Små kärnreaktorer har i åratal betraktats som ett mer hållbart sätt att driva det växande utbudet av datacenter. Nu, precis som industrin står inför växande problem med tillgång till sina traditionella kraftkällor, kan en rad nya regulatoriska godkännanden och projekt göra den kärnkraftsframtiden till verklighet snabbare än väntat.
NuScales planerade Voygr-kraftverk, som använder en liten modulär kärnreaktor.
I slutet av januari godkände amerikanska kärnkraftsmyndigheter för första gången en liten modulreaktor för kommersiellt bruk. Det kom efter ett tillsynsbeslut i oktober som gjorde det möjligt för SMR att byggas närmare tätbefolkade områden än traditionella kärnkraftverk.
Och förra veckan tillkännagav GE Hitachi och det kanadensiska bolaget Ontario Power Generation planer på ett SMR-kraftverk som ska vara i drift 2028, det första kommersiella kontraktet för en nätskalig SMR i Nordamerika.
SMRs som NuScales nu godkända Power Module är i storlek och skala närmare de reaktorer som driver marinens ubåtar och hangarfartyg än de massiva kärnkraftverk som vanligtvis används av allmännyttiga företag. Deras ringa storlek betyder att de kräver en bråkdel av det fotavtryck som behövs för äldre kärnkraftverk.
Förespråkarna säger att SMR-anläggningar kan byggas billigare, snabbare och på fler platser än sina traditionella motsvarigheter, utan risken för storskalig miljökatastrof som ofta är förknippad med kärnenergi.
Även om den första kommersiella NuScale-reaktorn fortfarande är sex år bort, kan datacenter mycket väl vara användningsfallet som tar modulär kärnkraft till vanlig användning, säger experter.
Datacenterutvecklare och -operatörer har kämpat för att hitta utvecklingsplatser med tillgång till de enorma mängder el som dessa anläggningar behöver på sektorns viktigaste marknader. Samtidigt står de inför press att fasa ut energi som genereras genom förbränning av fossila bränslen. Det är lätt att förstå varför, för en växande kohort av industriledare, ser SMRs mer och mer ut som en potentiell lösning på två av sina största problem.
“Datacenter är en perfekt applikation för detta”, säger Alan Howard, chefsanalytiker vid Omdias moln- och datacenterforskningsverksamhet och medförfattare till en studie i december om SMR:ers lönsamhet för datacenter.
“Helt plötsligt, eftersom NuScale har gjort framsteg och det finns en massa andra projekt på gång, börjar folk verkligen prata om det här,” tillade Howard. “Det är en stor sak, och det börjar processen att utveckla beviset. , de ekonomiska uppgifterna och de användningsfall som behövs för att få in den i mainstream.
Små reaktorer är inte precis en ny teknik. Det första kärnkraftsdrivna krigsfartyget sjösattes 1955, och Ryssland använder en SMR för att ge kraft till landsbygdssamhällen i polcirkeln. Men det är först under det senaste decenniet som företag som NuScale, Rolls Royce, Toshiba och Terrestrial Energy började göra seriösa framsteg mot små reaktorer som kan produceras tillräckligt billigt och i tillräckligt stor skala för att vara kommersiellt gångbara.
NuScale-reaktorn som godkändes av Nuclear Regulatory Commission förra månaden producerar cirka 50 megawatt. Det är mindre energi än vad som används av de största datacentercampusen, även om upp till 12 av modulerna kan grupperas som en enda strömkälla som kan ge mer än tillräckligt med el till alla datacenter på alla marknader utom Northern Virginia. Varje modul är 76 fot lång och 15 fot bred, vilket innebär att anläggningar med flera reaktorer kan inrymmas i byggnader som är mindre än standarddatacentret.
Möjligheten att generera massor av kraft på ett litet fotavtryck är kärnan i SMR:ers dragningskraft för datacenter.
