בינה מלאכותית ואנרגיה גרעינית: שותפות מבטיחה או איום קיומי?

במהלך השנים האחרונות, אנו עדים לשינוי קיצוני ביחסים של ענקיות טכנולוגיה עם מקורות אנרגיה מסורתיים עם הביקוש הגובר לאנרגיה להפעלת מרכזי נתונים ענקיים התומכים בבינה מלאכותית, חברות טכנולוגיה גדולות כמו: גוגל, אמזון ומיקרוסופט. פנו לבחון חלופות ברות קיימא ויעילות יותר.

השינוי הזה התגלם בהשקעות הענק שהודיעו על ידי חברות אלו בתחום האנרגיה הגרעינית לאחר עשרות שנים של נטישת אנרגיה גרעינית עקב חששות בטיחות ועלויות גבוהות, הטכנולוגיה הזו חזרה לקדמת הבמה, מונעת על ידי חידושים חדשים בתחום הקטנות. כורים גרעיניים (SMRs), שהם בטוחים וגמישים יותר מכורים מסורתיים.

אבל מה הופך את האנרגיה הגרעינית לאטרקטיבית עבור חברות הענק הללו ולא אנרגיה מתחדשת כמו אנרגיית רוח או אנרגיה סולארית, ומהם כורים גרעיניים קטנים, ומהם האתגרים העומדים בפני ארה"ב בפיתוחם, והאם הכורים הללו יניעו חדשנות וקיימות בתחום הבינה המלאכותית, או שאנחנו על סף עידן חדש של אסונות כמו צ'רנוביל, פוקושימה והאי Three Mile, שעדיין חקוקים בזיכרון?

קוֹדֶם כֹּל; אילו חברות החלו להשקיע בפרויקטים של אנרגיה גרעינית?

גוגל, אמזון ומיקרוסופט הכריזו על השקעות ענק בפרויקטים של אנרגיה גרעינית, מטרתן לבנות תחנות כוח גרעיניות חדשות, או להפעיל מחדש תחנות ישנות. החברות המתחרות הללו הן שלוש החברות הגדולות המספקות פתרונות מחשוב ענן בעולם, והן גם היו בין החברות הגדולות שאימצו מודלים וטכנולוגיות של בינה מלאכותית והציגו אותם ללקוחות, בין אם חברות אחרות ובין אם משתמשים, כך שאין זה מקרי. חברות אלו הן בין המשקיעות הגדולות בתחום זה.

1- גוגל:

גוגל התקשרה בהסכם עם חברת Kairos Power, סטארט-אפ המתמחה באנרגיה גרעינית, במטרה לבנות 7 כורים גרעיניים קטנים להפעלת מרכזי הנתונים שלה. כורים אלו מהווים פתרון מבטיח לאספקת אנרגיה נקייה ואמינה, שכן הם נבדלים בתכנון הפשוט ובמערכות הבטיחות המתקדמות שלהם.

שותפות זו צפויה לתרום לאספקת כ-500 מגה וואט של אנרגיה נטולת פחמן עד שנת 2035, מה שתומך במטרה של גוגל להשיג ניטרליות פחמן.

2- מיקרוסופט:

מיקרוסופט הודיעה על תוכניות להפעיל מחדש את המפעל הגרעיני הסגור Three Mile Island בפנסילבניה - שהיה עד לתאונה הגרעינית הקשה ביותר בארצות הברית - בשיתוף פעולה עם Constellation Energy עד 2028. פרויקט זה שואף לספק כ-835 מגה וואט של אנרגיה כדי לענות על הצרכים של. .. מרכזי נתונים של מיקרוסופט. מעולם לא חזרה מפעל גרעיני בארה"ב לשירות לאחר השבתה, ולא כל הייצור של תחנת כוח גרעינית מסחרית בודדת הוקצתה ללקוח בודד גם בעבר!

מיקרוסופט לא עצרה שם, אלא חתמה על הסכם עם Helion Energy לחקור את האפשרויות של אנרגיית היתוך גרעיני כמקור אנרגיה עתידי. של אנרגיה נקייה מבלי לייצר פסולת גרעינית מסוכנת.

בצעד מקביל, כמה דיווחים הצביעו מוקדם יותר השנה על כך שמיקרוסופט ו-OpenAI עובדות בחשאי על פיתוח מחשב-על חסר תקדים שמשתמש במיליוני שבבי שרת מיוחדים להפעלת בינה מלאכותית, ועלותו עשויה להגיע עד 100 מיליארד דולר, והוא בעל שם קוד (Stargate). , אבל זה ידרוש עד 5 גיגה וואט של כוח לפעול, שווה ערך למה שצורכת עיר גדולה כמו ניו יורק, והכל עבור מחשב אחד בלבד!

