المفاعل النووي الشهير في جزيرة ثلاثة أميال سيلبي احتياجات الطاقة لمبادرات الذكاء الاصطناعي لشركة مايكروسوفت

جوع مايكروسوفت للطاقة بسبب الذكاء الاصطناعي

أصبح الذكاء الاصطناعي اتجاهًا بارزًا في قطاع التكنولوجيا، وقد يزيد الطلب على الكهرباء في مراكز البيانات. وتختلف الطاقة اللازمة لكل مهمة بحسب النموذج والمعدات وطريقة الاستخدام. فعلى سبيل المثال، تقدّر بعض المقارنات أن توليد إجابة باستخدام ChatGPT قد يستهلك طاقة أكبر بكثير من عملية بحث تقليدية على جوجل.

ومع انتشار استخدام ChatGPT، يتزايد الاهتمام باستهلاكه للطاقة لدى OpenAI وشريكتها مايكروسوفت. وقد ظل توليد الكهرباء في الولايات المتحدة مستقرًا نسبيًا خلال فترات طويلة، بخلاف النمو السريع في الصين، ما يبرز الحاجة إلى تخطيط إمدادات إضافية.

المصدر: Our World In Data

هذا ليس حكرًا على مايكروسوفت، فمثلاً، ارتفع استهلاك جوجل للكهرباء بين عامي 2019 و2023. عمليًا، كل شريحة ذكاء اصطناعي جديدة تُباع من قبل Nvidia (NVDA ) ستستمر في استهلاك الطاقة لسنوات عديدة قادمة.

تشير التوقعات إلى نمو كبير في استهلاك مراكز البيانات والذكاء الاصطناعي للكهرباء، لكن حجم الزيادة بحلول 2026 يعتمد على السيناريو وحدود القياس، ولا ينبغي التعامل مع نسبة 550٪ على أنها نتيجة مؤكدة.

المصدر: Forbes

لذلك، قد لا يكون من المفاجئ أن مايكروسوفت تسعى إلى عقد اتفاق طويل الأجل لضمان إمداد الطاقة. ما كان أكثر إثارة للدهشة هو الصفقة الأخيرة. تسعى مايكروسوفت إلى إحياء محطة الطاقة النووية في جزيرة ثلاثة أميال بحيث يضمن مالكها، شركة Constellation Energy Corporation (CEG ) (CEG)، توفير إمداد ثابت من الطاقة القاعدية منخفضة الكربون لمراكز بياناتها الخاصة بالذكاء الاصطناعي.

صفقة مايكروسوفت النووية

بموجب الاتفاق، ستشتري مايكروسوفت (MSFT ) إنتاج الوحدة لمدة 20 عامًا. وستُعاد تسمية المنشأة «مركز كرين للطاقة النظيفة» (CCEC)، تكريمًا لكريس كرين، الرئيس التنفيذي السابق لشركة إكسيلون، الشركة الأم السابقة لكونستليشن. وسيُستخدم الإنتاج لمطابقة استهلاك مراكز بيانات مايكروسوفت عبر الشبكة بكهرباء خالية من الانبعاثات الكربونية أثناء التوليد.

وفق خطة الإعلان في سبتمبر 2024، كان متوقعًا استئناف التشغيل في 2028، رهناً بالموافقات التنظيمية وأعمال التأهيل. كما تعتزم كونستليشن طلب تجديد الترخيص لتمديد التشغيل إلى عام 2054 على الأقل.

المصدر: Inspenet

بحسب التقديرات المصاحبة للإعلان، قد يدعم المشروع نحو 3,400 وظيفة مباشرة وغير مباشرة، ويعيد أكثر من 800 ميجاواط من القدرة إلى الشبكة.

وقدّر تحليل الأثر الاقتصادي المذكور أن المشروع سيضيف نحو 16 مليار دولار إلى الناتج المحلي الإجمالي للولاية ويولّد أكثر من 3 مليارات دولار من الضرائب الفدرالية والولائية خلال فترة تشغيله، وليس في سنة واحدة.

