Amazon mise sur les petits réacteurs nucléaires pour alimenter ses centres de données

Alors qu’Amazon annonce avoir conclu trois accords majeurs dans le domaine nucléaire, Matt Garman, PDG d’AWS, a déclaré à Forbes qu’il misait sur le potentiel unique des petits réacteurs de pointe pour fournir une énergie propre à grande échelle.

Article d’Amy Feldman pour Forbes US – traduit par Flora Lucas

Amazon mise beaucoup sur l’énergie nucléaire pour contribuer à l’expansion massive de ses centres de données, qui représente plus de 52 milliards de dollars dans trois États américains seulement.

Mercredi 16 octobre, Amazon et Dominion Energy, le géant de l’énergie dont la capitalisation boursière s’élève à 48 milliards de dollars, ont annoncé qu’ils avaient conclu un accord pour explorer le développement de petits réacteurs modulaires, un type de réacteur nucléaire avancé dont la taille est inférieure de 10 % à celle d’une centrale nucléaire traditionnelle, en Virginie. Parallèlement, Amazon a annoncé un accord pour financer le développement et le déploiement de petits réacteurs modulaires dans l’État de Washington avec l’agence publique de l’énergie Energy Northwest.

Amazon a signé un accord distinct avec X-energy, un développeur de petits réacteurs modulaires (aussi appelés SMR), qui en construit un dans le cadre du partenariat avec Energy Northwest. La start-up construit actuellement son premier réacteur avancé avec le géant de la chimie Dow à Seadrift, au Texas. Dans le cadre de son accord avec X-energy, Amazon investit 500 millions de dollars dans la start-up, fondée par le milliardaire Kam Ghaffarian en 2009, par l’intermédiaire de son Climate Pledge Fund.

Grâce à cet accord, Amazon et X-energy prévoient de mettre en service plus de cinq gigawatts de nouveaux projets énergétiques à travers les États-Unis d’ici 2039, soit suffisamment pour alimenter plus d’une ville de taille moyenne, dans le but de répondre aux besoins croissants en énergie de l’intelligence artificielle.

« Au cours de l’année écoulée, nous sommes devenus beaucoup plus optimistes quant aux bénéfices du nucléaire. »

Matt Garman, PDG d’AWS

De nombreux grands fournisseurs de centres de données se tournent vers les SMR pour répondre à leurs besoins croissants en énergie

Amazon, ainsi que d’autres grands fournisseurs de centres de données comme Microsoft et Google, se tournent vers ces petits réacteurs modulaires pour répondre à leurs besoins croissants en énergie. Les SMR peuvent être construits en moins de temps et à moindre coût que les centrales nucléaires traditionnelles. De plus, ils n’émettent pas de carbone, ce qui est essentiel pour les géants de la technologie qui se sont engagés à réduire leurs émissions. En outre, contrairement à l’énergie solaire ou éolienne, ils sont fiables et peuvent fonctionner 24/24, ce qui constitue un avantage essentiel pour les centres de données et les usines. Le département américain de l’Énergie a déclaré que la capacité nucléaire des États-Unis pourrait tripler, passant de 100 gigawatts en 2024 à 300 gigawatts d’ici 2050, afin de répondre aux exigences de la décarbonisation et de l’alimentation en continu.

« Le nucléaire est une excellente option pour répondre aux besoins énergétiques mondiaux », a déclaré Matt Garman, PDG d’AWS, lors d’un appel vidéo avec Forbes. « Nous avons besoin de plus d’énergie pour alimenter le réseau », a-t-il ajouté, et les réacteurs SMR sont la nouvelle technologie « la plus prometteuse » pour y parvenir.

Matt Garman, qui a commencé chez Amazon en tant que stagiaire d’été en 2005 et est devenu le troisième PDG d’AWS en juin dernier, a déclaré qu’il s’attendait à ce que le nucléaire soit un élément important des efforts futurs de l’entreprise pour continuer à étendre ses centres de données afin de répondre à la demande, tout en atteignant son objectif de zéro émission nette pour l’ensemble de ses opérations d’ici 2040. Il a refusé de donner des objectifs quant à la part de l’énergie nucléaire dans les besoins d’AWS, mais a déclaré qu’il espérait qu’il s’agirait d’une « source matérielle de production d’énergie » d’ici 2040.

« Nous considérons le nucléaire comme un moyen rentable d’augmenter la production d’énergie », a déclaré Matt Garman, ajoutant : « Cela dépend de la vitesse à laquelle la technologie évolue et de la vitesse à laquelle nous pouvons construire de nouveaux réacteurs. »

Cependant, si l’énergie nucléaire n’émet pas de gaz à effet de serre, elle nécessite la gestion de déchets radioactifs. Et malgré les nombreuses discussions de ces derniers mois sur le développement des SMR, aucun n’a été inauguré aux États-Unis à ce jour, ce qui laisse de nombreuses questions sans réponse concernant leur coût et leur faisabilité. Selon Doug Vine, directeur de l’analyse énergétique au Center for Climate and Energy Solutions, les coûts « sont un peu une cible mouvante aujourd’hui ».

