AI 算力需求如何推动全球核能产业突破安全与成本的历史枷锁?

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作者：微信文章


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从去年风靡全球的 ChatGPT，到今年火爆出圈的视频生成工具 Sora 和把 OpenAI 拉下全球大模型王座的 Claude 3，无不昭示着人类社会即将逐步迈入 AI 新时代。AI 背后的基石是算力，算力背后则是巨量的能源消耗。

面对 AI 算力背后的巨量能源消耗，微软、谷歌、亚马逊等科技巨头都在积极寻求核能作为其数据中心的能源解决方案。核能发电因其在清洁性、稳定性等方面的显著优势，也正在多国强势回归。

2023 年 10 月，谷歌和亚马逊分别宣布支持 “先进” 核能的合作协议，以实现碳中和目标。谷歌将购买 Kairos Power 公司研发的核反应堆所产电力，亚马逊则注资约 5 亿美元给 X-Energy 反应堆公司，并购买其设计建造的反应堆电力。



来源于网络媒体

此前，微软也宣布从一家公共事业公司购买电力，该公司计划重启宾夕法尼亚州三哩岛核电站一座已退役的 835 兆瓦反应堆。这一系列行动，正是科技公司应对 AI 数据中心和计算集群能源需求日益攀升的重要举措。

与谷歌、亚马逊合作的，是引领 “小型模块化反应堆”（SMRs）设计的初创公司。这种反应堆由预制组件组装，预期比传统反应堆更小、更便宜、更安全且建造更快。不过，X-energy、Kairos 等公司的设计虽与老牌能源公司不同，但距离实际应用还有很长的路要走。

壹

科技公司纷纷布局核能



科技巨头对核能的布局由来已久且动作频繁。2021 年 11 月，亚马逊创始人杰夫・贝索斯参与加拿大核电公司 General Fusion 1.3 亿美元的 E 轮融资。2023 年 8 月，该公司发布聚变演示项目 Lawson Machine 26（LM26）。

谷歌自 2014 年起与 TAE 合作，2024 年对其进行首次现金投资，TAE 将资金用于建造 “哥白尼” 核聚变机器，预计 2025 年完工。

2024 年 5 月，微软与初创公司 Helion Energy 达成协议，约五年内购买其电力。Helion 承诺 2028 年前实现核聚变发电，一年后为微软提供至少 50 兆瓦电量。一个月后，微软与 Constellation 签署协议，为弗吉尼亚州博伊顿的数据中心增加核电供应。



来源：海利安能源

2025 年 3 月，亚马逊旗下 AWS 斥资 6.5 亿美元收购 Talen Energy 位于宾夕法尼亚州的 960MW 数据中心园区，该园区从邻近核电站获取电力。“ChatGPT 之父” 萨姆・奥尔特曼也是核能的坚定支持者，连续投资两家核能公司，其中 Oklo 公司正在爱达荷州建造小型核电站，为 OpenAI 及其竞争对手的数据中心提供能源。

2025 年 3 月中旬，亚马逊、谷歌、Meta 等科技巨头联合签署协议，助力全球核电装机容量到 2050 年至少增加 3 倍。随着人工智能中心的建立，这些企业对美国能源需求的影响力日益增强。由于可再生能源发电稳定性不足，企业开始转向核能。

此前，亚马逊和谷歌宣布投资小型核反应堆，Meta 也在 2024 年 12 月积极向核电开发商征求提案，寻求从 2030 年开始为数据中心提供高达 4 吉瓦的新核能电力。受科技大厂青睐，核能能源股股价过去一年大多暴涨，美国的 Vistra Energy、星座能源等供应核电的能源商，股价累涨超 90％，涨势延续至 2024 年。

贰

人工智能发展带来巨量能源需求



国际能源署（IEA）发布的《能源与人工智能》报告指出，人工智能的发展离不开能源支持，其模型训练和部署依赖大型高耗电数据中心。一个典型的人工智能数据中心耗电量相当于 10 万户家庭，而目前在建的最大数据中心耗电量将是其 20 倍。

相关研究显示，ChatGPT 每天响应约 2 亿个请求，消耗超 50 万度电，是美国家庭日均用电量的 1.7 万倍。波士顿咨询集团报告称，到 2030 年底，美国数据中心用电量预计是 2022 年的三倍，主要由 AI 模型训练和高频查询推动。

2022 年，美国数据中心用电量占总用电量的 2.5%，预计到 2030 年将增至 7.5%。

美国 NextEra Energy 公司预计，随着人工智能等技术发展，电力需求增长率将急剧上升，美国能源信息署（EIA）此前预计的年增长率不到 1%，而 NextEra 估计将加快到 1.8% 左右。英国国家电网首席执行官也表示，未来 10 年英国数据中心电力需求将增长六倍。

对于承诺实现净零排放或负碳排放的谷歌、亚马逊和微软来说，寻找可持续、稳定且低碳的能源供应迫在眉睫，核能成为理想选择。核反应无大量碳排放，且核电站运行稳定，比太阳能、风能等间歇性可再生能源更可靠。

叁

核能复兴面临的机遇与挑战



国际能源智库 Ember 发布的《2025 年全球电力评论》显示，2024 年核能发电量增长 2.5%，占全球电力结构的 9%。即便部分国家逐步淘汰核电，全球核电站发电量仍有望增长。

日本重启部分反应堆，法国推进维护工作，2025 年 3 月，法国政府同意为法国电力公司（EDF）的 6 座核反应堆建设提供补贴贷款。中国、印度、韩国和欧洲等多个市场也有新反应堆即将投入商业运营。

美国能源部长表示，大型数据中心和人工智能发展使电力需求爆发式增长，核反应堆作为基载发电厂，能稳定发电。

科技公司投资核能，各国政府也重新评估核能在国家安全和能源独立中的作用，这反映出全球对技术主导地位的竞争以及能源供应与地缘政治对手脱钩的愿望。

从技术角度看，核能不断创新，小型模块化反应堆等新技术有望解决传统核电建设周期长、成本高、安全性担忧等问题。例如，X-energy 用氦气代替水，Kairos 计划使用熔盐，且都采用球状燃料球，理论上可提高安全性。

然而，核能复兴并非一帆风顺。建设核电站面临许可程序复杂、施工延期、成本超支等难题。

小型模块化反应堆虽获科技巨头投资，但所需资金庞大，现有投入只是少量补充。并且，小型模块化反应堆存在技术挑战和安全风险，如部分需使用高含量低浓缩铀（HALEU），增加核扩散风险；可能产生更多核废料，核燃料利用效率低；对技术的炒作和成本追求还可能降低安全标准。在全球推动核能发展的背景下，核扩散、废物管理和能源公平分配等问题也亟待解决。





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