Umělá inteligence a pokročilé reaktory rýsují ekonomický mix budoucnosti

Boom umělé inteligence (AI) na globálním trhu dopadá na akcie firem, investice do inovací nebo zakládání startupů, které se chtějí na nové vlně svézt. Také zaměřuje pozornost nečekaným směrem, k odvětvím, u nichž by to mnozí nečekali. Jedním z momentálních vítězů „humbuku kolem AI“ se stává jaderná energetika.

Sam Altman je průkopníkem umělé inteligence i pokročilé jaderné energetiky. Foto: Shutterstock

„Jaderným směrem“ se vydávají byznysmeni-vizionáři a firmy, které všichni znají právě díky aktivitám kolem umělé inteligence. Jejich angažmá v atomové energetice je méně známé, ale může být podobně přelomové. Sam Altman, výkonný šéf společnosti OpenAI, která se proslavila chatbotem ChatGPT, je také hlavní tváří firmy Oklo, jež vyvíjí velmi malý reaktor budoucnosti. Dříve se mluvilo o jeho nasazení pro účely americké armády. Poté, co firma Oklo nedávno vstoupila na newyorskou burzu, se v mediálních zprávách objevily další různé možnosti využití takového reaktoru. Vyčnívala mezi nimi potřeba uhasit žízeň umělé inteligence po energii – v době, kdy nebývale stoupají energetické nároky obřích datových a výpočetních center, které AI ke svému rozvoji potřebuje.

Společnost Microsoft řeší stejný problém energetické žízně AI. Uzavírá dohody se stávajícími jadernými elektrárnami a také zkoumá možnosti, jak své plány v oblasti umělé inteligence propojit s nasazením budoucích modulárních reaktorů a mikroreaktorů. Významným kandidátem k „pohonu“ AI je reaktor střední velikosti Natrium o výkonu 345 MW, který vyvíjí společnost TerraPower podporovaná zakladatelem Microsoftu Billem Gatesem.

AI VE SLUŽBÁCH JÁDRA

Propojení AI a jaderného oboru si vysloužilo mediální zkratku „dynamické duo“. Nejde přitom o jednosměrnou cestu. Nukleární energetika může pohánět umělou inteligenci, čímž láká investory i vizionářské vlády klíčových zemí do inovací v atomovém oboru, ale třeba i k sázkám na růst cen uranu, který je hlavní surovinou při výrobě jaderného paliva. Právě díky aplikacím umělé inteligence, jež obecně urychlí výzkumné aktivity, nejspíš bude možné na druhé straně výrazně pokročit právě i ve vývoji nejmodernějších reaktorů.

Stejné naděje přináší AI také pro výzkum jaderné fúze, která naváže na dosavadní štěpení atomu a pravděpodobně jednou zcela překlopí výrobu energie čistým, bezpečným a ekonomicky efektivním směrem. Čekání na fúzi může mnoha lidem připadat nekonečné, v éře umělé inteligence se ale vývoj v tomto oboru stává nadějnějším než dřív.

Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE) ohlásila vznik prvního kolaborativního centra pro využití AI v jaderné energetice na Purdue University ve Spojených státech. Má podpořit členské státy právě ve využití umělé inteligence k inovacím. Podobně už předtím spatřilo světlo světa kolaborativní centrum MAAE pro nasazení AI k výzkumu fúze na proslulém Massachusettském technologickém institutu MIT. Startup Helion, který usiluje o vybudování první fúzní elektrárny ještě v tomto desetiletí, podpořili také Sam Altman i Microsoft, jenž s ním uzavřel dohodu o budoucím odběru elektřiny.

Umělá inteligence bezpochyby výzkumníkům přispěje také ke hledání nových materiálů, které budou vhodné pro využití ve vysokoteplotních štěpných reaktorech příští generace, stejně jako v těch fúzních.

ČESKÁ KŘIŽOVATKA

Pokud se Česko nechce smířit s tím, že jeho ekonomika bude za vyspělým světem zaostávat, musí se stát křižovatkou moderních trendů. Datová centra zde nejsou ničím neznámým, v úvahách o budoucí energetice o nich ale zatím příliš slyšet nebylo. Jak ukázala květnová cesta ministra průmyslu Jozefa Síkely do Spojených států, vláda sem bude chtít přilákat více datových center a pokukuje také po významnější roli země ve vývoji umělé inteligence. Ministr Síkela přesvědčoval výše zmiňovaný Microsoft, že by se mohl k plánům svého pražského datového centra vrátit, i když ho zatím odrazovala česká byrokracie.

