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数据中心：小堆的新机遇和挑战
发布时间：
2026-10-23 14:22
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概要：
近期，使用小型模块化反应堆为大型数据中心提供可靠的7X24小时电力的概念关注度逐渐提升，这些大型数据中心是云计算（包括互联网的各个方面）的基础。看起来数据中心是小堆部署的又一个机遇，但同时也存在不少挑战。
近期，使用小型模块化反应堆为大型数据中心提供可靠的7X24小时电力的概念关注度逐渐提升，这些大型数据中心是云计算（包括互联网的各个方面）的基础。看起来数据中心是小堆部署的又一个机遇，但同时也存在不少挑战。
根据2021年1月的数据，全球共有近8000个数据中心。全世界拥有最多数据中心的前六个国家为：美国（33%）、英国（5.7%）、德国（5.5%）、中国（5.2%）、加拿大（3.3%）和荷兰（3.4%）。
美国IT公司Google、Amazon和微软等拥有并运营着数百个连接全球的数据中心，以管理客户信息。每个这些数据中心都需要使用大量电力，因此这使它们成为电力来源脱碳的合适平台。
数据中心管理的全球性质及其各自的电源需求，可以通过对云计算运营的国际范围的简短审查来评估，特别是对微软、Google、Amazon的评估。
截至2021年5月，美国全国共有超过2600个数据中心。尽管美国California州北部是许多数据密集型头部企业的所在地，而美国Texas州Dallas则拥有最多的数据中心（149个），其次是California州湾区（Bay Area，147 个）和洛杉矶（Los Angeles，139 个）。
2023年9月微软发布一则招聘信息，招聘“核能技术首席项目经理，将负责全球小型模块化反应堆以及微型反应堆能源战略的成熟度提升和实施。这一高级职位的任务是领导将小堆和微堆集成到为Microsoft Cloud和人工智能提供能源的数据中心的技术评估。”。
根据微软公司的一份概况介绍，截至2023年8月，微软网络连接了全球60多个数据中心区域、200个数据中心、190个存在点和超过17.5万英里（约28.2万公里）的陆地和海底光纤，这些光纤连接到全球战略边缘存在点，与互联网的其余部分连接起来。除了从地区电网中获得电力外，每个数据中心都有柴油发电机备份，以防停电。
所有这些数字意味着微软有充分的机会利用小堆为其数据中心提供可靠、无二氧化碳排放的电力。此外，随着数据中心的增长，特别是在人工智能（AI）应用的推动下，随着时间的推移，小堆可以通过添加新的模块一起增长。为半导体供电对电力的需求量很大，而以无碳电力满足这种需求是微软决定为其数据中心采用小堆的一个重要原因。
微软、Google、Amazon或任何其他大型IT平台公司的高级管理职位候选人会如何处理这样一个问题？即如何决定在哪里以及何时投资小堆，以便为单个可消耗 60-100 MW电力的数据中心供电？虽然全球最大的数据中心在美国，但东亚、东南亚和世界其他地区的数据中心也将大幅增长。
除开微软外，Google、Amazon显然也是可以考虑使用小堆为其数据中心供电的IT平台公司。
拥有Google的Alphabet公司的云计算服务GCP通过其在全球20多个国家和35个地点的数据中心提供计算、存储和网络服务。Google云区域以及公司核心产品和平台的增长，正在推动该公司对更多数据中心容量的需求。
Google在全球总共运营或正在开发近30个数据中心。这些数据中心支持Google目前和计划中的44个云区域，即数据中心集群的物理位置，旨在具有高可用性、容错性和并发可维护性。与微软一样，谷歌也对AI应用的未来以及支持这些应用所需的庞大计算资产下了大赌注。
Amazon的AWS全球基础设施位于全球32个地理区域内的102个可用性区域，并宣布计划在加拿大、马来西亚、新西兰和泰国新增12个可用性区域和4个AWS区域。
Amazon于2023年6月宣布，它将在美国Ohio州Columbus市投资79亿美元（约560亿人民币）建设数据中心，部分原因是为Intel公司正在该市西北部建造的价值200亿美元（约1400亿人民币）的半导体工厂提供服务。在AI领域的爆发式增长中，Amazon也是争夺市场份额的关键参与者。所有这些活动都需要大量电力，而大部分电力仍然来自化石燃料电站。
微软、Google、Amazon等公司首先应该考虑的问题甚至不是小堆，而是现在有多少个数据中心，以及随着时间的推移，对公司产品和服务的需求将推动对新数据中心的需求。假设公司运营着一个由云计算和数据存储设施组成的全球网络，那么选择哪些数据中心作为使用小堆供电候选者的过程将受到公司业务所在国家之间差异的影响。其他因素包括对当前和新的IT云计算业务的需求，以及现在和将来数据中心的电力供应在何时何地会出现缺口？这些缺口可以通过以下两种方式之一来填补。
首先是使用现有核能反应堆提供的电力。对于IT公司来说，就目前的运营情况和未来数据中心需求而言，有多少数据中心能够从目前投入运营的核能反应堆或未来五到十年内可能投入运营的核能反应堆中获取电力？这些问题的答案将一定数量的数据中心排除在由小堆供电的候选名单之外。
近期将投运的大型核能反应堆包括Georgia Power在Vogtle厂址的两个新AP1000反应堆、阿联酋Barakah厂址的四个新APR1400反应堆、法国EDF在Flamanvile厂址的新EPR反应堆，中国也正在新建多个大型核能项目，这些反应堆都可以提供大量的无碳电力。
其次是小堆的财务选择。对于那些具备由小堆供电所有适当特征的数据中心，需要多少小堆才能为其供电？一个平行的问题是，IT公司是否需要单独负责小堆融资和建造，还是可以与计划建造的批量化小堆签署购电协议？
例如，美国田纳西河流管理局（TVA）计划在Clinch River厂址建造800 MW的小堆。显然，公用事业公司有兴趣为这些发电能力找到买家。如果IT公司担心小堆的建设成本过高，它可以在合同中加入免除条款，如果由此产生的电力成本过高，则解除协议。
TVA拟采用GE Hitachi Nuclear Energy（GEH）的BWRX-300小堆，与NuScale不同，该技术尚未通过美国核管会的安全评估。尽管如此，该技术已获得美国TVA和加拿大Ontario Power Generation公司的临时承诺，并计划建造多个机组。
类似的，罗罗公司宣称计划在英国建造由16个470 MWe压水堆组成的小堆群。由于每个数据中心需要大概60-100 MW的电力，IT公司可以利用购电协议，随着反应堆的逐步建成，锁定对每个数据中心的全部或部分电力使用权。
另一种锁定电力保障的方法是，IT公司在其希望为当前或计划中的未来数据中心提供电力的每个小堆中持有股份。
因此，IT公司不一定直接出资或自行建造小堆。它可以通过新的购电协议使用现有的核能反应堆，也可以在风险可控的情况下，参股位于IT公司希望建立数据中心的所在地的小堆项目。IT公司在获取核能发电量方面有多种选择，而无需自己成为小堆的主要开发商。
来源：小堆观察
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