NuScales kraftverksdesign kan producera 924 MW på bara 0,05 kvadratkilometer, säger företaget, jämfört med mer än 1 kvadratkilometer för även det minsta traditionella kärnkraftverket eller 94 kvadratkilometer för en vindkraftspark. Och medan federala bestämmelser för traditionella kärnkraftverk kräver en omgivande katastrofhanteringszon som hindrar dem från att byggas intill tätbefolkade områden, fastställde ett tillsynsbeslut i oktober att nödzonen för SMR är begränsad till själva anläggningsplatsen, vilket avsevärt ökade antalet platser dessa anläggningar kan byggas.
Denna typ av statligt stöd för modulär kärnkraftsteknik i USA och på platser som Japan och Storbritannien har varit avgörande för att flytta SMR närmare kommersiell livskraft.
Department of Energy har pumpat in mer än 600 miljoner dollar i NuScale och andra SMR-projekt sedan 2014 och kommer att vara den första kunden för den energi som produceras av NuScales reaktorer. Det första kommersiella NuScale-kraftverket, som är planerat att gå online 2029, kommer att drivas av ett kraftverk i Utah för att tillhandahålla energi till Department of Energys Idaho National Laboratory.
“SMR är inte längre ett abstrakt begrepp,” sa biträdande kärnenergisekreterare Kathryn Huff i ett skriftligt uttalande. “De är verkliga och de är redo för utplacering.”
För datacenterutvecklare och -operatörer erbjuder SMR:er en potentiell lösning på kraftbegränsningarna som har begränsad utveckling på nyckelmarknader som Northern Virginia och Silicon Valley.
På platser som Virginias Loudoun County har problemet inte varit att för lite ström genereras utan snarare otillräcklig infrastruktur för överföring som tar el från centrala kraftverk till platser med tillgång till fiber och andra funktioner som datacenterbyggare behöver. SMR:er presenterar möjligheten till ett alternativt tillvägagångssätt: Flytta kraftgenereringen till där datacentren finns.
Traditionella kärnkraftverk är betydligt större, dyrare och tar längre tid att bygga än SMR.
Experter säger att detta tillvägagångssätt är ännu mer meningsfullt nu när datacenter utvecklas alltmer på stora campus med flera anläggningar, och de är ofta klustrade nära andra datacenteroperatörer eller andra kraftintensiva industrier som fabriker för tillverkning av chip eller högteknologisk tillverkning.
“Titta på Sparks, Nevada, där du har Tesla-fabriken där de tillverkar sina batterier, så har du nästan inom kastavstånd ett Google-datacentercampus, ett Apple-datacentercampus och ett Switch-datacentercampus,” sa Howard på Omdia. “Det skulle vara den typen av utveckling där den här tekniken verkligen skulle vara lämplig.”
Medan vissa branschledare har tagit upp idén om att datacenteroperatörer driver reaktorer på sina campus eller till och med använder mikroreaktorer istället för backupgeneratorer, säger experter att verkligheten nästan säkert kommer att se mer ut som NuScales projekt i Utah, med verktyg som samarbetar med datacenterleverantörer eller andra slutanvändare för att finansiera modulära anläggningar.
Detta är en modell som datacenterindustrin framgångsrikt har använt tidigare för att driva utvecklingen av projekt för förnybar energi, där hyperskalare som Meta går med på att köpa det mesta av energin från en planerad vindpark eller solcellspanel i förväg för att säkra finansieringen.
“Du kommer inte att ha datacenterföretag som blir kraftbolag här,” sa Compass Quantums Tony Grayson, en pensionerad marinens ubåtsbefälhavare som har blivit en av datacenterindustrins mer högljudda förespråkare för modulär kärnkraft. “Sättet det kommer att hända är att datacenterföretag undertecknar långsiktiga kraftköpsavtal, som nästan är pengar i evighet, så att de kan visa det för en långivare som kommer att ge dem pengarna för att hjälpa dem att bygga en anläggning.”
Så hur snart kunde datacenter driva installationen av SMR?
NuScales reaktor för Idaho National Laboratory är planerad att gå online 2029, men experter berättade Bisnow de förväntar sig att de första kommersiella datacenterapplikationerna är ett decennium bort. Ändå ligger 10 år väl inom planeringshorisonten för hyperskalare i en bransch där stora anläggningar tar över två år att bygga.
