Репортаж от Wedoany，Компания Helion Energy ускоряет реализацию плана по обеспечению термоядерной электроэнергией центра обработки данных Microsoft в центральной части штата Вашингтон к 2028 году. Срочность обусловлена огромным спросом на электроэнергию со стороны инфраструктуры искусственного интеллекта, который уже вынудил многих операторов столкнуться с ограничениями пропускной способности местных электросетей.
Согласно данным Инициативы по энергетике Массачусетского технологического института (MIT Energy Initiative), в 2023 году центры обработки данных в США потребили более 4% от общего объема электроэнергии в стране, и ожидается, что к 2030 году эта доля может вырасти до 9%. Существует значительный разрыв между спросом со стороны крупных потребителей и предложением со стороны коммунальных компаний.
Это противоречие между спросом и предложением электроэнергии объясняет, почему Helion Energy смогла привлечь 1,5 миллиарда долларов финансовых резервов и заключить беспрецедентное соглашение с Microsoft на продажу термоядерной энергии. Компания стремится запустить электростанцию к установленному сроку 2028 года. На исследовательской базе в Эверетте, штат Вашингтон, Helion эксплуатирует прототип седьмого поколения длиной 60 футов под названием Polaris, который использует магниты для сжатия плазмы, разгоняя ее до скорости 1 миллион миль в час для запуска и синтеза. Команда также построила испытательный стенд Tiny Merge, размер которого составляет всего одну восьмую от прототипа, чтобы ускорить итерации проектирования.
Прогнозы финансовых аналитиков служат обоснованием для быстрого финансирования этих экспериментов. Goldman Sachs Research оценивает, что к 2030 году потребность в электроэнергии для центров обработки данных вырастет на 175% по сравнению с 2023 годом. В отчете также отмечается, что объем частных инвестиций в передовые ядерные технологии вырос в 13 раз по сравнению с 2023 годом, и инвесторы диверсифицируют свои ставки на пути ядерного деления, термоядерного синтеза и гибридных технологий.
Реальная ситуация для операторов становится все более сложной. Deloitte прогнозирует, что к 2035 году потребность в электроэнергии для центров обработки данных, работающих на ИИ в США, может вырасти с 4 гигаватт в 2024 году до 123 гигаватт. Однако очереди на подключение к электросетям США уже перегружены, и новые проекты иногда требуют от пяти до семи лет для завершения. FTI Consulting предупреждает, что к 2027 году мировой спрос на центры обработки данных может достичь 71 гигаватта, а спрос в США может почти удвоиться до 17 гигаватт.
Компания Zap Energy, расположенная всего в нескольких минутах езды от Helion, выбрала более осторожный и диверсифицированный путь. Этот стартап, привлекший 330 миллионов долларов и получивший поддержку Министерства энергетики США, использует метод Z-пинча, удерживая плазму с помощью магнитного поля, создаваемого электрическим током. Его основное устройство FuZE Q генерирует плазменные жгуты, напоминающие молнии, длиной около 2 футов. Когда происходит термоядерный синтез, нейтроны передают тепло жидкометаллическому бланкету, который затем преобразует его в электричество.
Zap Energy признает неопределенность сроков коммерческого термоядерного синтеза. Компания недавно объявила, что будет параллельно продвигать планы по ядерному делению, разрабатывая микрореактор мощностью 10 мегаватт в качестве источника краткосрочного дохода и хеджирования рисков термоядерного синтеза. Руководство подчеркивает, что это не смена стратегии, а метод интеграции двух технологий для ускорения процесса, снижения рисков и создания более устойчивой компании. Техническое обоснование заключается в том, что как деление, так и синтез могут выиграть от аналогичных знаний в области жидких металлов, например, поведение натрия в реакторах деления аналогично поведению висмута и лития в конструкции термоядерного синтеза Zap.
Другой заметный конкурент, Commonwealth Fusion Systems, располагает почти 3 миллиардами долларов финансирования. Его планируемая атомная электростанция в Вирджинии находится рядом с самым плотным скоплением центров обработки данных в США. TAE Technologies, Avalanche Energy, General Fusion и другие компании вместе с более чем 50 частными предприятиями по всему миру образуют огромное сообщество предпринимателей. Китай также вкладывает значительные средства в разработку отечественного термоядерного синтеза.
Политика и нормативные рамки подключения к сети все еще развиваются. Любая такая технология для подключения к сети должна соответствовать стандартам IEEE по качеству электроэнергии и подключению к сети. Многие разработчики уже интегрировали системы ИИ для помощи в планировании нагрузки и диспетчеризации, что делает структуру управления рисками ИИ Национального института стандартов и технологий США (NIST) предметом пристального внимания. Использование моделей ИИ для балансировки циклов термоядерных импульсов, аккумуляторных накопителей на площадке и входной мощности от сети уже не редкость.
Научное сообщество расходится во мнениях относительно того, может ли коммерческий термоядерный синтез быть реализован в ближайшее время. Некоторые считают, что создание экономически конкурентоспособных установок может занять десятилетия. Другие, включая руководителя Принстонской лаборатории физики плазмы (Princeton Plasma Physics Laboratory), полагают, что эта область очень близка к значимому прорыву, но все еще предстоит преодолеть огромные трудности. Эта напряженность поддерживает высокую активность в отрасли и порождает множество путей: от стремления Helion достичь коммерческого рубежа к 2028 году до гибридной стратегии Zap, сочетающей деление и синтез.
Для крупных потребителей центров обработки данных привлекательность термоядерного синтеза очевидна. Нагрузки ИИ продолжают расти, и многие регионы уже начали ограничивать строительство новых центров обработки данных из-за опасений по поводу электроснабжения и водопотребления. Термоядерный синтез предлагает возможность строительства компактных, безвыбросных, крупномасштабных электростанций рядом с крупными кампусами. Будет ли эта технология реализована в срок, пока неизвестно, но давление на электросети заставило конечных пользователей включиться в процесс гораздо раньше, чем в предыдущие энергетические циклы.
Некоторые из этих компаний, возможно, не смогут выполнить свои обещания вовремя, и некоторым прототипам может потребоваться множество доработок. Однако стимулы для всех сторон никогда не были столь согласованными. Операторам центров обработки данных нужна стабильная электроэнергия, инвесторы готовы финансировать множество технологических путей, а разработчики термоядерного синтеза видят четкий рынок с неотложным спросом. Ближайшие годы покажут, станет ли этот момент началом долгосрочного энергетического перехода или лишь кратким эпизодом в более широком поиске чистой энергии.
