ШІ в США «бореться з громадськістю за електроенергію», ядерна енергетика стала «надією всього Силіконової долини»

Американські компанії AI, останнім часом знову почали активно інвестувати у електростанції.

Нещодавно Meta підписала довгострокові договори на купівлю електроенергії з американською енергетичною компанією Vistra, безпосередньо закуповуючи електрику з кількох діючих атомних станцій; раніше Meta співпрацювала з передовими компаніями у сфері ядерної енергії, такими як Oklo, Terra Power, для просування комерційної експлуатації малих модульних реакторів (SMR) та технологій четвертого покоління.

Згідно з інформацією, оприлюдненою Meta, якщо ці проєкти будуть реалізовані за планом, до 2035 року обсяг ядерної енергетики, яку Meta зможе закріпити, може досягти приблизно 6.6 ГВт (гіговат, 1 ГВт=1000 МВт=10^9 Вт).

За минулий рік великі інвестиції компаній AI у сферу енергетики у Північній Америці вже не дивина: Microsoft сприяє перезапуску вийшлих з експлуатації ядерних станцій, Amazon розгортає дата-центри навколо ядерних станцій, Google, xAI та інші продовжують укладати довгострокові договори на купівлю електроенергії. На тлі зростання конкуренції за обчислювальні ресурси, електроенергія перетворюється з витратної статті у стратегічний ресурс, який AI-компанії мають закріпити заздалегідь.

З іншого боку, зростання енергоспоживання, викликане індустрією AI, змушує американські електромережі працювати у режимі високого навантаження.

За повідомленнями іноземних ЗМІ, через стрімке зростання попиту на AI, найбільший оператор електромереж PJM у США стикається з серйозними викликами щодо балансування попиту та пропозиції. Ця мережа, що обслуговує 13 штатів і близько 67 мільйонів мешканців, вже наблизилася до межі своєї роботи.

PJM прогнозує, що у найближчі десять років попит на електроенергію зростатиме в середньому на 4.8% на рік, причому майже весь додатковий навантаження буде створюватися дата-центрами та застосуваннями AI, тоді як потужності з виробництва та передачі електроенергії не встигають за цим темпом.

За прогнозами Міжнародного енергетичного агентства (IEA), AI вже є найважливішим драйвером зростання споживання електроенергії у дата-центрах і до 2030 року світове споживання може подвоїтися і досягти приблизно 945 ТВт·год, що вдвічі більше за поточний рівень.

Реальність полягає в тому, що будівництво AI дата-центрів зазвичай триває лише 1–2 роки, тоді як нові високовольтні лінії передачі часто вимагають 5–10 років для реалізації. У цьому контексті компанії AI починають самостійно інвестувати у будівництво та модернізацію електростанцій, започатковуючи нову хвилю «великого інфраструктурного будівництва».

01 Гіганти AI «захоплюють» ядерні станції

За останні десять років основною діяльністю компаній AI у енергетичному секторі було «купівля електроенергії», а не її виробництво: укладання довгострокових договорів на закупівлю вітрової, сонячної та частково геотермальної енергії для фіксації цін і досягнення цілей зменшення викидів.

Наприклад, Google, цей гігант AI/інтернету, підписав десятки ГВт довгострокових договорів на купівлю вітрової та сонячної енергії по всьому світу, а також співпрацює з геотермальними компаніями для стабільного отримання чистої енергії для дата-центрів.

За останні два роки, у зв’язку з стрімким зростанням споживання електроенергії AI та проявами вузьких місць у мережі, деякі компанії почали переходити до участі у будівництві електростанцій або глибокого зв’язку з ядерними станціями, змінюючи роль з простих споживачів на учасників енергетичної інфраструктури.

Один із способів — «оживити» вже вийшлі з експлуатації станції. Так, Microsoft у вересні 2024 року підписала 20-річний договір на купівлю електроенергії з оператором ядерної станції Constellation Energy для підтримки перезапуску та довгострокової роботи 835-мегаватної вийшлої з експлуатації ядерної установки.

Разом із Microsoft у цю ініціативу залучена й уряд США: у листопаді 2023 року Міністерство енергетики США завершило оформлення кредиту у розмірі 1 мільярда доларів для часткового фінансування цього проєкту, а станція була перейменована на Центр чистої енергії Crane (колишня 1-а установка три Mile Island).

