Sự trỗi dậy của AI đe dọa gây căng thẳng lưới điện ở Mỹ

[Romano]

Sự phát triển không ngừng của công nghệ số hóa, gần đây nhất là sự trỗi dậy của trí tuệ nhân tạo (AI), đang tiêu tốn nhiều năng lượng đến mức khiến các nhà quản lý và công ty điện lực ở Mỹ lo ngại lưới điện sẽ không đáp ứng nổi, buộc phải cắt điện luân phiên vào mùa cao điểm.Theo báo cáo mới đây của Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), đến năm 2026, nhu cầu điện toàn cầu từ các trung tâm dữ liệu có thể vượt 1.000 terawatt giờ (TWh), cao gấp đôi so với mức của năm 2022. Các trung tâm này tiêu thụ 460 TWh điện vào năm 2022, khoảng 2% tổng lượng điện của thế giới.

Trung tâm dữ liệu là xương sống cho cuộc sống số hiện nay, hỗ trợ mọi thứ từ những hình ảnh lưu trữ trên đám mây đến dữ liệu bệnh nhân. Cơ chế hoạt động 24/7 và hệ thống làm mát lớn của chúng đòi hỏi lượng điện năng khổng lồ. Cơn bùng nổ gần đây của AI đẩy mức tiêu thụ điện trong lĩnh vực trung tâm dữ liệu lên cao mức chưa từng thấy. Các công cụ AI được đào tạo và vận hành dựa vào các trung tâm dữ liệu. Ví dụ, ChatGPT của OpenAI dụng lượng điện gần gấp 10 lần so với công cụ tìm kiếm của Google, theo IEA.

IEA cảnh báo, sự mở rộng nhanh chóng của lĩnh vực trung tâm dữ liệu và nhu cầu điện tăng cao có thể đặt ra những thách thức cho hệ thống điện ở nhiều nước.

Tuy nhiên, rủi ro sẽ không được cảm nhận một cách đồng đều. IEA ước tính, khoảng 33% trung tâm dữ liệu của thế giới được đặt tại Mỹ, 16% khác là ở châu Âu. Tại Ireland, các trung tâm dữ liệu sẽ chiếm gần 1/3 nhu cầu điện của cả nước vào năm 2026.

Theo Boston Consulting Group, vào cuối thập niên này, chỉ riêng mức tiêu thụ điện tại các trung tâm dữ liệu của Mỹ dự kiến tăng gấp ba lần so với mức năm 2022, lên 390 TWh. Con số này tương đương khoảng 7,5% nhu cầu điện dự kiến của cả nước.

Trao đổi với Financial Times, Jim Robb, CEO của North American Electric Reliability Corporation, tổ chức thúc đẩy độ tin cậy của hệ thống truyền tải điện ở khu vực Bắc Mỹ, nói rằng sự phát triển bùng nổ của trung tâm dữ liệu đang khiến các công ty điện lực khó đáp ứng kịp nhu cầu. Cùng với việc triển khai xe điện và đưa hoạt sản xuất công nghiệp về nước, sự trỗi dậy của các trung tâm dữ liệu đang khiến một số mạng lưới điện ở Mỹ có nguy cơ mất điện cao, đặc biệt là vào những thời điểm xảy ra biến cố thời tiết.

Trong nhiều thập niên, nhu cầu điện của Mỹ tăng chưa đến 1% mỗi năm. Nhưng các công ty điện lực và vận hành lưới điện ở Mỹ đã tăng gấp đôi dự báo sản lượng điện hàng năm của họ trong năm năm tới, lên khoảng 1,5%.

Không chỉ cơn bùng nổ trung tâm dữ liệu khiến các công ty điện lực phải vội vã điều chỉnh lại dự đoán sản lượng điện của họ, nỗ lực của chính quyền Tổng thống Joe Biden nhằm thiết lập các nhà máy mới, sản xuất xe điện, pin và bán dẫn đang làm căng thẳng thêm mạng lưới điện của quốc gia.