Matt Garman a déclaré que si la technologie est nouvelle, elle a considérablement progressé ces dernières années et les nouveaux réacteurs nucléaires avancés sont bien plus sûrs que les anciennes centrales des années 1950 et 1960. Cela fait 45 ans depuis l’accident de la centrale nucléaire de Three Mile Island, près de Middletown, en Pennsylvanie, qui a marqué à jamais l’histoire de l’exploitation des centrales nucléaires commerciales aux États-Unis. Un autre réacteur de la centrale nucléaire de Three Mile Island devrait être rouvert pour alimenter les centres de données de Microsoft.

« Au cours de l’année écoulée, nous sommes devenus beaucoup plus optimistes quant aux bénéfices du nucléaire », a déclaré Matt Garman. « Le monde aura du mal à construire des parcs solaires et éoliens au rythme où nous voulons tous consommer de l’énergie. »

Ni Amazon ni Dominion n’ont révélé les détails financiers de leur accord. Le PDG de Dominion, Robert Blue, a déclaré dans un communiqué que la collaboration avec Amazon permettrait à l’entreprise de développer des SMR « avec un impact tarifaire minimal pour nos clients résidentiels et un risque de développement considérablement réduit ».

Le cabinet de recherche en énergie Wood McKenzie a déclaré qu’il s’attendait à ce que les SMR ne jouent qu’un rôle limité sur le marché de l’électricité jusqu’en 2030, en grande partie parce que les coûts élevés ont freiné le déploiement et que les délais de construction ont signifié que seules quelques centrales seraient construites d’ici là. Le cabinet note qu’il faudrait au moins 10 à 15 projets de SMR en cours de développement entre 2030 et 2040 pour faire baisser les coûts.

« Plusieurs éléments doivent être réunis au cours des prochaines années pour fournir de l’énergie à grande échelle », a déclaré Matt Garman. « Nous serons à la pointe de cette évolution. »

La Virginie explose sous la demande d’électricité avec ses nombreux centres de données

La Virginie est l’une des régions les plus denses au monde en matière de centres de données, avec plus de 100 centres actuellement en activité dans la seule partie nord de l’État. Cette situation a entraîné une explosion de la demande d’électricité : un responsable de la société Dominion, basée à Richmond, a indiqué que la demande d’électricité des centres de données en Virginie avait doublé au cours des cinq dernières années et qu’elle devrait quadrupler au cours des 15 prochaines années.

C’est également là que Dominion et Amazon envisagent de construire une centrale SMR, à proximité de la centrale North Anna, dans le comté de Louisa, en Virginie. D’une manière générale, l’objectif est de fournir au moins 300 mégawatts d’électricité à l’État. Un centre de données classique consomme environ 32 mégawatts d’électricité, soit assez pour alimenter 6 000 foyers, contre environ 80 mégawatts pour les centres de données axés sur l’intelligence artificielle (IA).

En juillet, Dominion a lancé un appel d’offres auprès d’entreprises spécialisées dans la technologie SMR afin d’évaluer la faisabilité de la construction d’un tel centre dans le comté de Louisa. L’entreprise n’a pas encore attribué l’offre, et il est peu probable qu’un SMR soit achevé avant 2030 voire 2040.

Le projet de SMR sera situé dans le même comté que deux des nouveaux projets de centres de données d’Amazon, dans lesquels l’entreprise investit 11 milliards de dollars. Cela fait partie d’un investissement plus large de 35 milliards de dollars dans l’ensemble de l’État d’ici 2040, annoncé en janvier 2023. Amazon consacre dix milliards de dollars supplémentaires à des centres de données dans le Mississippi et 7,8 milliards de dollars dans l’Ohio.

Le comté de Louisa, situé entre Charlottesville et Richmond, se trouve à environ deux heures au sud du comté de Loudoun, la capitale mondiale des centres de données, qui se targue d’héberger près de 279 hectares de centres de données opérationnels et près de 46 hectares supplémentaires en cours de développement.

Si la Virginie est une plaque tournante majeure pour les centres de données d’Amazon, l’entreprise a une empreinte énorme, avec des centres de données dans 108 régions différentes dans le monde. AWS, qui offre une infrastructure informatique à de larges pans de l’économie, réalise un chiffre d’affaires annuel de plus de 100 milliards de dollars. Ses ventes augmentent à un rythme plus rapide que celles d’Amazon dans son ensemble : elles ont progressé de 19 % au deuxième trimestre, contre 10 % pour la société mère au cours de la même période.

