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Der Kernreaktor von TerraPower erweist sich als zentrale Lösung zur Stromversorgung von KI-Rechenzentren
Kernkraft-Startups positionieren sich als Lösung für die drängendste Herausforderung von KI-Rechenzentren: zuverlässige, durchgängig verfügbare Energie. TerraPower, gegründet von Bill Gates, ist der neueste Marktteilnehmer, wobei Bloomberg berichtet, dass das Unternehmen plant, sein erstes Rechenzentrumprojekt in diesem Jahr vorzustellen.
Obwohl TerraPower den spezifischen Kunden nicht bekannt gegeben hat, wurde im Januar angekündigt, dass Meta acht seiner Natrium-Kraftwerke kaufen wird. Das bevorstehende Rechenzentrumprojekt, dessen Baubeginn für 2027 geplant ist, wird die zweite Anlage des Unternehmens sein, nachdem bereits das erste Kraftwerk derzeit im Bundesstaat Wyoming im Bau ist.
Nicht alle Kernreaktoren eignen sich für den Betrieb von Rechenzentren, doch TerraPower verfügt über einen klaren Vorteil durch integrierte Energiespeicherung, was ihm einen Wettbewerbsvorteil verschafft. Diese Fähigkeit ergibt sich aus der Integration mit erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarkraft.
Kernreaktoren, einschließlich derer von TerraPower, arbeiten am effizientesten bei Volllast. Kernkraftwerke weisen den höchsten Kapazitätsfaktor aller Energiearten auf und erzeugen in den USA zu 92,5 % der Zeit maximale Leistung. Doch diese Effizienz hat einen Nachteil: Bestehende Reaktoren sind nur langsam regelbar und können ihre Leistung laut dem Rocky Mountain National Laboratory nur um etwa 5 % pro Minute ändern.
Neue kleine modulare Reaktoren (SMR), auf die sich viele Startups konzentrieren, können die Leistung schneller anpassen – etwa 10 % der Nennleistung pro Minute, so das NRL. Der Betrieb unter Volllast ist jedoch finanziell ineffizient, da die Einnahmen von der erzeugten Strommenge abhängen.
Dieses Problem betrifft alle Kraftwerke, ist bei Kernenergie jedoch besonders akut, da sie die höchsten Kapitalkosten aller Erzeugungstechnologien aufweist. Startups hoffen, dass die Massenproduktion von SMR diese Kosten senken wird, was jedoch noch nicht bewiesen ist. Selbst wenn dies gelingt, könnten die Vorteile erst nach einem Jahrzehnt oder mehr realisiert werden. Da frühe Kraftwerke teuer sind, zielen Startups darauf ab, sie so oft wie möglich mit Volllast zu betreiben.
Für Rechenzentren, insbesondere solche mit hinter dem Zähler liegender Stromversorgung, stellt dies eine erhebliche Herausforderung dar. Ihre Energiebelastung schwankt schnell, wenn GPUs KI-Training oder Benutzeranfragen verarbeiten. Diese Schwankungen sind so stark, dass Gasturbinen unter der Belastung versagen. Um den Betrieb zu stabilisieren, müssen die Zentren in große Batteriespeicher investieren, was die Kosten weiter erhöht.
TerraPower hat seinen 345-Megawatt-Reaktor mit geschmolzenem Salz als Kühlmittel entwickelt, um diese Probleme zu lösen. Ein wichtiges Designziel war sicherzustellen, dass der Reaktor intermittierende erneuerbare Quellen wie Wind und Solar ergänzen kann, was die Fähigkeit erfordert, schnell hoch- und herunterzufahren. Obwohl TerraPower ursprünglich erneuerbare Energien und nicht Rechenzentren im Blick hatte, teilen beide ähnliche Herausforderungen der Intermittenz, nur aus entgegengesetzten Perspektiven.
Um eine schnelle Reaktion zu erreichen, passt TerraPower die Kernleistung seines Reaktors nicht an. Stattdessen hält es die kontinuierliche Spaltung aufrecht und speichert überschüssige Wärme in einem großen Behälter mit geschmolzenem Natrium. Bei Lastspitzen bezieht das Kraftwerk Energie aus diesem Reservoir, um mehr Dampf zu erzeugen und Turbinen anzutreiben. Dies ermöglicht es, teure Ausrüstung kontinuierlich zu betreiben und die Investitionskosten auf mehr Betriebsstunden zu verteilen.
Dieser Ansatz kombiniert den hohen Kapazitätsfaktor der Kernenergie mit Energiespeichertechnologie und ermöglicht es TerraPower, sich nahtlos in erneuerbarelastige Netze zu integrieren oder direkt mit Rechenzentren verbunden zu sein. Diese Flexibilität könnte dem Startup einen Wettbewerbsvorteil bei der Versorgung der KI-Infrastruktur verschaffen.
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