I giganti della tecnologia sono alla ricerca di più energia, ma la costruzione di nuovi reattori richiede tempo.
Nella corsa agli armamenti dell’intelligenza artificiale, tutti i principali attori dicono di voler passare al nucleare.
Nell’ultimo anno, aziende del calibro di Meta, Amazon, Microsoft e Google hanno inviato una raffica di annunci relativi all’energia nucleare. Alcuni riguardano accordi per l’acquisto di energia da impianti esistenti, mentre altri riguardano investimenti volti a potenziare tecnologie avanzate non ancora sperimentate.
Queste partnership alquanto improbabili potrebbero essere una vittoria sia per l’industria dell’energia nucleare che per le grandi aziende tecnologiche. I giganti del settore tecnologico hanno bisogno di fonti di energia garantite e molti di loro sono alla ricerca di fonti a basse emissioni per raggiungere i loro obiettivi climatici. Per gli operatori delle centrali nucleari e gli sviluppatori di tecnologie nucleari, il sostegno finanziario di grandi clienti consolidati potrebbe aiutare a mantenere aperte le vecchie centrali nucleari e a far progredire le nuove tecnologie.
“I vantaggi del nucleare sono numerosi”, afferma Michael Terrell, direttore senior per l’energia pulita e la riduzione delle emissioni di carbonio di Google. Tra questi, il fatto che sia “pulito, stabile, privo di emissioni di carbonio e che possa essere collocato praticamente ovunque”. (Le fonti energetiche stabili sono quelle che forniscono energia costante).
Ma c’è un ostacolo potenziale evidente: la tempistica. “Ci sono esigenze su scale temporali diverse”, afferma Patrick White, ex direttore della ricerca della Nuclear Innovation Alliance. Secondo White, molte di queste aziende tecnologiche avranno bisogno di grandi quantità di energia nei prossimi tre-cinque anni, ma la costruzione di nuove centrali nucleari può richiedere quasi un decennio.
Alcune tecnologie nucleari di prossima generazione, in particolare i piccoli reattori modulari, potrebbero richiedere meno tempo per essere costruite, ma le aziende che promettono velocità devono ancora costruire i loro primi reattori – e in alcuni casi sono ancora lontane anni da dimostrazioni anche di dimensioni modeste.
Questo sfasamento temporale fa sì che, anche se le aziende tecnologiche pubblicizzano piani per l’energia nucleare, in realtà si affideranno in larga misura ai combustibili fossili, mantenendo aperte le centrali a carbone e costruendo persino nuovi impianti a gas naturale che potrebbero rimanere aperti per decenni. L’intelligenza artificiale e il nucleare potrebbero davvero aiutarsi a vicenda, ma la realtà è che la crescita potrebbe essere molto più lenta di quanto suggeriscono i titoli dei giornali.
Il bisogno di velocità dell’intelligenza artificiale
Solo negli Stati Uniti ci sono circa 3.000 data center e le proiezioni attuali dicono che il boom dell’intelligenza artificiale potrebbe aggiungerne altre migliaia entro la fine del decennio. Secondo una recente analisi di Goldman Sachs, questa corsa potrebbe far aumentare la domanda di energia dei data center a livello globale fino al 165% entro il 2030. Negli Stati Uniti, le stime dell’industria e del mondo accademico indicano che la domanda di energia per i data center potrebbe raggiungere i 400 terawattora entro il 2030, rispetto ai meno di 100 terawattora del 2020 e più alta della domanda totale di elettricità dell’intero Paese del Messico.
Ci sono indicazioni che il boom dei data center potrebbe rallentare, con alcune aziende che hanno rallentato o sospeso alcuni progetti nelle ultime settimane. Ma anche le proiezioni più misurate, come quelle contenute in un recente rapporto dell’Agenzia Internazionale dell’Energia, prevedono un aumento della domanda di energia. L’unica domanda è di quanto.
Molti degli stessi giganti tecnologici che attualmente si affannano a costruire centri dati hanno anche fissato obiettivi climatici, giurando di raggiungere emissioni nette zero o energia priva di carbonio entro i prossimi due decenni. Quindi hanno un interesse personale nella provenienza dell’elettricità.
