Data Center Frontier报道称，科技巨头正转向采购已在运行核反应堆的电力。

Google 和 Amazon 的核电采购,可能不是来自新建反应堆,而是来自已运行数十年的发电站,这或许将成为为 AI 数据中心供电的下一波核电热潮。

在相隔仅一周宣布的两项协议中,Google 和 Amazon 承诺签订长期购电合同,以支持 Constellation Energy 现有机组新增约 1,080 MW 的核发电能力。此前,Meta 也曾承诺支持俄亥俄州、宾夕法尼亚州和伊利诺伊州运营中核电站的反应堆升级。这些交易共同确立了一种更广泛的商业模式:超大规模科技公司帮助为核电产能的提升提供资金。

根据 10 月 6 日与 Google 签署的协议,Constellation 计划在伊利诺伊州、宾夕法尼亚州和新泽西州的 11 台运行中的反应堆机组上投资超过 43 亿美元,用于设备和技术升级。这份为期 20 年的购电协议支持 890 MW 的新增发电能力,首批升级预计将在 2028 年开始带来额外电力。另一份为期 15 年的单独协议涵盖 2,700 MW 的现有核发电量,凸显了两者之间的区别:一个是确保当前的电力供应,另一个是为增加的产能提供资金。Amazon 于 9 月 30 日签署的协议同样支持马里兰州 Calvert Cliffs 核电站新增 190 MW 的发电能力,同时还购买现有产出。两项安排合计支撑了超过 70 亿美元的计划基础设施投资。

与拟议中的先进反应堆不同,这些设施已经拥有运行许可证、电网接入、成熟的工作团队以及数十年的运营经验。提高其产出可以避免建造全新核电站所面临的部分成本、审批和施工难题,不过重大升级仍需要大量工程设计、设备改造和监管批准。

其潜在规模相当可观。根据美国核管理委员会(NRC)目前的申请时间表,该机构预计到 2032 年前将收到 31 份反应堆功率提升申请,可带来约 2,421 MW 的潜在新增发电容量。这大致相当于两座大型核反应堆的产出,而无需建设新的反应堆机组。不过,这些数字代表的是预期申请,而非已获批准的项目,也不是对电网的确定性增量。

对于面临迫在眉睫的电力短缺的数据中心开发商而言,这一策略并非速效方案。许多最大规模的升级要到 2030 年代初才能完成,而且新增发电量接入区域输电系统,也未必能解决当地的供电输送限制。尽管如此,由超大规模云服务商支持、期限较长的核电功率提升融资的出现,标志着一个重要转变:大型科技公司不仅在投资于保障现有电力供应,也在投资于扩大电网可用的发电能力。

**Google 将智能体式 AI 引入核电运营**

除了为新增发电能力提供资金外,Google 与 Constellation 的协议还包括一项为期五年的扩展技术合作,将在该公用事业公司的运营中部署 Google Cloud 和 Gemini Enterprise。

Constellation 计划将智能体式 AI 工作流用于工程与许可审批、潮流建模、并网规划、设备监测和停机管理。两家公司还设想利用 Google Cloud 技术,加强支撑关键基础设施的运营技术网络的安全性。

这一安排表明,AI 正开始影响电力供需的两端:一方面推动对新增发电的需求,另一方面提供旨在加快基础设施建设、提高运营效率的工具。不过,这些好处目前仍属于预期。Constellation 尚未证明新部署带来了可衡量的改善,而且 AI 辅助规划也无法消除核电功率提升所涉及的工程、安全和监管要求。

**核电功率提升内部:究竟改变了什么?**

提高运行中核电站的输出,并不只是把反应堆功率调高。根据项目范围的不同,功率提升可能需要改造仪表与控制系统、汽轮机、发电机、冷却设备及其他基础设施,同时还需要工程分析,证明电站能够在更高功率水平下安全运行。

这种做法已相当成熟。据美国核管理委员会称,过去 20 年间获批的功率提升已为美国电网增加了约 6 GW 的发电能力,相当于大约六座大型反应堆的产出。

NRC 将反应堆功率提升分为三种主要类别:

- **测量不确定度回收型提升**:通常将许可反应堆功率提高不到 2%,主要依靠改进仪表和更精确地测量运行条件(尤其是给水流量)来实现。

- **拉伸型提升**:通常将许可功率提高约 2% 至 7%,利用电站设计中已包含的运行裕度。这类项目一般只需有限的设备改造。

- **扩展型功率提升**:涉及幅度更大的提升,有时可达 20%,可能需要对高压汽轮机、凝结水泵、电动机、发电机、变压器及电站其他系统进行大规模改造。

这一区分很重要,因为核反应堆是依据其热功率(以兆瓦热功率 MWt 计)获得许可的,而不仅仅是按最终输送到电网的电量。提高反应堆热功率会影响蒸汽产生、热量导出、冷却需求以及整个设施中各设备的运行极限。

汽轮机效率及其他常规发电设备的改进,也可以在不必然提高反应堆热功率的情况下增加电力输出。这些增益应与正式的反应堆功率提升区分开来,后者需要获得 NRC 批准,才能提高许可的热功率运行上限。

对于规模较大的功率提升,其工程影响尤为显著。设备更换必须与计划中的换料停堆相协调,同时安全分析必须证明关键电站系统能够适应拟议的运行条件。对公用事业公司而言,这会形成一项复杂的项目管理挑战,涉及设备采购、停堆安排、工程设计和监管审查。

其优势在于,大部分最昂贵的基础设施已经存在。反应堆、汽轮机厂房、冷却系统、输电连接及配套设施往往可以通过现代化改造来利用,而无需从头建设。但这项工作既不是自动完成的,也并非没有风险,而且拟议的产能增幅大小,并不一定能说明其能够多快或多容易地实现。

**Amazon 的 Calvert Cliffs 转向:从场内开发到电网供电**

Amazon 于 9 月 30 日与 Constellation 达成的协议,体现了为 AI 基础设施获取核电的另一种思路。在马里兰州 Calvert Cliffs 清洁能源中心一个拟议的数据中心项目因当地反对而撤回后,双方达成了一份为期 20 年的电力协议,支持对现有核电设施进行超过 30 亿美元的升级。

该协议涵盖 690 MW 的核电,其中包括预计在 2030 年至 2032 年间投产的约 190 MW 新增发电能力。这相当于在 Calvert Cliffs 当前 1,790 MW 的装机容量基础上增长约 10.6%。两家公司还签署了一份相关的零售电力供应协议,用于支持 Amazon 在横跨 13 个州的 PJM 市场上的运营。

除了新增发电量之外,Amazon 的长期承诺还为 Constellation 提供了收入确定性,使其能够推动 Calvert Cliffs 再运行 20 年。该电站两座反应堆目前的许可证分别将于 2034 年和 2036 年到期,因此这项协议对于保留现有核电产能和扩大产出都具有重要意义。

根据修订后的安排,Calvert Cliffs 发出的全部电力将继续输送到 PJM 区域电网,而不是专供场内数据中心使用。这种模式避开了在核电站直接并置大型计算设施所面临的部分监管和社区挑战,同时使 Amazon 能够通过长期商业承诺支持增量发电。然而,它并不能消除影响数据中心容量实际部署地点的输电和本地配电限制。

**Meta 支持 PJM 区域 433 MW 核电功率提升**

Meta 更广泛的核电战略包括与 Vistra 签订的为期 20 年的协议,以支持