Český politik podle Hospodářských novin jednal v Americe také s Amazonem, který je jako provozovatel cloudů dalším aktivním hráčem ve vývoji umělé inteligence a mohl by zde umístit svou hardwarovou infrastrukturu. To vše klade zvýšené nároky na dodávky energie. Atraktivitu Amazonu jako partnera Česka posiluje myšlenka, která vznikla během Síkelovy cesty, že by se americká firma mohla podílet na vytvoření tuzemského hubu pro vědu a výzkum v oblasti AI. Otázkou zůstává, zda takový plán není příliš optimistický. Přinejmenším ale naznačuje, že se Praha snaží různými způsoby nejnovější trendy přece jen zachytit.

Zastánci jádra v Česku i ve světě dosud argumentovali tím, že se jedná o bezemisní a stabilní zdroj energie, jehož význam poroste s rozvojem elektromobility, tepelných čerpadel a obecně elektrifikace dopravy i teplárenství. Dnes už je jasné, že nástup umělé inteligence může být ještě významnějším tahounem atomové energie. Pro operátory datových a výpočetních center přitom bývá stabilita dodávek energie významnější faktorem než její cena, což souvisí s velkou konkurencí v oblasti AI a schopností přenést náklady na zákazníky.

Americká jaderná energetika měla v minulých desetiletích různé podoby. USA dosud provozují nejvíce atomových reaktorů, některé už ale uzavřely. Budoucnost vidí v pokročilých reaktorech příští generace. Ilustrační foto: Shutterstock

VE STOPÁCH ALTMANA A GATESE?

V jaderné energetice má Česko silnou tradici, není ale jisté, jak tomu bude do budoucna. Pokud se vývoj bude ubírat směrem, který vytyčují Sam Altman nebo Bill Gates, uplatní se v příštích desetiletích spíše modulární reaktory čtvrté, tedy nejnovější, generace než ty současné založené na využívání vody při chlazení i jako moderátora štěpné reakce. Výhodou pokročilých reaktorů je vyšší účinnost, bezpečnost i šetrnější nakládání s jaderným palivem. Počítá se i s recyklací už „vyhořelého“ paliva.

Malé nebo střední pokročilé reaktory mohou být podle technologických vizionářů zakomponovány přímo do energetických systémů kolem datových a výpočetních center, více či méně autonomně na okolní přenosové síti. Podobnou logiku mají koneckonců i v Evropě plány výstavby modulárních reaktorů v areálech firem, které jsou velkými spotřebiteli energie – tedy z těžkého, chemického, hutnického průmyslu, nebo třeba železniční dopravy.

Češi sice díky výzkumným projektům v Řeži u Prahy také vyvíjejí modulární reaktory 4.generace, vláda i společnost ČEZ ale zatím jednoznačně preferují výběr ze zahraničních designů, které jsou postavené na stávající technologii. Na druhé straně lehkovodní reaktory nemají zdaleka uzavřenou cestu ani ve Spojených státech. Tak jako u každé nové technologie se také v případě umělé inteligence a pokročilé jaderné energetiky rýsují různé směry vývoje a některé z nich budou slepou uličkou. V této souvislosti je možné připomenout i to, že čeští vědci mají velké renomé rovněž ve vývoji fúze.

ENERGIE MNOHA TVÁŘÍ

Pokročilé reaktory mají svůj „dospělý věk“ ještě před sebou, v nejbližších letech se u výpočetních a datových center neobjeví. O budoucích vítězích v této oblasti se přesto rozhoduje už dnes na úrovni výzkumu a vývoje. Když nepočítáme „předskokany“ v Číně a Rusku, první modulární reaktory – ať už tlakovodní, varné, nebo ty 4.generace – se začnou objevovat na přelomu tohoto a příštího desetiletí.

O to větší pozornost je dnes zatím upřena k velkým jaderným reaktorům. Zájemci o stavbu datových center se poohlížejí po areálech v blízkosti stávajících atomových elektráren. Ve Spojených státech cena takových pozemků roste a dokonce se objevují případy, kdy lidé proti takové výstavbě protestují kvůli obavám ze zdražování elektřiny.

Společnost Amazon Web Services se letos dohodla na koupi komplexu datacenter od firmy Talen Energy v blízkosti jaderné elektrárny Susquehanna v Pensylvánii. Microsoft si zase „plácnul“ s největším americkým provozovatelem jaderných elektráren Constellation Energy na dodávkách elektřiny v době, kdy kvůli počasí vypadávají obnovitelné zdroje. Cílem je dosáhnout téměř stoprocentního využívání bezemisní energie, což ukazuje, proč v řadě případů dostávají jaderné zdroje přednost třeba před plynovými. A právě společnost Constellation spojuje s umělou inteligencí velké naděje jako potenciální dodavatel, ale i zákazník. Technologická společnost Blue Wave AI Labs podle serveru NucNet umístila ve dvou jaderných elektrárnách Constellation softwarové nástroje pro strojové učení, které mají optimalizovat tamní výrobu elektřiny. Analýza historických dat ohledně senzorového měření uvnitř reaktorů má vést k jeho vylepšení a efektivnějšímu provozu.