“تلعب صناعة الطاقة النووية في بنسلفانيا دورًا حيويًا في توفير كهرباء آمنة، موثوقة وخالية من الكربون تساعد على خفض الانبعاثات وتنمية اقتصاد بنسلفانيا.”
جوش شابيرو، حاكم ولاية بنسلفانيا

العلاوة السعرية

أُغلقت الوحدة في 2019 لأسباب اقتصادية، لكن اتفاق شراء الكهرباء طويل الأجل مع مايكروسوفت غيّر الحسابات. وقدّر محللون أن السعر قد يتراوح بين 90 و100 دولار لكل ميجاواط ساعة مقابل إمداد مستقر. وهذه تقديرات خارجية وليست سعرًا تعاقديًا معلنًا.

وقدّر هؤلاء أيضًا احتمال إضافة نحو 20 إلى 30 دولارًا لكل ميجاواط ساعة لتكاليف نقل الكهرباء عبر الشبكة إلى مراكز البيانات.

وبالمقارنة مع تقديرات أسعار السوق الإقليمية آنذاك، البالغة نحو 45 إلى 55 دولارًا لكل ميجاواط ساعة، فإن ذلك يمثل علاوة محتملة كبيرة؛ وتختلف المقارنة بحسب مدة العقد وتكاليف النقل.

يعكس ذلك اهتمام مايكروسوفت بتوافر إمدادات الكهرباء وموثوقيتها على المدى الطويل. وستزيد اتجاهات أخرى الطلب على الطاقة، كما ناقشنا في «مزيج الطاقة في المستقبل»، ومنها السيارات الكهربائية وكهربة أنظمة التدفئة باستخدام المضخات الحرارية، والإنتاج الصناعي مثل الهيدروجين الأخضر لصناعة الصلب والأمونيا وغيرها.

تاريخ مفاعل جزيرة ثلاثة أميال

أثار الإعلان الاهتمام والجدل لأن موقع ثري مايل آيلاند ارتبط بأشد حادث في تاريخ محطات الطاقة النووية التجارية الأمريكية.

فقد تعرضت الوحدة الثانية لانصهار جزئي لقلب المفاعل عام 1979، وأُطلقت مواد مشعة. واستمرت أعمال التنظيف حتى 1993 بتكلفة تقارب مليار دولار.

ومع أن وزارة الطاقة الأمريكية تقول إن الحادث لم يسبب إصابات أو وفيات أو آثارًا صحية مباشرة، فقد ظل رمزًا لمخاوف قطاعات من الجمهور من الطاقة النووية.

المصدر: History Channel

الوحدة المزمع إعادة تشغيلها لتوفير الكهرباء بموجب اتفاق مايكروسوفت ليست الوحدة الثانية المتضررة.

المشروع يتعلق بالوحدة الأولى، التي واصلت إنتاج الكهرباء بعد حادث الوحدة الثانية إلى أن أُغلقت لأسباب اقتصادية في 2019.

تمثل الخطة خطوة لافتة، نظرًا إلى الارتباط الرمزي للموقع بتحديات الصناعة النووية والحوادث الكبرى مثل تشيرنوبل وفوكوشيما. واختير للمشروع اسم جديد هو مركز كرين للطاقة النظيفة.

مايكروسوفت، الطاقة النووية وتوليد الطاقة

ولمايكروسوفت ومؤسسها بيل غيتس روابط أخرى بالطاقة النووية. فغيتس من أبرز داعمي شركة تيراباور التي تطور مفاعل ناتريوم السريع المبرد بالصوديوم. وقد ناقشنا المفاعلات المتقدمة والشركات العاملة فيها في مقال «آخر مستجدات المفاعلات المعيارية الصغيرة: هل ما زالت مستقبل الطاقة النووية؟».

المصدر: CNBC

كانت تيراباور تستهدف تشغيل أول مفاعل ناتريوم في نحو عام 2030. لكن اعتماد التصميم على اليورانيوم منخفض التخصيب مرتفع العيار (HALEU)، الذي كانت روسيا المصدر التجاري الرئيسي له، قد يؤخر الجدول الزمني بسبب محدودية البدائل المتاحة.

