核能初创企业正将自身定位为解决AI数据中心供电难题的良方，主打全天候稳定供电的核心卖点。由比尔·盖茨创办的TerraPower是最新入局者之一。据彭博社报道，该公司计划于今年宣布其首个数据中心项目。
TerraPower尚未透露客户身份，但今年1月，该公司已宣布Meta同意采购其八座Natrium核电站。这一预计于2027年破土动工的数据中心项目，将成为TerraPower的第二座核电站，其第一座目前已在怀俄明州开工建设。
并非所有核反应堆都适合为数据中心供电，但TerraPower握有一项关键优势——能源储存技术——有望使其在竞争中脱颖而出。而这一切，都源于风能和太阳能等可再生能源的启发。
核反应堆在满负荷运行时效率最高，TerraPower的反应堆也不例外。在所有类型的发电厂中，核反应堆的容量系数最高——在美国，92.5%的时间里核电站保持满功率发电。但这在某种程度上也是不得不为之。根据落基山国家实验室的数据，现有反应堆升降功率的速度极慢，每分钟只能调整额定总出力的约5%。
许多初创企业正在布局的新型小型模块化反应堆（SMR）响应速度更快，每分钟可调整额定出力的约10%。但降额运行并不理想——发不了电就难以盈利。
这对任何类型的发电厂都是如此，对核电而言尤为突出——核电的资本支出在所有发电技术中高居榜首。各初创企业寄望于SMR的规模化量产来压低资本支出，但这一设想尚未得到验证，即便可行，也可能需要十年甚至更长时间才能见到成效。每家初创企业都承认，其早期核电站造价高昂，因此尽可能以峰值功率持续运行才是明智之举。
对于数据中心而言，这带来了现实挑战，对依赖表后供电的数据中心尤其如此。在AI训练或响应请求时，GPU会随任务变化快速调度，导致用电负荷急剧波动。这种剧烈起伏甚至已导致天然气涡轮机因压力过大而损坏。为平滑负荷曲线，数据中心不得不配置大规模电池储能系统，进一步推高了成本。
TerraPower在设计其345兆瓦熔盐冷却反应堆时，正是针对上述挑战进行了专项优化。其中一项核心考量，是确保反应堆能够与风能、太阳能等间歇性电源协同配合，实现快速调峰。虽然TerraPower最初规划时着眼的是可再生能源并网，而非数据中心，但两者的间歇性特征如出一辙，只是分处供需两端。
为实现快速调峰，TerraPower并不增减反应堆的实际功率输出，而是让核裂变持续稳定进行，将多余的热量储存在一个装有熔融钠的巨型储罐中。当用电需求骤增时，电站可调用这一热量储备产生更多蒸汽推动涡轮机发电。即便在需求低谷期，昂贵的核心设备也持续运转，使公司能够在更长的运营时间内摊薄投资成本。
这种方案充分发挥了核电高容量系数的优势，并将其与储能技术相结合，使TerraPower既能在以可再生能源为主的电网中灵活运作，也能满足数据中心的供电需求。这种灵活性或将成为TerraPower在AI供电竞赛中领先的关键筹码。
Q&A
Q1：TerraPower的Natrium核电站储能技术是如何工作的？
A：TerraPower的Natrium核电站并不通过增减核反应堆的功率来响应电力需求变化，而是让反应堆始终保持稳定的核裂变过程，将多余的热量储存在装有熔融钠的大型储罐中。当用电需求骤增时，系统调用储热产生额外蒸汽驱动涡轮发电；需求低谷时，昂贵设备仍持续运行，帮助公司在更长时间内摊薄投资成本。
Q2：TerraPower的核电站为什么适合为AI数据中心供电？
A：AI数据中心的用电负荷波动剧烈，GPU在执行训练或推理任务时功耗会快速起伏，对电力系统的灵活响应要求极高。TerraPower的Natrium反应堆配备熔融钠储热系统，能够快速调整电力输出，平滑负荷曲线，减少对大规模电池储能的依赖，从而在成本和稳定性上都具备明显优势。
Q3：TerraPower的第一个数据中心项目进展如何？
A：据彭博社报道，TerraPower计划在2025年内宣布其首个数据中心项目，预计2027年破土动工。该项目将是TerraPower的第二座核电站，目前客户尚未对外公布。其第一座核电站已在美国怀俄明州开工建设，今年1月Meta也已宣布采购八座Natrium核电站。