Propojení umělé inteligence s energetikou má spoustu různých rovin a netýká se pouze jádra. Datová a výpočetní centra budou navzdory všem snahám o dekarbonizaci v přechodném období ještě dlouho využívat také energii z plynových elektráren. AI je zároveň příležitostí pro rozvoj obnovitelných zdrojů v kombinaci s úložišti energie. V mnoha specifických případech se asi ukáže, že taková cesta je schůdnější než jádro. Vše nasvědčuje tomu, že rozvoj umělé inteligence nakonec podpoří formování energetického mixu, v němž se budou atomové a obnovitelné zdroje doplňovat. Umělá inteligence na druhé straně přispěje také k úsporám energie a efektivnějšímu fungování přenosových a distribučních sítí.

Pokročilé a stabilní jaderné reaktory každopádně dlouhodobě zůstanou přirozeným spojencem umělé inteligence – vzhledem ke společnému zaměření obou technologií na high-tech inovace, dekarbonizaci a potřebě výroby energie v časovém rámci 24/7.

Stavba datového centra v americké Arizoně. Ilustrační foto: Shutterstock

NADĚJE PŘICHÁZÍ ZE SEVERNÍ AMERIKY

Když se zaměříme na „ekonomickou geografii“, není pochyb o tom, že tahounem dynamického dua AI a pokročilých reaktorů bude Severní Amerika. Nadnárodní firmy se sídly v USA mají ve vývoji umělé inteligence obrovský náskok před zbytkem světa. V případě moderní jaderné energetiky už je to složitější, protože Spojené státy dlouhodobě zaostaly ve stavbě jaderných elektráren vzhledem k tamní dostupnosti relativně levného plynu (včetně břidlicového) a podpoře obnovitelných zdrojů. To zřejmě mělo nepříznivé dopady i pro vývoj jaderných technologií.

Dnes se Američané snaží své rivaly z jiných zemí dohnat a soustředí se právě na nástup modulárních a pokročilých reaktorů. Startupové prostředí je tam v tomto oboru velmi pestré a dynamické, řadu nových technologií podporuje vláda svými granty i soukromí investoři – včetně Billa Gatese, Jeffa Bezose nebo Sama Altmana. Kanada k tomu může přidat svůj drive v celkové přípravě na éru malých a středních modulárních reaktorů – jejich výběrový proces je tam celosvětově v nejpokročilejší fázi. Není divu, nasazení moderních energetických zdrojů si žádá už geografická rozlehlost země javorového listu.

Největším soupeřem Spojených států v umělé inteligenci i jaderné energetice bude v globálním měřítku Čína. Ta zaznamenala v obou oborech výrazný pokrok, dostala se do absolutní světové špičky, jen o jejích aktivitách víme méně než o těch amerických. Ve východní Asii však Američané mají také klíčové spojence, což se týká i technologického vývoje – Japonsko a Jižní Koreu. Korejské společnosti SK a HD Hyundai investovaly do Gatesovy TerraPower a společně pracují ve výzkumu a komercializaci modulárních reaktorů. Firmy Doosan Enerbility a Samsung C&T zase podporují NuScale, který musel loni v Americe „odpískat“ projekt malých tlakovodních reaktorů a nyní se pokouší o návrat na scénu.

Silnou paralelu mezi jadernými plány a strategiemi AI si uvědomují v arabských zemích Zálivu, kde mají také velké plány ohledně budování datových a výpočetních center. Platí to zvlášť pro Spojené arabské emiráty, kde Korejci postavili jadernou elektrárnu se čtyřmi reaktory. Emiráty nyní chystají další.

Evropa zatím ve vývoji umělé inteligence i pokročilých reaktorů za světovou špičkou zaostává. Česko by mělo v zájmu vlastní ekonomiky usilovat o to, aby dokázalo přispět ke snižování náskoku, který mají jezdci v čele pelotonu. K tomu je potřebná spolupráce s ostatními evropskými zeměmi, ale také právě Severní Amerikou a východní Asií.

Český podnikatel ve vesmírném průmyslu Petr Kapoun v nedávném rozhovoru pro Export.cz řekl, že když se sladí průmysl s vědou, můžeme v Česku dokázat neuvěřitelné věci. Mělo by to platit také pro oblasti umělé inteligence a jaderné energetiky.

JAN ŽIŽKA

Umělá inteligence bude tématem dalších článků v příštím čísle magazínu Moderní ekonomická diplomacie.