Насправді, Crane не є єдиною станцією, яка «повернулася до роботи» після виведення з експлуатації. У Пенсильванії, наприклад, станція Eddystone, яка планувала закритися наприкінці травня 2024 року, була терміново продовжена до роботи за наказом Міністерства енергетики США, щоб уникнути дефіциту електроенергії у PJM.

З іншого боку, підрозділ хмарних обчислень Amazon AWS застосовує інший підхід: він безпосередньо купує електроенергію поруч із ядерною станцією. У 2024 році компанія Talen продала AWS дата-центр площею близько 960 МВт поруч із ядерною станцією Susquehanna у Пенсильванії. У червні 2023 року Talen оголосила про розширення співпраці, плануючи постачати AWS до 1920 МВт безвуглецевої електроенергії.

Щодо нових станцій, то останні роки Amazon інвестує та співпрацює у розробці проєктів малих модульних ядерних реакторів (SMR) у штаті Вашингтон, зокрема, за підтримки Energy Northwest. Потужність однієї установки становить близько 80 МВт, а загалом проєкт може бути масштабований до кількох сотень МВт, з метою забезпечення дата-центрів довгостроковою стабільною базовою електроенергією.

Google у 2024 році співпрацює з американською компанією Kairos Power для запуску нових передових ядерних реакторів, плануючи ввести перші блоки до 2030 року та до 2035 року забезпечити стабільну безвуглецеву ядерну енергію обсягом близько 500 МВт для довгострокової роботи дата-центрів.

У контексті будівництва ядерних станцій Meta є одним із найактивніших учасників. На сьогоднішній день заплановані ядерні ресурси вже досягли 6.6 ГВт. Для порівняння, загальна потужність діючих ядерних станцій у США становить близько 97 ГВт.

Усі ці проєкти увійшли до рамкової програми Meta «Meta Compute» — це стратегія, яку Meta запропонувала на початку цього року для узгодженого планування майбутніх обчислювальних потужностей і енергетичної інфраструктури для AI.

За даними IEA, до 2030 року світове споживання електроенергії у дата-центрах подвоїться, і AI стане головним драйвером цього зростання. США займають у цьому процесі найвищу частку, далі йдуть Китай і інші країни.

Але прогноз Міністерства енергетики США щодо стабільності енергетичних потужностей до 2035 року вже порушений індустрією AI.

Згідно з відкритими даними, до 2035 року обсяг ядерних потужностей, які закріплять компанії AI, такі як Microsoft, Google, Meta, AWS, може перевищити 10 ГВт, і нові інфраструктурні проєкти продовжують з’являтися.

AI стає новим «грошовим» драйвером відродження ядерної енергетики: з одного боку, це реальний вибір компаній — порівняно з вітровою та сонячною енергетикою, ядерна має переваги у стабільності 24/7, низьких викидах і незалежності від великих сховищ енергії; з іншого — це тісно пов’язано з політичним середовищем.

У травні 2025 року президент США Трамп підписав чотири адміністративні укази щодо «відновлення ядерної енергетики», у яких поставив за мету збільшити ядерний потенціал країни у 4 рази протягом 25 років, визначивши це як частину національної безпеки та енергетичної стратегії.

За рік, що минув, акції компаній, пов’язаних із ядерною енергетикою, значно зросли: зокрема, компанії Vistra та інші оператори ядерних станцій подорожчали більш ніж у 1.5 рази; компанії, що зосереджені на малих модульних реакторах, такі як Oklo і NuScale, показали ще більш стрімке зростання — у кілька разів.

Завдяки цьому, під впливом інвестиційної активності AI-індустрії та державної підтримки, ядерна енергетика знову стала однією з головних тем у енергетичній та промисловій політиці США.

02 Швидкий запуск моделей, але будівництво електростанцій — не так швидко

Хоча «відродження ядерної енергетики» підвищило інвестиційний настрій, частка ядерної енергії у структурі виробництва електроенергії в США залишається приблизно 19%, а терміни будівництва або повторного запуску станцій зазвичай становлять десятиліття. Іншими словами, ризик навантаження енергосистеми AI не зменшився.

PJM у своїх довгострокових прогнозах попереджає, що у найближчі десять років майже весь новий навантаження буде створюватися дата-центрами та AI-застосунками, і якщо швидкість будівництва генерації та передачі не прискориться, надійність постачання може опинитися під загрозою.