كما أعلنت مايكروسوفت الشراكة العالمية للاستثمار في البنية التحتية للذكاء الاصطناعي (GAIIP)، مع بلاك روك (BLK ) وGlobal Infrastructure Partners وMGX، لدعم البنية التحتية للحوسبة والطاقة اللازمة للذكاء الاصطناعي.

الذكاء الاصطناعي والطاقة النووية

أحدث التطورات

كان سام ألتمان، الرئيس التنفيذي لـOpenAI، يشغل أيضًا منصب رئيس مجلس إدارة أوكلو، التي تطور مفاعلات نووية سريعة صغيرة. وتسعى الشركة إلى استخدام وقود مشتق من مواد نووية مستعادة في مشروعاتها الأمريكية؛ وهذه خطة تطوير وليست محطة تجارية عاملة آنذاك.

تندرج بعض تصاميم المفاعلات السريعة ضمن الجيل ^الرابع من الطاقة النووية، الذي يشمل تقنيات مختلفة ناقشناها في «الجيل الرابع من الطاقة النووية: أقل تكلفة وأنظف وأكثر أمانًا؟».

اشترت أمازون موقع مركز بيانات يعتمد على الطاقة النووية من شركة تالين إنرجي (TLN ) (AMZN ) في مارس 2024 مقابل 650 مليون دولار، بجوار محطة سسكويهانا للطاقة النووية في بنسلفانيا.

المصدر: ANS

وفي الوقت نفسه، أعلنت أوراكل (ORCL ) عن خطط لمركز بيانات بقدرة تتجاوز جيجاواط واحد، مع دراسة تغذيته بثلاثة مفاعلات معيارية صغيرة، بينما كانت جوجل تدرس أيضًا خيارات الطاقة النووية. ولا تعني هذه الإعلانات أن المفاعلات أصبحت قيد الإنشاء أو التشغيل.

كيف قد يدعم الذكاء الاصطناعي توليد الطاقة

رغم استهلاك الذكاء الاصطناعي للكهرباء، فقد يستطيع في المقابل تحسين توليد الطاقة وإدارته من خلال تطبيقات متعددة، منها:

• حلول سحابية للتحكم عن بُعد وزيادة أتمتة العمليات.
• شبكة كهربائية ذكية، تُحسّن كفاءة النظام وتقلل الفاقد من النقل والإنتاج الزائد المؤقت للطاقة المتجددة.
• إنترنت الأشياء لتحسين توقيت استخدام الطاقة.

وتأمل كونستليشن خصوصًا في توفير ملايين الدولارات باستخدام أدوات التعلم الآلي من Blue Wave AI Labs في محطاتها النووية.

الاندماج النووي

وقد يمتد استخدام الذكاء الاصطناعي لإنتاج الطاقة إلى مجال أبعد، إذ يمكن أن يسهم في تطوير الاندماج النووي إذا أمكن تجاوز تحدياته العلمية والهندسية، من ضبط البلازما في أزمنة بالغة القصر إلى تصميم سبائك جديدة.

وقد شارك مستثمرون، من بينهم جهات مرتبطة بجيف بيزوس، في تمويل شركة جنرال فيوجن ، التي تسعى إلى تطوير الاندماج النووي التجاري.

كما شاركت جوجل في تمويل شركة TAE Technologies ضمن جولة جمعت 250 مليون دولار. وهذه استثمارات تطويرية لا تعني تحقق توليد تجاري مربح من الاندماج.

يمكن الاطلاع على المزيد من التطورات والآفاق في مقال «الاندماج النووي: هل يقترب الحل النهائي للطاقة النظيفة؟».

تحول في الاتجاهات

يمثل اهتمام شركات التكنولوجيا والذكاء الاصطناعي بإحياء الطاقة النووية تحولًا عن المواقف السائدة في بعض الأسواق قبل سنوات قليلة. وكانت ألمانيا تمضي في التخلص من محطاتها، بينما ركزت تصورات أخرى على الطاقة المتجددة.

لكن الحاجة إلى خفض الانبعاثات وإلى مصادر كهرباء موثوقة، إلى جانب تحديات تخزين الطاقة، أعادت الاهتمام بالطاقة النووية منخفضة الانبعاثات على امتداد دورة حياتها.