Les besoins en électricité des centres de données vont encore augmenter

Selon un rapport de Goldman Sachs, les applications d’IA devraient entraîner une augmentation de 160 % de l’ensemble des besoins en électricité des centres de données, estimant qu’une requête ChatGPT nécessite près de dix fois plus d’électricité qu’une recherche sur Google. La demande est telle que certains clients potentiels de centres de données se voient dire qu’ils devront peut-être attendre la prochaine décennie pour obtenir l’énergie qu’ils souhaitent, tandis que d’autres ont reçu moins d’énergie qu’ils ne l’espéraient, selon le Wall Street Journal.

« Ce serait un euphémisme de dire qu’il sera extrêmement difficile de répondre à la demande », a déclaré Doug Vine, du Center for Climate and Energy Solutions. « Il s’agit là d’un des nombreux défis liés au changement climatique. »

Parallèlement, Amazon, comme d’autres entreprises technologiques, lutte pour réduire ses émissions de carbone. En 2023, son empreinte carbone a diminué de près de 3 %, pour atteindre un peu moins de 69 millions de tonnes de CO₂, selon son dernier rapport sur le développement durable. Cependant, ses émissions avaient explosé auparavant, atteignant 71 millions de tonnes métriques en 2021, contre 51 millions de tonnes métriques en 2019, lorsque l’entreprise s’est engagée pour la première fois à atteindre l’objectif zéro émission nette d’ici 2040. En juin, Amazon a annulé son projet d’exploiter des gazoducs pour ses futurs centres de données dans l’Oregon, à la suite de manifestations en faveur de la lutte contre le changement climatique devant les bureaux de l’entreprise dans le centre de Seattle.

C’est ce qui rend les SMR si parfaits : sans carbone, évolutifs et capables de produire de l’énergie 24/24. Ces petits réacteurs avancés, qui s’appuient sur une variété de technologies différentes et qui ont généralement une capacité de production allant jusqu’à 300 mégawatts, peuvent être installés à proximité des centres de données et déployés de manière modulaire pour répondre à une demande croissante.

Au fur et à mesure que la technologie a progressé, un certain nombre de start-up ont vu le jour pour la développer, notamment X-energy, TerraPower de Bill Gates (qui développe un nouveau type de réacteur à sodium utilisant le sel pour stocker l’énergie) et NuScale, un développeur de SMR coté en bourse (capitalisation boursière de 1,4 milliard de dollars). X-energy, qui a annulé son accord SPAC à deux milliards de dollars prévu pour octobre 2023, a levé près de 900 millions de dollars, dont 385 millions de dollars avant le nouvel investissement, selon la base de données de capital-risque PitchBook. Outre Amazon, les investisseurs de ce nouveau tour de table de 500 millions de dollars comprennent le fondateur de Citadel, Ken Griffin, plusieurs filiales d’Ares Management et l’investisseur en énergie NGP. Le PDG Clay Sell a déclaré que l’entreprise avait l’intention de s’introduire en bourse de manière traditionnelle lorsque les conditions du marché seraient réunies.

Clay Sell a déclaré à Forbes qu’il s’attendait à ce que son premier projet SMR pour le géant de la chimie Dow au Texas entre en service « vers la fin de cette décennie » et que les projets en Amazonie suivent la même direction « aussi rapidement que possible ». L’empreinte des réacteurs de X-energy pour produire un gigawatt d’électricité est d’environ 24 à 30 hectares, contre environ 81 000 hectares, y compris une zone d’exclusion, pour une centrale nucléaire traditionnelle. Clay Sell prévoit que X-energy aura « des dizaines de projets en cours en 2035, certains achevés, d’autres en construction et d’autres encore dans les premières phases d’autorisation ». Son réacteur Xe-100 produit 80 mégawatts d’électricité, mais comme pour le projet de Washington, les déploiements peuvent inclure plusieurs petits réacteurs sur un même site.

La construction de ces projets prend beaucoup de temps, en partie à cause des réglementations nécessaires à la construction de réacteurs nucléaires. La Commission de réglementation nucléaire des États-Unis a approuvé la première conception de SMR de NuScale Power, en janvier 2023. X-energy suit actuellement le processus d’approbation et a déclaré que la Commission avait terminé son évaluation initiale en janvier 2024 et qu’elle n’avait trouvé aucun obstacle à l’avancement du projet.

Clay Sell a déclaré que X-energy avait d’autres projets en cours, en plus de ceux avec Dow et Amazon, bien qu’il ait refusé de les identifier. L’entreprise fait également partie de celles qui participent à l’appel d’offres de Dominion en Virginie, explique-t-il. « Nous savons que lorsque nous menons à bien notre premier projet, la demande est effectivement illimitée. »

Le potentiel offert par les SMR a conduit à un déluge de financement pour les développeurs de ces réacteurs. Terrapower a levé plus d’un milliard de dollars de fonds privés, tandis que NuScale a fait son entrée en bourse dans le cadre d’une opération SPAC de 1,9 milliard de dollars en 2022. Cependant, il y a aussi eu des obstacles : NuScale a annulé l’année dernière un projet prévu dans l’Idaho en raison de l’augmentation des coûts.