Як один із найбільших регіональних операторів передачі електроенергії, PJM охоплює 13 штатів і Вашингтон, і обслуговує близько 67 мільйонів мешканців. Його стабільна робота безпосередньо впливає на економіку східних і центральних регіонів США.

З одного боку — багато капіталу вкладається у енергетичну інфраструктуру, з іншого — навантаження зростає, а затримки у будівництві та модернізації мережі тривають.

Ця суперечність зумовлена серйозною диспропорцією між швидкістю розширення AI-індустрії та темпами розвитку енергетичної системи. Створення великого AI дата-центру зазвичай триває 1–2 роки, тоді як будівництво нових ліній передачі та їх узгодження може займати 5–10 років.

Зростання споживання електроенергії дата-центрами та AI не супроводжується відповідним збільшенням виробничих потужностей. Внаслідок постійного дефіциту ресурсів ціни на електроенергію стрімко зростають.

У районах з високою концентрацією дата-центрів, таких як Північна Вірджинія, ціни для споживачів за останні роки зросли значно — у деяких регіонах більш ніж на 200%, що значно перевищує рівень інфляції.

Деякі ринкові звіти показують, що у зоні PJM, через стрімке зростання навантаження від дата-центрів, вартість ринку потужностей значно зросла: у 2026–2027 роках загальні витрати на аукціони потужностей сягнуть близько 16.4 мільярдів доларів, і частка витрат, пов’язаних із дата-центрами, у останніх кількох раундах вже становить майже половину. Ці зростання вартості ляжуть на плечі споживачів у вигляді вищих тарифів.

Зі зростанням невдоволення населення, проблема дефіциту ресурсів швидко перетворюється на суспільну дискусію. Регулятори у штатах, таких як Нью-Йорк, вже вимагають від великих дата-центрів брати на себе більшу відповідальність за зростаюче споживання, нові підключення до мережі та витрати на розширення, включаючи підвищені тарифи та довгострокові зобов’язання щодо потужностей.

«До появи ChatGPT ми ніколи не бачили такого зростання навантаження», — відкрито заявив голова Національної асоціації публічних електропостачальників США Том Фальконі. «Це проблема всього ланцюга постачання, що стосується енергопостачальників, промисловості, робочої сили та інженерів — і ці люди не з’являються з нізвідки.»

У листопаді минулого року регулятор PJM подав офіційну скаргу до Федеральної енергетичної комісії США (FERC), вимагаючи, щоб PJM перед затвердженням нових великих проектів дата-центрів не схвалював їх через проблеми з надійністю та доступністю.

Щоб боротися з масовим споживанням електроенергії дата-центрами, у деяких штатах і компаніях почали створювати спеціальні «категорії тарифів для дата-центрів». Наприклад, у штаті Канзас у листопаді 2025 року було введено нові правила тарифікації, що передбачають довгострокові контракти, розподіл тарифів і витрат на інфраструктуру для споживачів з потужністю понад 75 МВт (наприклад, дата-центри), щоб вони несли більшу частку витрат на мережу та модернізацію.

Президент Microsoft БредСміт у недавньому інтерв’ю зазначив, що оператори дата-центрів мають «платити за наш шлях», тобто сплачувати вищі тарифи або відповідні збори за споживання, підключення та модернізацію мережі, щоб не перекладати ці витрати на звичайних споживачів.

За кордоном, у останні роки, у Амстердамі, Дубліні та Сінгапурі призупинено багато нових проєктів дата-центрів через брак відповідної інфраструктури.

За більш жорстких обмежень у сфері енергетики та землі, розширення дата-центрів стає тестом на здатність країни мобілізувати капітал і будівельні ресурси. Окрім США та Китаю, більшість економік не здатні одночасно реалізувати такі масштабні проєкти.

Навіть із урахуванням нинішніх проблем із енергопостачанням у США, лише інвестиції у нові електростанції не здатні повністю вирішити енергетичну кризу у епоху AI.

03 Створювати мережу — потрібно «дивитися на небо»

Крім будівництва електростанцій, ще більш структурною проблемою є довгострокове відставання у розвитку мереж передачі в США.

За даними галузевих звітів, у 2024 році США додали всього 322 миль (приблизно 345 кВ і вище) високовольтних ліній — один із найповільніших років за останні 15 років; у 2013 році ця цифра була близько 4000 миль.

