Cơn bão AI 2,5 nghìn tỷ USD: Mỹ có thể cung cấp đủ điện?

Các “hyperscaler” (nhà cung cấp siêu đám mây) AI dự kiến tăng gấp đôi công suất tính toán cho AI từ khoảng 40 GW hiện nay, tương đương năng lượng cho 30 triệu hộ gia đình, lên mức cần thiết vào năm 2030. Chi phí xây dựng và vận hành dự kiến lên tới 2,5 nghìn tỷ USD, trong đó 80% chi cho GPU, số còn lại khoảng 500 tỷ USD dành cho điện năng và hạ tầng lưới điện.

Goldman Sachs ước tính năm 2030, các trung tâm dữ liệu AI sẽ tiêu thụ 500 TWh/năm – chiếm hơn 10% tổng điện năng nội địa. Sự tăng trưởng mạnh mẽ này đặt ra câu hỏi về khả năng cung cấp điện kịp thời khi nhiều dự án hoàn thành trước khi lưới điện nâng cấp xong.

Những khó khăn hiện tại với hệ thống điện Mỹ

Một số trung tâm dữ liệu đã gặp rào cản về điện: Amazon tại Oregon kiện Pacificorp vì không cung cấp điện cho các trung tâm trị giá 30 tỷ USD; ở Santa Clara, hai trung tâm 50 MW không thể hoạt động cho tới khi nâng cấp lưới hoàn tất vào 2028.

Ở Ohio, nhà cung cấp AES yêu cầu ký hợp đồng dài hạn để đảm bảo 85% điện cần thiết, khiến nhu cầu chờ giảm từ 30 GW xuống còn 13 GW. Các chuyên gia cảnh báo rằng nếu không có kế hoạch dài hạn, một số dự án có thể hoàn thành nhưng chưa có điện trong năm 2028–2029.

Các chuyên gia lạc quan cho rằng Mỹ có dư thừa công suất nếu dự án đặt đúng vị trí. Theo dữ liệu liên bang, năm 2023 Mỹ đã xây 40 GW nhà máy điện mới và dự kiến 2025 sẽ đạt 63 GW, trong đó một nửa là năng lượng mặt trời.

Nhiều trung tâm dữ liệu cũng tự phát triển hệ thống điện tại chỗ như ở Texas, nơi các dự án AI của OpenAI, SoftBank, Oracle… lắp 10 turbine khí tự cung cấp điện dự phòng.

Vai trò của khí tự nhiên, than và năng lượng hạt nhân trong cơn bùng nổ AI

Khí tự nhiên sẽ cung cấp khoảng 60% nhu cầu điện mới cho trung tâm dữ liệu. Những dự án trước đây như Calpine (2002) cho thấy cơn bùng nổ khí tự nhiên là khả thi, dù giá biến động. Một số trung tâm dữ liệu cũng đang tận dụng than khi quy định về môi trường được nới lỏng.

Về dài hạn, năng lượng hạt nhân được xem là giải pháp bền vững. Meta, Microsoft và Amazon đã ký hợp đồng sử dụng điện từ các lò hạt nhân cũ; các dự án mới trị giá 80 tỷ USD đang được xây dựng với AP1000 và các lò nhỏ modular. Điều này đảm bảo nguồn điện ổn định cho AI mà không phụ thuộc hoàn toàn vào khí đốt hay than.

Các công ty tư vấn dự đoán AI không chỉ tiêu thụ điện mà còn giúp tối ưu hóa nguồn năng lượng. Ví dụ, WoodMackenzie dùng AI phân tích dữ liệu 2.500 mỏ dầu khí lớn, xác định cách tăng dự trữ toàn cầu thêm 500 tỷ thùng.

Rocky Mountain Institute cho rằng cải thiện lưới điện, nâng cấp đường dây cao áp và áp dụng điều chỉnh nhu cầu điện có thể giải phóng thêm 50 GW năng lực. Nghiên cứu Duke University ước tính nếu trung tâm dữ liệu giảm tải 1% thời gian hoạt động, lưới điện sẽ có thêm 125 GW dư địa.