L’energia nucleare è emersa come un candidato forte per le aziende che vogliono alimentare i data center riducendo le emissioni. A differenza delle turbine eoliche e degli impianti solari, che generano elettricità in modo intermittente, le centrali nucleari forniscono tipicamente una fornitura costante di energia alla rete, che si allinea bene con le esigenze dei centri dati. “Le aziende che si occupano di data center vogliono funzionare a pieno regime, 24 ore su 24, 7 giorni su 7”, afferma Rob Gramlich, presidente di Grid Strategies, una società di consulenza che si occupa di elettricità e trasmissione.
Inoltre non guasta il fatto che, mentre le energie rinnovabili sono sempre più politicizzate e attaccate dall’attuale amministrazione statunitense, il nucleare gode di un ampio sostegno da entrambi gli schieramenti.
Il problema è come aumentare la capacità nucleare: gli impianti esistenti sono limitati e la costruzione di nuove tecnologie richiede tempo. Nel 2022, tutti i reattori nucleari degli Stati Uniti hanno fornito circa 800 terawattora di elettricità alla rete elettrica, un numero che è rimasto sostanzialmente costante negli ultimi due decenni. Per soddisfare la domanda di elettricità dei data center prevista per il 2030 con l’energia nucleare, bisognerebbe dimezzare la flotta di reattori nel Paese.
Nuove notizie sul nucleare
Alcuni dei titoli più eccitanti riguardanti il fiorente rapporto tra l’IA e la tecnologia nucleare riguardano grandi aziende affermate che si buttano a sostegno di innovazioni che potrebbero portare l’energia nucleare nel 21° secolo.
Nell’ottobre 2024, Google ha firmato un accordo con Kairos Power, un’azienda nucleare di nuova generazione che ha recentemente ricevuto l’approvazione per la costruzione di due reattori dimostrativi dalla Nuclear Regulatory Commission (NRC) statunitense. L’azienda sta lavorando alla costruzione di piccoli reattori raffreddati a sale fuso, che secondo l’azienda saranno più sicuri ed efficienti della tecnologia convenzionale. L’accordo con Google è un contratto di acquisto di energia a lungo termine: il gigante tecnologico acquisterà fino a 500 megawatt di elettricità entro il 2035 da qualsiasi impianto che Kairos riuscirà a costruire, il primo dei quali dovrebbe entrare in funzione entro il 2030.
Amazon si sta impegnando anche nella tecnologia nucleare di nuova generazione con un investimento diretto in X-energy, con sede nel Maryland. La startup è tra quelle che lavorano per creare reattori più piccoli e standardizzati che possano essere costruiti più rapidamente e con meno spese.
In ottobre, Amazon ha firmato un accordo con Energy Northwest, un’azienda di servizi pubblici dello Stato di Washington, che vedrà Amazon finanziare la fase iniziale di un progetto di reattori modulari di piccole dimensioni X-energy nello Stato. Il gigante tecnologico avrà il diritto di acquistare elettricità da uno dei moduli del primo progetto, che potrebbe generare 320 megawatt di elettricità ed essere ampliato fino a 960 megawatt. Molti dei nuovi data center incentrati sull’intelligenza artificiale in costruzione richiederanno 500 megawatt di potenza o più, quindi questo progetto potrebbe essere sufficiente per alimentare un singolo sito.
Secondo il sito web di Amazon, il progetto contribuirà a soddisfare il fabbisogno energetico “a partire dai primi anni 2030”. X-energy è attualmente in fase di pre-candidatura presso la NRC, che deve concedere l’approvazione prima che il progetto di Washington possa andare avanti.
Piani solidi e a lungo termine potrebbero essere di grande aiuto per far decollare le tecnologie di nuova generazione. “Nei prossimi due anni sarà importante vedere più impegni precisi e fondi effettivi per questi progetti”, afferma Jessica Lovering, cofondatrice del Good Energy Collective, un’organizzazione di ricerca politica che sostiene l’uso dell’energia nucleare.