3- אמזון:

באוקטובר האחרון הודיעה אמזון על חתימה על שלושה הסכמים לפיתוח כורים גרעיניים קטנים בארצות הברית אמזון עובדת עם אנרג'י נורת'ווסט לפיתוח ארבעה כורים גרעיניים קטנים, הצפויים לייצר 320 מגה וואט בשלב הראשון, עם אפשרות להגדלה ל-960. מגה וואט.

יתר על כן, אמזון בוחנת את האפשרות לפתח כורים גרעיניים קטנים עם דומיניון אנרג'י בווירג'יניה, תוך הוספת לפחות 300 מגה וואט כדי לעמוד בביקוש הגובר לאנרגיה. העסקה הנוכחית של אמזון עם Talen Energy כוללת גם השקעה של 650 מיליון דולר במרכז נתונים בפנסילבניה המופעל ישירות על ידי כוח גרעיני.

ואז כל ההשקעות העצומות האלה דוחפות אותנו לשאול על כורים גרעיניים קטנים ובמה הם שונים מכורים מסורתיים?

שֵׁנִית; מהם כורים גרעיניים קטנים?

כורים גרעיניים קטנים הם כורים גרעיניים מתקדמים בקנה מידה קטן שנועדו לייצר עד 300 מגה וואט של חשמל נקי, שהם שליש ממה שמייצרים כורים רגילים.

גם כורים אלו גמישים וניתנים להתאמה, שכן ניתן לייצר אותם במפעל ולהוביל אותם כיחידות הניתנות להרכבה באתר הכור, כך שהם מהווים חלופה אידיאלית לכורים גרעיניים רגילים גדולים, אשר חייבים להיות מתוכננים עבור אתרים ספציפיים, אשר לפעמים מוביל לעיכובים בבנייה.

יֶתֶר עַל כֵּן; כורים גרעיניים קטנים מסתמכים על מגוון של נוזלי קירור, כולל מים קלים, מתכות נוזליות ומלח מותך, המספקים גמישות עיצובית גבוהה. כורים אלו נבדלים במערכות האבטחה החזקות שלהם (Inherent Safety), הנשענות על המחזור הטבעי של קירור הליבה, אשר מפחית את התלות בהתערבות אנושית ומשפר מאוד את הבטיחות.

הסוכנות האמריקאית לאנרגיה גרעינית מעריכה שעד שנת 2035 שוק הכורים הגרעיניים הקטנים העולמי יוכל להגיע ל-21 גיגה וואט של הספק.

שְׁלִישִׁי; למה דווקא אנרגיה גרעינית ולא אנרגיית רוח או שמש?

מרכזי נתונים המשמשים לאימון דגמי AI דורשים כמויות עצומות של חשמל. ככל שהמודלים הללו גדלים בגודלם ובמורכבותם, הדרישה לאנרגיה עולה באופן דרמטי. נכון לעכשיו, רוב מרכזי הנתונים מסתמכים על חשמל המופק מדלקים מאובנים, מה שתורם להגברת פליטת הפחמן.

עולה כאן שאלה חשובה: כמה אנרגיה צורכים מודלים לשוניים גדולים?
אימון דגמי AI גדולים צורכת אנרגיה רבה. לדוגמה, מודל ה-GPT-3, המכיל 175 מיליארד מורים, משתמש ב-1,287 מגה-ואט לשעה, בעוד שמודל DeepMind, המכיל 280 מיליארד מורים, משתמש ב-1,066 מגה-ואט לשעה. לפי שעה, זה שווה בערך פי 100 מהאנרגיה הממוצעת שמשתמשת במשפחה אמריקאית בשנה אחת, מה שמאשר את ההשפעה הסביבתית המשמעותית של תעשייה זו.

חברות שואפות להשיג ניטרליות פחמן עד 2030 או 2035, אך ההסתמכות המוחלטת על מקורות אנרגיה מתחדשים כמו השמש והרוח עומדת בפני אתגרים גדולים, כגון שינויים בייצור עקב תנאי מזג האוויר, שכן אנרגיה סולארית אינה זמינה בלילה, וכן אנרגיית הרוח מושפעת מתנודות מזג האוויר, מה שמצריך פתרונות אחסון מורכבים ומתקנים אדמיניסטרטיביים כדי להבטיח את המשכיות הפעולה.

כאן, אנרגיה גרעינית מופיעה כפתרון מבטיח לעמוד בביקוש הגובר הזה, מכמה סיבות:

כוח גבוה: כורים גרעיניים יכולים לייצר כמויות עצומות של חשמל בשטח קטן יחסית, מה שהופך אותם לאידיאליים למתן מענה לצרכים של מרכזי נתונים גדולים.
אמינות: כוח גרעיני הוא מקור אנרגיה יציב ואמין, בניגוד למקורות אנרגיה מתחדשים נדיפים כמו שמש ורוח.
פליטת פחמן נמוכה: אנרגיה גרעינית היא מקור נקי לאנרגיה, שכן היא אינה מייצרת גזי חממה או מזהמים אחרים, מה שתורם להשגת יעדי המאבק בשינויי האקלים.