« Cela témoigne de l’ampleur de la demande et de l’impact de l’IA sur la façon dont nous envisageons l’électricité aux États-Unis. »

Clay Sell, PDG de X-energy

Sundar Pichai, PDG d’Alphabet et de sa filiale Google, a déclaré lors d’une récente conférence à la Carnegie Mellon University : « Je vois la quantité d’argent investi dans les SMR […] pour l’énergie nucléaire. Ainsi, lorsque je regarde les capitaux et l’innovation qui y sont consacrés, je suis optimiste à moyen et à long terme. » Lundi 14 octobre, Google a annoncé avoir signé un accord avec Kairos Power pour mettre en service son premier SMR d’ici 2030, avec des déploiements supplémentaires jusqu’en 2035. Avant l’annonce de l’accord avec Google, Matt Garman d’AWS a déclaré qu’il pensait que l’accord conclu par Amazon avec Dominion était le premier du genre.

Le partenariat d’AWS avec Energy Northwest

L’autre volet de la grande offensive d’AWS dans le domaine de l’énergie nucléaire est son partenariat avec l’entreprise publique Energy Northwest à Washington, qui prévoit de construire un SMR près de sa centrale nucléaire Columbia Generating Station à Richland, dans l’État de Washington.

Energy Northwest prévoit d’utiliser le modèle SMR de X-energy. Greg Cullen, vice-président des services énergétiques et du développement d’Energy Northwest, a déclaré que la compagnie d’électricité avait commencé à travailler avec la start-up en 2020 après l’adoption par l’État de Washington du Clean Energy Transformation Act, qui engage l’État à fournir 100 % d’énergie propre d’ici 2045.

« Nous voyons ici une très bonne opportunité pour une entreprise comme Amazon qui a le bilan, l’appétit pour le risque et le besoin […] d’aider à faire décoller les technologies et à prouver leur efficacité », a déclaré Greg Cullen. Bien qu’il ait noté qu’il était « un peu étrange » pour une compagnie d’électricité publique de conclure un accord avec un géant de la technologie, il a souligné que cela permettrait à Energy Northwest de déployer la nouvelle technologie sans avoir à mettre en place une augmentation des tarifs pour couvrir les coûts de développement. « Nous pensons que les petits réacteurs modulaires nous offrent de nombreuses possibilités », a-t-il affirmé.

Greg Cullen prévoit que le projet de Washington sera opérationnel au début des années 2030. Dans le cadre de l’accord, Amazon aura le droit d’acheter de l’électricité provenant des quatre premiers modules, soit l’équivalent de 320 mégawatts, tandis qu’Energy Northwest aura la possibilité de construire jusqu’à huit modules supplémentaires, pour une puissance totale pouvant atteindre 960 mégawatts.

Grâce à l’accord conclu entre Amazon et X-energy, les deux sociétés prévoient de développer cinq gigawatts d’énergie au cours des 15 prochaines années, y compris le projet avec Energy Northwest. Clay Sell, le PDG de X-energy, a déclaré que pour fournir cette quantité d’énergie, la start-up pourrait construire quatre à cinq sites, chacun d’une taille similaire à celle du projet Energy Northwest, dans des régions des États-Unis à forte concentration de centres de données, telles que la Virginie ou la Pennsylvanie.

Amazon a également cherché des moyens d’exploiter le parc nucléaire existant pour alimenter l’expansion de ses centres de données. En mars, AWS a accepté d’acheter à Talen Energy un campus de centres de données de 960 mégawatts en Pennsylvanie pour 650 millions de dollars. Dans le cadre de cet accord, AWS achètera de l’énergie nucléaire à prix fixe à la centrale nucléaire Susquehanna de Talen, qui est la sixième plus grande installation nucléaire des États-Unis.

« Il ne fait aucun doute que l’IA va augmenter la charge énergétique », a déclaré Kara Hurst, responsable du développement durable chez Amazon, lors du Forbes Sustainability Summit qui s’est tenu à New York le mois dernier. « Nous avons déjà conclu un accord sur le nucléaire, et nous allons considérer que l’absence de carbone fait partie de cette solution. »

Alors qu’Amazon et d’autres entreprises technologiques cherchent à exploiter l’énergie des anciennes centrales nucléaires, la nouvelle technologie offre plus de flexibilité. « Nous considérons qu’il ne s’agit pas d’un projet unique », a déclaré Matt Garman. « C’est une partie de l’idée des SMR. On peut les construire là où on en a besoin, partout dans le monde. »