Tuttavia, questi primi progetti non saranno sufficienti per ridurre la domanda. I reattori di nuova generazione che Amazon e Google stanno sostenendo sono dimostrazioni di dimensioni modeste, le prime installazioni commerciali di nuove tecnologie. Non si avvicinano alla scala necessaria per soddisfare la domanda di energia prevista dai nuovi data center entro il 2030.
Per fornire una frazione significativa dei terawattora di elettricità che le grandi aziende tecnologiche utilizzano ogni anno, le aziende nucleari dovranno probabilmente costruire decine di nuovi impianti, non solo un paio di reattori.
Potere d’acquisto
Un approccio per ovviare a questo disallineamento è quello di puntare sui reattori esistenti.
Microsoft ha fatto notizia in questo settore l’anno scorso, quando ha firmato un accordo di acquisto di energia a lungo termine con Constellation, il proprietario della centrale nucleare di Three Mile Island Unit 1 in Pennsylvania. Constellation intende riaprire uno dei reattori di quel sito e ribattezzarlo Crane Clean Energy Center. L’accordo con Microsoft assicura che ci sarà un cliente per l’elettricità prodotta dall’impianto, se questo tornerà in funzione con successo. (Al momento è previsto per il 2028).
“Se non si vuole aspettare un decennio per una nuova tecnologia, uno degli strumenti più importanti di cui disponiamo oggi è quello di sostenere il rilascio di nuove licenze per le centrali elettriche in funzione”, afferma Urvi Parekh, responsabile del settore energia di Meta. Gli impianti più vecchi possono richiedere alla NRC una proroga di 20 anni, un processo che i clienti che acquistano l’energia possono aiutare a sostenere perché tende a essere costoso e lungo, dice Parekh.
Sebbene questi reattori esistenti offrano a Big Tech qualche opportunità di acquisire energia nucleare, un numero limitato di essi è in condizioni sufficientemente buone per essere ampliato o riaperto.
Negli Stati Uniti, 24 reattori hanno licenze che dovranno essere rinnovate prima del 2035, circa un quarto di quelli attualmente in funzione. Secondo White, oltre a Three Mile Island, potrebbero essere riaperti alcuni impianti. La centrale nucleare di Palisades, nel Michigan, ha ricevuto dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti una garanzia di prestito di 1,52 miliardi di dollari per la riapertura, mentre il proprietario del Duane Arnold Energy Center, nell’Iowa, ha presentato alle autorità di regolamentazione una richiesta che potrebbe avviare il processo di riapertura.
Alcuni siti hanno reattori che potrebbero essere aggiornati per produrre più energia senza costruire nuove infrastrutture, aggiungendo un totale compreso tra due e otto gigawatt, secondo un recente rapporto del Dipartimento dell’Energia. Questo potrebbe alimentare una manciata di data center di dimensioni moderate, ma la domanda di energia sta crescendo per i singoli progetti – OpenAI ha suggerito la necessità di data center che richiederebbero almeno cinque gigawatt di potenza.
In definitiva, saranno necessari nuovi reattori per espandere la capacità in modo significativo, sia che utilizzino una tecnologia consolidata sia che utilizzino progetti di nuova generazione. Gli esperti tendono a concordare sul fatto che nessuno dei due sarà in grado di funzionare su scala almeno fino ai primi anni 2030.
Nel frattempo, le decisioni prese oggi in risposta a questo boom della domanda di energia avranno effetti a catena per anni. La maggior parte delle centrali elettriche può durare diversi decenni o più, quindi ciò che viene costruito oggi probabilmente rimarrà sulla rete fino al 2040 e oltre. Se il boom dell’intelligenza artificiale radicherà nella rete l’energia nucleare, i combustibili fossili o altre fonti di elettricità, dipenderà da ciò che verrà introdotto per soddisfare la domanda ora.
È probabile che nessuna singola tecnologia, compresa l’energia nucleare, sia l’unica vera soluzione. Come afferma Terrell di Google, per soddisfare la domanda di energia e gli obiettivi climatici saranno necessarie tutte le tecnologie, dall’eolico al solare, dall’accumulo di energia alla geotermia e, sì, al nucleare. “Penso che il nucleare sia molto amato”, afferma. “Ma tutto questo è altrettanto importante”.
