Trung tâm dữ liệu AI gây sức ép lên lưới điện toàn cầu

Theo UN News, Liên hợp quốc cảnh báo, khoảng cách ngày càng lớn giữa tốc độ phát triển của công nghệ và khả năng cung cấp điện có thể trở thành thách thức đối với độ tin cậy, khả năng chống chịu của các hệ thống năng lượng trên toàn thế giới.

Nhu cầu điện tăng nhanh hơn hạ tầng

Theo Ủy ban Kinh tế châu Âu thuộc Liên hợp quốc (UNECE), việc sử dụng các công nghệ tiêu tốn nhiều dữ liệu, đặc biệt là AI, đang phát triển nhanh hơn năng lực đáp ứng của hạ tầng điện.

Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) dự báo, lượng điện tiêu thụ của các trung tâm dữ liệu có thể gần như tăng gấp đôi vào năm 2030, từ 485TWh năm 2025 lên khoảng 950TWh. Con số này tương đương khoảng 3% tổng nhu cầu điện toàn cầu.

Đáng chú ý, tốc độ đầu tư vào hạ tầng trung tâm dữ liệu và mở rộng hệ thống điện lại không đồng nhịp. Đầu tư vào hạ tầng trung tâm dữ liệu toàn cầu được dự báo tăng khoảng gấp đôi trong giai đoạn 2026 - 2050, từ khoảng 800 tỷ USD mỗi năm lên 1.800 tỷ USD mỗi năm.

Trong khi đó, việc xây dựng các công trình cung cấp điện đi kèm có thể mất nhiều thời gian hơn đáng kể. Một trung tâm dữ liệu quy mô lớn thường có thể được xây dựng và kết nối với lưới điện trong vòng 2 - 5 năm. Trái lại, các đường dây truyền tải và những hạng mục hạ tầng lưới điện liên quan có thể mất hơn 10 năm do phải trải qua nhiều khâu quy hoạch, cấp phép và thi công.

Đặc điểm tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu AI cũng tạo thêm thách thức khác khi nhu cầu có thể biến động mạnh và tăng đột ngột. Theo UNECE, tình trạng quá tải có thể gây dao động điện áp, khiến thiết bị tự động ngắt kết nối hoặc thậm chí tạo ra các sự cố dây chuyền trên hệ thống điện.

Rủi ro này đặc biệt đáng chú ý tại những mạng lưới phụ thuộc nhiều vào nguồn năng lượng tái tạo, vốn không phải lúc nào cũng có khả năng điều chỉnh sản lượng theo những biến động tức thời của nhu cầu.

Một số quốc gia bắt đầu đưa ra các biện pháp nhằm hạn chế sức ép này. Theo UN News, Ireland, một trong những quốc gia có mật độ trung tâm dữ liệu cao nhất thế giới, áp dụng các hạn chế kết nối tại Dublin. Tương tự, Hà Lan cũng đặt ra những giới hạn đối với địa điểm xây dựng trung tâm dữ liệu.

Bài toán quy hoạch và môi trường

Vị trí đặt một trung tâm dữ liệu giờ đây có thể trở thành vấn đề quy hoạch năng lượng của cả một khu vực. Việc kết nối các trung tâm dữ liệu lớn có thể đòi hỏi những khoản đầu tư đáng kể vào đường dây truyền tải, trạm biến áp và các công trình phụ trợ.

Tuy nhiên, hiện chưa có một khuôn khổ thống nhất để phân chia chi phí giữa doanh nghiệp phát triển trung tâm dữ liệu, các công ty điện lực và người tiêu dùng. UNECE cảnh báo, nếu thiếu những quy định rõ ràng, các khoản đầu tư cần thiết có thể bị trì hoãn. Khi đó, tốc độ phát triển của công nghệ có nguy cơ vượt xa khả năng chuẩn bị của hạ tầng thiết yếu.

Sức ép từ trung tâm dữ liệu cũng đang buộc giới hoạch định của các nước phải nhìn rộng hơn câu chuyện cung cấp điện. Những cơ sở tiêu thụ năng lượng lớn tiếp tục tập trung tại các khu vực có kết nối thuận lợi và môi trường pháp lý hấp dẫn, ngay cả khi lưới điện địa phương chưa đủ năng lực đáp ứng.

Trong khi đó, tác động môi trường của các trung tâm dữ liệu không dừng ở điện năng mà còn liên quan đến lượng nước sử dụng, phát thải và các nguồn tài nguyên tại địa phương.

Ước tính, trung tâm dữ liệu AI cần lượng nước khổng lồ để làm mát máy chủ. Một cơ sở trung bình có thể tiêu thụ hơn 1,2 triệu lít nước mỗi ngày, tương đương 100.000 hộ gia đình.

AI đang thay đổi năng suất, khoa học và nền kinh tế toàn cầu. Dẫu vậy, phía sau mỗi mô hình AI là những trung tâm dữ liệu cần điện, nước, đất đai và hệ thống lưới điện đủ mạnh để vận hành. Do đó, bài toán trong giai đoạn tới là làm sao để hạ tầng năng lượng có thể theo kịp nền kinh tế ngày càng phụ thuộc vào dữ liệu.