ビル・ゲイツが設立したTerraPowerは、Bloombergの報道によると、今年、データセンターに電力を供給する初のプロジェクトを発表する計画だ。同社は顧客の身元を明らかにしていないが、2027年に建設が始まる見込みのこのプロジェクトは同社にとって2番目の発電所となる。一方、同社の1番目の発電所は、すでにワイオミング州で建設中だ。
今回の動きは、AIデータセンターが常時利用可能な電力源を探している時期に行われる。モデルの訓練や実行には大量のエネルギーが必要だからだ。原子力スタートアップ各社は、24時間電力を生産できる能力がこの問題の一部を解決できると見込んでいる。しかし、変動するデータセンター負荷と原子炉を同時に運用することは、技術面でも経済面でも課題となる。
なぜ原子炉はデータセンターに追随するのが難しいのか？
原子炉は、高く安定した出力レベルで運転を続けると最も効率よく稼働する。National Laboratory of the Rockiesによると、米国の原子炉は92.5%の時間に最大出力を生産しているが、通常は1分間に定格出力の約5%しか出力を増減できない。
一方、多くのスタートアップが開発している小型モジュール炉は、1分間に定格出力の約10%という、より速い速度で対応できる。それでも、原子炉を低出力で運転すると販売できる電力量が減少する。資本支出が大きい原子力では、これは特に高コストだ。産業界が小型モジュール炉の製造コストを引き下げることに成功したとしても、こうした効果が現れるまでには10年、あるいはそれ以上かかる可能性がある。
データセンター、特にメーターの内側で発電された電力に依存する施設は、電力負荷の急速な変化に対応する必要がある。AIモデルの訓練からプロンプトへの応答まで、GPUの処理タスクに応じて需要が急速に低下したり上昇したりする可能性がある。施設は通常、こうした変動を緩和するために大型バッテリーを利用するが、新たなコストが加わる。その一方で、ガスタービンはこうした変化によって運用上の圧力を受けている。
TerraPowerの設計はどのように機能するのか？
TerraPowerは、この問題に対処するため、345メガワットの溶融塩冷却炉を設計した。需要が変化した際に原子炉そのものの出力を変える代わりに、原子炉は原子の分裂と熱の生成を続け、余分な熱を溶融ナトリウムの大型タンクに蓄える。
電力需要が高まると、発電所は蓄えた熱を使ってより多くの蒸気を生成し、タービンを動かすことができる。これにより、需要が低い場合でも高コストの設備を高い稼働率で運転しながら、必要なときには蓄熱を使って追加の出力を供給できる。
実際には何が変わるのか？
このアプローチは、原子力の特徴である高い稼働率と、発電所が変動する負荷に適応できる蓄熱技術を組み合わせる。原子炉をデータセンターに直接接続する場合や、風力や太陽光などの間欠性電源への依存度が高い系統に接続する場合に有用となる可能性がある。
この設計によって、TerraPowerがデータセンターへの電力供給市場を制したという意味ではない。見込まれる顧客はまだ発表されておらず、プロジェクトも建設開始前の段階にあるからだ。しかし、蓄熱はデータセンター向けの契約をめぐる競争で同社に優位性を与える可能性がある。原子炉の安定した発電と、AIによる変動する電力需要との隔たりに対処できるためだ。TerraPowerは1月、MetaがNatrium型発電所を8基購入することに同意したと発表していたが、この契約が今回見込まれるデータセンタープロジェクトであるとは確認していない。