源:Google


SMR可以实现批量化生产和便捷运输,从而降低建设成本和周期。此次TVA的签约被视为对SMR技术潜力及燃料效率的明确信任票。这笔交易是谷歌与Kairos去年签署的一份500兆瓦能源协议的首次落地执行。


Kairos Power的首席执行官兼联合创始人Mike Laufer表示:“这次合作是使先进核能具备商业竞争力的重要推动力。”他补充说,重新规划的Hermes 2核电机组将使我们更快地接近商用机组。


最新达成的合作,也打通了新型核电站建设方、电网,以及最终付费用户(数据中心巨头)支持新型反应堆建设和上线的财务链路。据悉,谷歌和Kairos将承担这个首创项目的财务风险,TVA则通过购电协议为电厂运营锁定稳定收入来源。


TVA首席执行官唐·莫尔表示:“能源安全就是国家安全,电力是战略性商品,是人工智能和国家经济繁荣的基石。”他还补充道,这项史无前例的协议标志着我们开启了一种创新的商业模式,并介绍称:“我们认为这解决了确保消费者不承担首创成本和风险的问题。同时也能让Kairos和谷歌将(SMR)新技术推向市场。”


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来源:Kairos Power的ET2.0 SMR测试单元

来源:Kairos Power


据悉,Kairos与现有大型核电站不同,其反应堆设计使用液态熔融氟化盐作为冷却剂,而不是轻水。因此核电站能够在接近大气压下运行。由于反应堆不承受高压,Kairos可以使用更薄、更便宜的材料,同时低压运行也有安全优势。


该项目也获得了美国政府的大力支持。作为加速新型核技术发展的举措之一,美国能源部(US Department of Energy)正通过其“先进反应堆示范”项目向Kairos的的Hermes项目投资约3亿美元,旨在支持其开发和部署。Kairos 正在在通过该测试装置证明其氟盐冷却高温反应堆 (KP-FHR) 技术已具备投入运行的条件。


2025年1月,Kairos Power 完成了其第二个非核工程测试装置 (ETU 2.0) 的反应堆容器的设计、建造和安装。Kairos希望通过ETU 2.0提高产量,推进专用反应堆部件的生产,并提高模块化建造方法的熟练程度。


2025年7月,Kairos Power安装了与谢菲尔德大学先进制造研究中心 (AMRC) 和剑桥真空工程公司 (CVE) 合作制造的测试单元小型模块化反应堆 (SMR) 容器。它的安装标志着这家美国公司在建造第三个工程测试单元 (ETU 3.0) 方面的一个重要里程碑。


Kairos Power 首席技术官兼联合创始人 Edward Blandford 表示:“ETU 3.0 将作为测试和培训平台承担重要使命,确保Hermes反应堆安全高效运行。更广泛地说,我们从 ETU 项目中获得的专业知识和能力将有助于成功部署 Kairos Power 的商业机组。”


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来源:Kairos Power的ETU 3.0 SMR测试单元

来源:Kairos Power


在过去20年里,由于建设大型核电站长期受到巨额超支和超长延期的影响,美国仅有三座全尺寸的新核反应堆投入使用。作为最近投入使用的项目,佐治亚州沃格尔核电站的最后两个反应堆分别于2023年和2024年投入运营,比原计划晚了7年,超支高达180亿美元,直接导致行业巨头西屋电气的破产。


在新一轮AI热潮推动下,建设周期短、初期投资成本低的小型核反应堆因此受到资本和科技巨头的青睐。SMR的核心优势在于"小而美"的设计理念,模块化建造方式使小堆能够在工厂预制标准组件,再运至现场组装,大幅缩短建设周期并降低成本。对科技公司而言,这种灵活性意味着一个反应堆可同时满足数据中心对电力和冷却的双重需求。


谷歌全球数据中心能源负责人Amanda Peterson Corio表示:“我们特别希望推动商业化,我们想看看如何把这项技术从小范围推向更大规模,能够进行大规模部署。这正是Hermes 2项目要做的。” 他认为此次合作将“有助于满足谷歌不断增长的数字经济的需求,同时为电力系统带来稳定的无碳能源”。


Kairos 首席执行官Mike Laufer介绍称,Hermes 2的目标之一是打造标准化的反应堆设计,帮助降低未来部署的成本。公司准备在同一地点以非常经济高效的方式成串部署多个反应堆,正在与谷歌探索未来部署的选址。


就在上周,数据中心运营商Equinix与小型核反应堆集团Oklo签署了一项500兆瓦的采购协议,并向Radiant Nuclear预订了20座反应堆,进一步印证了这一行业趋势。


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