Energetické nároky AI otevírají cestu k jaderné renesanci

Umělá inteligence, výkonné počítače a datová centra, které JE potřebuje pro svůj provoz, spotřebovávají ohromné množství energie – podle zprávy Mezinárodní energetické asociace (IEA) o poptávce po elektřině budou datová centra do roku 2026 tvořit třetinu veškeré energetické spotřeby v USA. Do stejného roku by se přitom měla globální spotřeba zdvojnásobit ze 460 TWh v roce 2022 na 1000 TWh. To podle IEA zhruba odpovídá spotřebě elektřiny v celém Japonsku.
V Michiganu tak kvůli tomu znovuotevřou jadernou elektrárnu, kterou tento stát na severu USA přitom uzavřel před pouhými dvěma lety a jejíž reaktivace si vyžádá dvě miliardy dolarů. Michigan přijal loni zákon, který požaduje, aby veškerá energie ve státě byla do roku 2030 vyráběna z OZE, takže se hledají nové způsoby napájení sítě kvůli masivnímu nárůstu spotřeby elektřiny v datových centrech a svou šanci v tom vidí i společnosti zabývající se jadernou energetikou.
„Datová centra jsou nezbytná pro národní bezpečnost a ekonomickou konkurenceschopnost. Řada zemí, včetně Číny, bojuje o nadvládu v oblasti umělé inteligence, a probíhá debata o různých způsobech napájení datových center. Jsme přesvědčeni, že výzkum jejich společného umístění s jadernými elektrárnami ukáže, že jde o nejrychlejší a nákladově nejefektivnější způsob rozvoje kritické digitální infrastruktury,“ uvedl CEO společnosti Constellation Energy Joseph Dominguez.

Trendy spotřeby energie a výzvy AI
Rychlý pokrok AI vedl k exponenciálnímu nárůstu výpočetních požadavků, kdy trénink komplexních modelů, zejména hlubokého učení, zahrnuje zpracování obrovského množství dat a vyžaduje značný výpočetní výkon, který spotřebovává obrovské množství energie. Dopad datových center na životní prostředí je tak značný. Tato zařízení, která obsahují servery a infrastrukturu potřebnou pro provoz aplikací AI, fungují 24 hodin denně a spotřebovávají elektřinu pro výpočetní procesy a chladicí systémy. S rozšiřováním aplikací AI se tak poptávka po energeticky účinných a ekologických zdrojích energie stává naléhavější a na základě současných trendů by se spotřeba energie AI mohla stát vážným problémem.
Jak uvádí ve své studii „Rostoucí potřeby AI: Posun technologického průmyslu směrem k jaderné energii“ na serveru Unite.ai Dr. Assad Abbas, technologický pokrok přichází se skrytými náklady v podobě masivní poptávky po energii, protože s rostoucí složitostí a používáním systémů AI se zvýšily jejich výpočetní požadavky a došlo k podstatnému zvýšení energetické spotřeby. Potřeba služeb AI vede k výstavbě dalších datových center a rozšiřování stávajících, přičemž v každém jsou tisíce serverů v nonstop provozu, které jsou pro AI nezbytné, ale spotřebovávají hodně energie – celosvětově jsou to 1–2 % celkové energie. Toto procento pravděpodobně do konce desetiletí vzroste na 3–4 %. Očekává se, že zvýšená poptávka, zejména v USA a Evropě, povede k výraznému nárůstu spotřeby elektřiny, což je růstový model, který nebyl za několik desetiletí zaznamenán a představuje významnou výzvu. OZE, jako je větrná a solární energie, generují elektřinu bez emisí skleníkových plynů a snižují uhlíkovou stopu datových center, ale čelí problémům se škálovatelností a spolehlivostí – jsou přerušované, závisí na povětrnostních podmínkách a denní době, takže jsou méně spolehlivé pro neustálé energetické potřeby datových center. Vodní energie, i když je konzistentnější, je zase geograficky omezená a nelze ji nasadit univerzálně. I když je obnovitelná energie základní součástí řešení, nedokáže rychle rostoucí energetické nároky AI udržet. Technologický průmysl tak zkoumá jako potenciální řešení svých rostoucích energetických potřeb jadernou energii, která nabízí spolehlivý zdroj energie s vysokou hustotou a minimálními emisemi uhlíku. Jediná peleta uranového paliva produkuje stejné množství energie jako tuna uhlí nebo 455 litrů ropy.
Pokročilá jaderná zařízení, jako jsou malé modulární reaktory (SMR), představují další generaci jaderné technologie. Jsou menší, bezpečnější a flexibilnější než tradiční reaktory, lze je stavět postupně a jsou navrženy tak, aby byly ze své podstaty bezpečné se systémy, které se v případě poruchy automaticky vypnou. Díky těmto funkcím jsou SMR životaschopnou možností pro napájení datových center.

Techničtí obři míří k jaderné energii
Využití atomu pro své energetické potřeby zkoumají i technologičtí giganti. Google se zavázal využívat 100 % obnovitelné energie pro svá datová centra, a i když primárně spoléhá na vítr a slunce, aktivně investuje do pokročilých technologií čisté energie, včetně jaderné, aby zajistil stabilní a udržitelné dodávky. Microsoft zase spolupracuje se společností TerraPower, zabývající se výzkumem využití pokročilých jaderných reaktorů pro datová centra s cílem využít jadernou technologii nové generace k vytvoření spolehlivého a udržitelného zdroje energie pro svou rostoucí infrastrukturu AI. Amazon Web Services (AWS) investovala do SMR a dalších pokročilých jaderných technologií, aby do roku 2025 poháněla své operace 100% OZE a do roku 2040 dosáhla čisté uhlíkové nuly – mj. koupila 960MW kampus datového centra firmy Talen Energy, který je přímo napájen sousední pensylvánskou JE Susquehanna Steam Electric Station. IBM je dalším technologickým gigantem, který aktivně pracuje na jaderné energetice a zkoumá potenciál využití jaderné fúze jako dlouhodobého energetického řešení.
Navzdory těmto výhodám čelí jaderná energetika mnoha výzvám, mj. vnímání veřejnosti, kdy jaderné havárie, jako je Černobyl a Fukušima, v ní zanechaly trvalý strach a skepticismus. Přijetí jaderné energie mohou také bránit regulační rámce. Proces vývoje a schvalování jaderných projektů je zdlouhavý, složitý a zahrnuje přísné bezpečnostní a ekologické normy, takže zásadní je zefektivnění předpisů při zachování bezpečnostních standardů.
Vysoké počáteční náklady na výstavbu jaderných elektráren, další kritický faktor, mohou být kompenzovány dlouhodobými výhodami, jako je spolehlivá a nízkonákladová energie.

Josef Vališka
Foto: Unite.ai

Publikováno: 28. 11. 2024 | Počet zobrazení: 25 3