هل سينجح ذلك؟

التحول في الاهتمام بالطاقة النووية سريع. ونظرًا إلى الأهمية الاستراتيجية للذكاء الاصطناعي، وكذلك النفوذ السياسي الكبير لشركات التكنولوجيا الكبرى، قد تتغير السياسات استجابةً لهذه الاحتياجات، لكن تعديل اللوائح والترخيص للمشروعات يستغرق وقتًا.

التنظيمات

أولًا، عارضت قطاعات من الحركات البيئية الطاقة النووية لعقود، ومن غير المرجح أن تتغير جميع المواقف فورًا.

«قد يكون الحصول على تراخيص هيئة التنظيم النووي الأمريكية معقدًا أيضًا لأي مشروع نووي؛ فالهيئة لديها بالفعل جدول عمل مزدحم».
سولا تالابي، مهندس نووي ورئيس شركة Pittsburgh Technical لاستشارات مخاطر الطاقة

الحدود الصناعية

ثانيًا، عانت سلسلة الإمداد النووية الأمريكية من محدودية الطلب على مشروعات جديدة لفترات طويلة. ولذلك قد تواجه إعادة تشغيل ثري مايل آيلاند تحديات في التوريد والهندسة تؤدي إلى التأخير.

«لم يسبق تنفيذ هذا النوع من إعادة التشغيل؛ ومن المرجح ظهور تحديات».
كيت فاولر، المسؤولة العالمية عن الطاقة النووية لدى مارش (MRSH )، وسيط التأمين ومستشار المخاطر

وتشمل تحديات التوريد الوقود النووي أيضًا، نظرًا إلى اعتماد أجزاء من السلسلة على روسيا وكازاخستان، مع اختلاف دور كل دولة بين التعدين والتحويل والتخصيب.

الاستثمار في الطاقة النووية

قد تؤدي الطاقة النووية دورًا مهمًا خلال العقدين المقبلين لأنها توفر كهرباء منخفضة الانبعاثات يمكن توليدها باستمرار. لكن مساهمتها الفعلية تعتمد على التكلفة والتراخيص والتمويل والقدرة على تنفيذ المشروعات.

وعلى المدى الأبعد، قد تتغير حصتها مع توسع مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية والطاقة الشمسية الفضائية والرياح. ويحتاج دمج نسب مرتفعة من المصادر المتقطعة إلى حلول مرونة وتخزين، ومنها بطاريات التخزين على نطاق الشبكة، إلى جانب وسائل أخرى؛ ولا يمكن الجزم بموعد استبدال مصدر بآخر.

يمكن شراء أسهم شركات الطاقة النووية عبر الوسطاء. وتجد على securities.io مقالاتنا عن الوسطاء في الولايات المتحدة وكندا وأستراليا والمملكة المتحدة ودول أخرى عديدة.

ومن البدائل لاختيار أسهم منفردة صناديق متداولة مثل VanEck Uranium and Nuclear ETF (NLR) وRange Nuclear Renaissance Index ETF (NUKZ) أو Global X Uranium ETF (URA)، التي توفر انكشافًا متنوعًا نسبيًا على جوانب مختلفة من القطاع النووي، مع استمرار مخاطر السوق والتركيز القطاعي.

يمكن أيضًا قراءة مقال «أفضل خمسة أسهم في قطاع الطاقة النووية».

الشركات النووية

1. Centrus Energy Corp.

تلعب روسيا دورًا كبيرًا في تحويل اليورانيوم وتخصيبه، بينما تعد كازاخستان منتجًا رئيسيًا لليورانيوم المستخرج من المناجم. وتختلف حصة كل بلد باختلاف المرحلة والسنة؛ فلا ينبغي الخلط بين حصة روسيا من التعدين وحصتها من خدمات دورة الوقود.

المصدر: IAEA

أصبح هذا الاعتماد قضية استراتيجية في السياق الجيوسياسي الأخير، ودفع الولايات المتحدة إلى دعم بدائل محلية وتقليل شراء خدمات الوقود الروسية.

