科技巨頭為何搶進核電?SMR能否解開AI資料中心的電力危機

AI 資料中心的電力需求為何急增?核能如何應對?

國際能源署(IEA)估計全球資料中心用電將從2024年約415 TWh增至2030年約945TWhCITE:E7。這相當於六年內成長超過一倍,而核能因為能提供24小時全天候的無碳基載電力,成為科技巨頭因應這股用電成長的選項之一CITE:E7。

科技巨頭選擇了哪些核電方案?大型核電與 SMR 的規模與時程對比

微軟、Google、Amazon與Meta近年分別簽約或發出徵求書,方案橫跨機組重啟與小型模組化反應爐(SMR)CITE:E1CITE:E2CITE:E3CITE:E4。

微軟與Constellation簽下20年購電協議(PPA),重啟賓州三哩島一號機、更名為Crane Clean Energy Center,將為電網增加約835 MW無碳電力,目標2028年上線,是Constellation史上最大的一筆購電協議CITE:E1。這是既有大型核電機組的重啟,並非SMRCITE:E1。

Google與Kairos Power簽署SMR主開發協議,規劃在2035年前部署合計500 MW的先進核能,首座反應爐預計2030年上線,目前屬於規劃部署目標、尚未商轉CITE:E2。

Amazon領投SMR開發商X-energy約5億美元(Series C-1),並規劃與Energy Northwest合建首期4機組、共320 MW,未來可擴大至12機組、960 MW,目標2030年代初上線,並設定2039年前於美國部署逾5 GW核能容量CITE:E3。

Meta發出核能徵求書(RFP),徵求1至4 GW的新核能發電容量,涵蓋SMR與先進反應爐,目標2030年代初開始交付,目前仍在招標意向階段CITE:E4。

SMR 是什麼?相比傳統核電的技術特性與優勢

小型模組化反應爐(SMR)是單機容量通常在300 MWe以下的核能機組,主打工廠模組化製造與系列量產以縮短工期CITE:E5。相比之下,傳統核電機組單機容量動輒在1,000 MWe以上CITE:E5。不過截至目前,全球僅有少數小型反應爐實際運轉,數十種SMR設計仍處於開發階段,西方科技巨頭合作的SMR專案幾乎都要到2030年前後才可能上線,這與Google、Amazon、Meta規劃的時程一致CITE:E5。

SMR 為何難以實現?NuScale 案例揭露的成本與工期風險有多大?

NuScale與UAMPS的旗艦SMR計畫已於2023年11月終止,原因是成本上漲與訂戶不足CITE:E6。這項計畫原規劃6機組、共462 MW,是美國首個取得NRC設計核准的SMR專案,終止前的目標電價一度從每度58美元上調到89美元CITE:E6。NuScale案例顯示,即使是走在審批最前面的SMR專案,仍可能在商轉前因成本與工期風險而告終CITE:E6。

這代表什麼

把IEA的用電推估與科技巨頭的核電時程放在一起看,呈現一段落差:全球資料中心用電預計在2030年成長到945 TWhCITE:E7,但Google、Amazon與Meta規劃的SMR多數要到2030年代初才開始上線或交付CITE:E2CITE:E3CITE:E4,唯一已排定2028年上線的微軟三哩島機組是既有大型核電重啟而非SMRCITE:E1。而美國審批進度最快的NuScale旗艦SMR案已於2023年因成本與訂戶問題終止CITE:E6,顯示SMR從簽約到商轉之間,仍有時程與成本能否兌現的不確定性。