רביעית; אילו אתגרים מתמודדת ארצות הברית בפיתוח כורים גרעיניים קטנים?

האתגר המרכזי העומד בפני ארה"ב בתעשייה זו הוא בניית הכור הגרעיני הקטן הראשון עד כה, אין כור גרעיני קטן בפעולה או בבנייה בכל ארה"ב. לפי הסוכנות לאנרגיה גרעינית, בעולם פועלים רק שלושה כורים גרעיניים קטנים, שניים בסין וברוסיה, שתי היריבות הגיאופוליטיות המרכזיות של ארצות הברית, ויש גם כור ניסוי הפועל ביפן.

חברות אמריקאיות פועלות עד כה לפיתוח תכנון של כורים גרעיניים קטנים, ולארצות הברית יש כיום כ-70 תכנונים לכורים קטנים, אך רק אחד מהם קיבל אישור להתחיל בבנייה, והוא פרויקט Kairos Power, אשר יהיה במדינת טנסי.

הסיבה לעיכוב זה היא שאישורי עיצוב אורכים בדרך כלל מספר שנים; לאור המורכבות של תכנוני הכורים והסיכונים של חומרים רדיואקטיביים.

אליסון מקפרלן, לשעבר ראש הנציבות הרגולטורית הגרעינית של ארה"ב, הסבירה שתקנון מערכות אנרגיה גרעינית בעולם הוא כמעט בלתי אפשרי. הסיבה לכך היא שלכל מדינה יש פילוסופיה משלה בהתמודדות עם תחום חיוני זה, מה שמקשה מאוד על הגעה למסגרת רגולטורית מאוחדת.

רפאל גרוסי, מנכ"ל הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית, הדגיש את הצורך בפיתוח מערכות רגולטוריות גמישות המסוגלות לעמוד בקצב ההתפתחויות המהירות בתעשיית האנרגיה הגרעינית. הוא ציין כי הליכי רגולציה ארוכים הנמשכים שנים רבות מעכבים את צמיחתה של תעשייה זו, והציע לתעשיית הגרעין לקחת השראה מתחום התעופה, המסתמך על סטנדרטים גלובליים מאוחדים לתכנון ותפעול מטוסים, התורמים לשיפור האיכות והפחתה. עלויות.

בנוסף, כורים גרעיניים קטנים זקוקים לדלק גרעיני מועשר במיוחד (HALEU), אשר קצב העשרה גבוה יותר מהדלק המשמש כיום בכורים קונבנציונליים, מה שהופך אותו ליעיל יותר ומסוגל להפיק אנרגיה.

לדלק HALEU רמת העשרה גבוהה יותר מדלק אורניום 235 מועשר ב-5%, שהוא האיזוטופ הבקיע העיקרי המייצר אנרגיה במהלך תגובת השרשרת, המשמשת את הכורים הגרעיניים הרגילים, על פי משרד האנרגיה האמריקאי.

דלק HALEU דורש העשרה של בין 5 ל-20%, מה שהופך אותו ליעיל יותר ומסוגל לייצר את כמות האנרגיה הגדולה ביותר בכורים קטנים יותר. הוא גם תורם לשיפור הביצועים של כורים קטנים ולהגדלת חיי הפעילות שלהם, שכן דלק זה עוזר לדלק. יסוד נתרן בשימוש תהליך הקירור נמשך זמן רב יותר ומפיק יותר אנרגיה תוך שימוש בפחות דלק.

אבל הבעיה כאן היא שהייצור של הדלק הזה בקנה מידה מסחרי בארצות הברית עדיין מוגבל מאוד, והמקור הדומיננטי בעולם הוא רוסיה במאי האחרון, נשיא ארה"ב ג'ו ביידן חתם על חוק האוסר על ארצות הברית לייבא אורניום רוּסִיָה.

חמישית; בינה מלאכותית ואנרגיה גרעינית: שותפות מבטיחה או איום קיומי?

בינה מלאכותית מחלחלת להיבטים שונים בחיי היום-יום שלנו, אך מערכות כוח גרעיניות אינן זקוקות לה על עקרונות פיזיקליים ידועים וצפויים ואינן זקוקות כלל למורכבות של בינה מלאכותית. גם רשויות רגולטוריות ברחבי העולם, בראשות נציבות הרגולציה הגרעינית האמריקאית (NRC), מטפלות בנושא זה בזהירות יתרה ומונעות את שילובו במערכות אלו.