Theo dữ liệu của Nhà Trắng, các công ty đã công bố các dự án nhà máy chip, xe điện và pin với tổng trị giá 465 tỉ đô la Mỹ kể từ khi ông Biden nhậm chức.

Để đối phó với nhu cầu điện tăng vọt, một số công ty điện lực dừng kế hoạch đóng cửa các nhà máy nhiệt điện than. Theo America’s Power, hơn 20 nhà máy nhiệt điện than ở các bang từ Kentucky đến Bắc Dakota dự kiến ngừng hoạt động trong giai đoạn 2022-2028 nhưng kế hoạch này đã bị trì hoãn. Một số công ty kiến nghị cơ quan quản lý cho phép xây dựng các nhà máy điện khí mới. Điều đó có nghĩa là nỗ lực thúc đẩy các ngành công nghiệp thân thiện với môi trường của Tổng thống Joe Biden có thể sẽ góp phần làm tăng lượng khí thải nhà kính, ít nhất là trong ngắn hạn.

Rob Gramlich, người sáng lập hãng tư vấn Grid Strategies, cảnh báo Mỹ có thể sớm phải đối mặt với tình trạng cắt điện luân phiên trong tương lai vào những tháng nhu cầu cao điểm của mùa hè, nếu việc cải thiện cơ sở hạ tầng lưới điện tiếp tục bị trì hoãn.

Ông cho biết thêm, cần ít nhất 20 tỉ đô la Mỹ đầu tư hàng năm vào các đường dây truyền tải điện đường dài mới ở Mỹ, nhưng hiện tại hầu như không có khoản đầu tư nào.

Sự bùng nổ của trung tâm dữ liệu cũng gây lo ngại cho người dân địa phương và các nhà bảo vệ môi trường trên khắp thế giới. Họ cho rằng các trung tâm này phá vỡ cảnh quan thiên nhiên, tiêu thụ quá nhiều nước và năng lượng tái tạo mà đáng ra cần phục vụ các mục đích khác. Elena Schlossberg, điều phối viên của một tổ chức phản đối việc phát triển trung tâm dữ liệu ở khu Bắc Virginia, thị trường trung tâm dữ liệu lớn nhất Mỹ, ví trung tâm dữ liệu giống như khối bê tông khổng lồ tiêu thụ quá nhiều năng lượng và lấn át không gian xanh.

Tại một khu vực rộng 30 dặm vuông ở Bắc Virginia, được mệnh danh là “thung lũng trung tâm dữ liệu”, cơn bùng nổ AI đang thúc đẩy nhu cầu sử dụng điện. Nhu cầu lớn đến mức Công ty điện lực Dominion Energy buộc phải ngừng kết nối với các trung tâm dữ liệu mới trong khoảng ba tháng vào năm 2022. Các nhà quản lý môi trường của bang Virginia đã cân nhắc cho phép các trung tâm dữ liệu chạy máy phát điện diesel trong thời gian thiếu điện, nhưng đã rút lại kế hoạch này sau khi vấp phải sự phản đối của cộng đồng mạnh mẽ.

Tại bang Arizona, nhu cầu điện lên cao mức lịch sử, khiến Arizona Public Service, công ty điện lực lớn nhất bang này, tạm thời ngừng ký hợp đồng cung cấp điện mới cho các trung tâm dữ liệu lớn vào mùa thu năm ngoái.

Các nhà phát triển trong ngành cho rằng, các trung tâm dữ liệu đã có những bước tiến lớn để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và đã sớm đi đầu trong nỗ lực triển khai năng lượng tái tạo vào lưới điện.

Các quy định mới của Liên minh châu Âu (EU) trong năm nay yêu cầu các nhà điều hành trung tâm dữ liệu báo cáo việc sử dụng năng lượng và lượng khí thải. Mỹ đang yêu cầu các cơ quan quản lý nghiên cứu tác động của việc sử dụng năng lượng và nước của ngành trung tâm dữ liệu. Trung Quốc muốn các trung tâm dữ liệu thuộc sở hữu của các tổ chức nhà nước phải sử dụng năng lượng tái tạo kể từ năm 2032.