Застаріла мережа означає, що навіть якщо з’являться нові електростанції, електроенергія може не доходити до споживачів через відсутність можливості її довгострокового транспортування.

У 2023–2024 роках PJM неодноразово попереджала, що через нездатність прискорити будівництво мереж і відставання у виробництві електроенергії, зростання навантаження від дата-центрів вже змушує операторів застосовувати нестандартні заходи для підтримки стабільності системи, зокрема, пропонуючи у разі екстремальних потреб відключати частину дата-центрів або використовувати резервні генератори, інакше ризик зниження надійності зросте.

На відміну від США, Китай, який має репутацію «інфраструктурного монстра», підтримує високі темпи розвитку мереж і технологічних інновацій. За останні роки країна активно розвиває надвисоковольтне (±800 кВ, 1000 кВ) будівництво, і за 2020–2024 роки запустила кілька нових ліній, що додають тисячі кілометрів у рік.

Що стосується потужностей, то до 2025 року загальний обсяг встановлених потужностей у Китаї перевищить 3600+ ГВт, що стабільно зростає порівняно з 2024 роком, і планується додати ще 200–300 ГВт відновлюваної енергії протягом року.

Ці розриви у можливостях мережевої інфраструктури у короткостроковій перспективі не можна швидко подолати за допомогою політики або капіталовкладень у США.

На тлі стрімкого зростання AI-навантеження, у травні 2024 року Федеральна енергетична комісія США (FERC) опублікувала наказ №1920, що завершив реформу регіонального планування передачі з 2021 року. Нові правила вимагають від енергопостачальників планувати на 20 років наперед і враховувати нові навантаження, такі як дата-центри, у розподілі витрат.

Однак через тривалість процедур затвердження та будівництва, ця політика є скоріше довгостроковим інструментом «доповнення мережі», і реальні проблеми з енергоресурсами й надалі залишатимуться актуальними. У цьому контексті, дедалі більше уваги приділяється концепції космічних обчислень, що передбачає розгортання обчислювальних вузлів або дата-центрів на орбіті близько Землі для подолання обмежень наземних систем.

Зокрема, компанія SpaceX активно досліджує використання низькоорбітальних супутників і міжсупутникових лазерних каналів для створення розподіленої «орбітальної мережі обчислень». Проєкт Starlink дозволяє використовувати космічний простір для обробки даних у режимі реального часу, зменшуючи навантаження на наземні системи та знижуючи енергоспоживання.

Ще один приклад — стартап Starcloud, який у листопаді 2025 року запустив супутник Starcloud-1 з NVIDIA H100 для тестування обчислень у космосі. Це свідчить про те, що космічне розгортання обчислювальних ресурсів вже може перейти до практичної реалізації.

Китай також активно розвиває космічні обчислювальні системи. Проєкт «Три Тіла» (Trisolaris) — це мережа з понад 12 супутників, що планується до запуску, з метою створення обчислювальної платформи рівня 1000 PetaOps, для обробки даних на орбіті, попередньої обробки великих масивів даних і AI-розрахунків.

Однак і космічні обчислення, і нові енергетичні системи все ще перебувають у стадії ранніх випробувань. Це пояснює, чому за минулий рік американські гіганти AI активно інвестують у ядерні станції та інфраструктуру.

«Нам потрібне джерело чистої, надійної енергії, яке може працювати цілодобово, безперервно», — раніше заявляв директор Міжнародного енергетичного агентства Фатіх Бірул у одному з інтерв’ю. Він додав, що «ядерна енергетика повертається на світову сцену».

За умов, коли розширення мереж і будівництво нових електростанцій не можуть швидко наздогнати зростання навантаження, дефіцит енергоресурсів у США не зменшиться швидко, і масштабні інвестиції у ядерну галузь залишаються єдиним реальним шляхом.

За останніми прогнозами, Wood Mackenzie зазначає, що з урахуванням зростання споживання електроенергії дата-центрами та AI, виробництво ядерної енергії у США може збільшитися приблизно на 27% після 2035 року.

За повідомленнями іноземних ЗМІ, уряд США підтримує будівництво нових реакторів і модернізацію існуючих за допомогою кредитів Міністерства енергетики, експортних кредитів і демонстраційних проєктів, сприяючи відновленню ядерної промисловості.

За двома цими напрямками, політичними та інвестиційними, у найближчому майбутньому американські гіганти AI будуть тісно пов’язані з ядерною енергетикою.