تشارك سنتروس إنرجي في جهود توطين تخصيب اليورانيوم وتوفير وقود المفاعلات المتقدمة في الولايات المتحدة.

وقد بدأت في أكتوبر 2023 تشغيل منشأتها الأمريكية لإنتاج اليورانيوم منخفض التخصيب مرتفع العيار (HALEU)، وسلّمت الدفعة الأولى لوزارة الطاقة في نوفمبر من العام نفسه. ويحتوي هذا الوقود على أكثر من 5٪ وأقل من 20٪ من اليورانيوم-235، وتحتاج إليه بعض المفاعلات المتقدمة. أما تقديرات كمية الوقود اللازمة لاستهلاك شخص طوال حياته فتتوقف على التصميم والكفاءة ومستوى الاستهلاك.

المصدر: Centrus

كانت سنتروس عبر شركتها التابعة American Centrifuge Operating تمتلك الترخيص الأمريكي اللازم لإنتاج HALEU في منشأتها بولاية أوهايو. وترجع أصولها إلى أنشطة أمريكية تاريخية في تخصيب اليورانيوم، ومنها البرنامج الذي حوّل مواد من أسلحة روسية إلى وقود للمفاعلات المدنية.

أثار الحظر الأمريكي على واردات اليورانيوم الروسي اهتمام المستثمرين ببدائل التوريد، لكن أثره على سعر سهم سنتروس يتغير مع ظروف السوق.

قد تستفيد سنتروس من الطلب على HALEU في بعض المفاعلات المتقدمة والصغيرة. لكن ليست كل المفاعلات المعيارية الصغيرة بحاجة إليه، ولا يضمن موقع الشركة الحالي احتكارًا مستدامًا أو أرباحًا مستقبلية.

يتطلب إنتاج HALEU تراخيص وضمانات وأمنًا نوويًا مناسبًا لدرجة التخصيب. ولا تعني هذه المتطلبات أن المنافسة محصورة بالشركات المرتبطة بالجيش الأمريكي.

وبذلك توفر سنتروس انكشافًا على تطوير وقود المفاعلات المتقدمة وتنويع الإمدادات بعيدًا عن روسيا، مع مخاطر تنفيذ وتمويل وتنظيم يجب تقييمها.

2. Mirion Technologies, Inc.

تحتاج الطاقة النووية، إلى جانب المفاعلات والوقود، إلى مستشعرات ومكونات وأجهزة عديدة يجب أن تعمل بدقة وموثوقية.

ومن هذه المجالات كشف الإشعاع، وهو من الأنشطة الأساسية لشركة ميريون الأمريكية.

تفرض القواعد النووية مراقبة دقيقة لتعرض العاملين والبيئة للإشعاع، والكشف المبكر عن التسرب والتلوث المحتملين. وتنطبق متطلبات مشابهة على استخدام المواد المشعة في الطب، مثل علاج السرطان والتصوير التشخيصي.

المصدر: Mirion

وتعمل ميريون أيضًا في القياسات العلمية وأجهزة التفكيك وإزالة التلوث وتطبيقات الدفاع وخدمات التدريب وغيرها. وأصبحت شركة مدرجة في البورصة عقب اندماجها مع شركة استحواذ ذات غرض خاص في أكتوبر 2021، وليس في 2020.

توفر ميريون أجهزة قياس ومراقبة بدلًا من تطوير المفاعلات أو الوقود نفسه. وقد يجعلها هذا موردًا داعمًا لقطاعات متعددة في سلسلة الإمداد النووية، لكن نمو الاستثمار في القطاع لا يضمن نمو أرباحها أو سعر سهمها.

وقد يدعم الاهتمام بالسلامة والرقابة الطلب على مستشعرات الإشعاع وأجهزة القياس الموثوقة من موردين مثل ميريون.

وبخلاف الشركات التي تطور مفاعلات جديدة وتواجه مخاطر ترخيص التصميم، يمكن لميريون أن تخدم أنواعًا مختلفة من المنشآت النووية. ومع ذلك، تظل أعمالها خاضعة لمتطلبات تنظيمية وتجارية خاصة بها.