Men även teknikens största boosters erkänner att betydande hinder för utbredd användning kommer att bestå, inte minst riskerna – verkliga eller upplevda – förknippade med kärnenergi.
Medan kärnkraft vinner växande acceptans som en “ren” energikälla inom datacenterindustrin, förblir dess status något av en gråzon när det kommer till miljö-, sociala och styrningsmått och koldioxidminskningsmål som blir en viktig faktor för data centrumhyresgäster. På en mer lokal nivå står nya datacenterbyggen redan inför en växande våg av politiskt motstånd i norra Virginia och andra stora marknader, och det är utan att en kärnreaktor följer med dem.
Förespråkare av SMRs insisterar på att farhågor om strålning eller en potentiell katastrof i skalan av Fukushima eller Tjernobyl är ogrundade.
De pekar på marinens 70-åriga meritlista av drift av små kärnreaktorer på fartyg utan en enda större incident och på att marinen nu har kärnreaktorer på 86 fartyg som seglar in och ut ur större städer varje dag utan kontroverser. Dessutom säger de att SMR är mycket mer sofistikerade, säkrare och enklare att driva än traditionella kärnkraftverk, och deras ringa storlek betyder att en storskalig katastrof helt enkelt inte är möjlig.
Ändå säger kärnkraftsförespråkare som Grayson att utvecklare och verktyg som hoppas kunna driva datacenter med SMR:er måste vara redo med offentliga uppsökande kampanjer och samordnade PR-insatser om de förväntar sig att driva projekt framåt. Framgångsrika modeller för att föra den här typen av kärnkraftsprojekt framåt finns: Grayson pekar på Bill Gates-finansierade TerraPowers framgångar med att bygga upp gemenskapsstöd för sitt reaktorprojekt i Wyoming.
Grayson tillade att några av de största datacentermarknaderna redan använder kärnenergi, så tillägget av nya reaktorer kommer sannolikt inte att bli kontroversiellt där. Dessa marknader inkluderar Northern Virginia och Phoenix, som han ser som troliga early adopters för SMRs.
“För mig är det en no-brainer,” sa Grayson. “Båda har kraftoperatörer som redan driver kärnkraft, och båda är åtminstone något maktbegränsade.”
Utöver allmänhetens attityder till kärnkraft, sa experter att det är kostnaden för att bygga, installera och underhålla SMR jämfört med andra kraftkällor som i slutändan kommer att avgöra efterfrågan på datacenter för modulär kärnkraft. Att sänka kostnaderna har faktiskt varit den främsta utmaningen för företag som NuScale, Toshiba och Terrestrial Energy, som använder modulära konstruktionstekniker och använder färdiga komponenter för att hålla priset på tekniken konkurrenskraftigt.
NuScale säger att den totala kostnaden för att bygga, driva och underhålla reaktorer kommer att ligga i linje med de nuvarande priserna för andra kraftkällor, vilket förutsäger en total kostnad på $40 till $60 per producerad MW. Den siffran är cirka 37 USD per MW för naturgas och landbaserad vindkraft.
Men även om ekonomin för SMR:er är meningsfull för datacenter, sa experter att antagandetakten sannolikt kommer att försenas av vad som för närvarande är en brist på samordning mellan kommersiella reaktorbyggare och datacenterindustrin, som potentiellt kan vara en av byggarnas bästa användningsfall. Omdias Howard sa att det har lagt ansvaret på den typiskt riskvilliga datacenterindustrin att starta de samtal som kan dra denna teknik till regelbunden användning.
“Det finns forskarna och de privata företagen som NuScale och den statliga sidan av saken, och de har alla arbetat tillsammans under en tid,” sa Howard. “Vad de inte har gjort är att engagera sig med sina potentiella konsumenter och verkligen få en läsning om hur detta kommer att spela ut kommersiellt. De två sidorna som faktiskt pratar tillsammans är något som bara utvecklas nu.”
