Cách mạng AI đối mặt “bức tường năng lượng”

Khi trí tuệ nhân tạo (AI) đang trở thành tâm điểm của cuộc cạnh tranh toàn cầu, các tập đoàn công nghệ Mỹ như Microsoft, Google, Amazon hay Meta phải đối mặt với một nghịch lý mới: họ có tiền, có chip, nhưng lại thiếu… điện. Giới quan sát nhận định, “bức tường năng lượng” đang là thách thức lớn nhất của làn sóng AI, đe dọa làm chậm đà mở rộng hạ tầng tính toán vốn đang diễn ra với tốc độ chưa từng có.

Trong cuộc trao đổi mới đây với Giám đốc điều hành (CEO) OpenAI Sam Altman, CEO Microsoft Satya Nadella thừa nhận rằng thách thức hiện nay không nằm ở khả năng sản xuất chip, mà ở việc tìm đủ nguồn điện và hạ tầng để vận hành chúng.

Các “ông lớn” công nghệ đã chi tiêu hàng trăm tỷ USD để xây dựng trung tâm dữ liệu – trái tim của nền kinh tế AI. Theo ước tính, riêng trong năm 2025, nhóm “Big Four” (Google, Microsoft, Amazon, Meta) dự kiến đầu tư khoảng 400 tỷ USD, và con số này sẽ còn tăng trong năm sau. Tuy nhiên, việc xây dựng một trung tâm dữ liệu tại Mỹ mất trung bình 2 năm, trong khi hệ thống truyền tải điện mới phải mất từ 5 đến 10 năm để hoàn thiện. Nói cách khác, AI đang phát triển nhanh hơn cả hạ tầng có thể cung cấp năng lượng cho nó.

Theo nhiều nghiên cứu, các trung tâm dữ liệu Mỹ hiện chiếm khoảng 4% tổng tiêu thụ điện quốc gia, và có thể tăng lên 7–12% vào năm 2030. Tuy nhiên, một số chuyên gia cảnh báo rằng các con số này có thể bị “thổi phồng”, do cả doanh nghiệp công nghệ lẫn ngành năng lượng đều có lợi khi phóng đại nhu cầu. Dù vậy, thực tế là nhu cầu điện cho AI đang tăng nhanh hơn khả năng đáp ứng.

Theo ước tính của Morgan Stanley, nếu tốc độ tăng trưởng hiện nay tiếp diễn, Mỹ có thể thiếu 45 gigawatt điện vào năm 2028 - tương đương nhu cầu của 33 triệu hộ gia đình. Một số công ty điện lực đã trì hoãn kế hoạch đóng cửa các nhà máy nhiệt điện than, dù đây là nguồn phát thải khí carbon lớn nhất.

Trong khi đó, khí đốt tự nhiên, vốn cung cấp 40% điện năng cho các trung tâm dữ liệu toàn cầu, đang được “ưa ái” trở lại do khả năng triển khai nhanh. Tại bang Georgia, nơi các trung tâm dữ liệu mọc lên dày đặc, một nhà cung cấp năng lượng đã đề xuất lắp đặt 10 gigawatt máy phát điện chạy khí đốt. Một số công ty, trong đó có xAI của tỷ phú Elon Musk, thậm chí đã mua turbine cũ từ nước ngoài để kịp mở rộng công suất, thậm chí tái chế cả turbine máy bay – một giải pháp từng bị xem là tạm thời.

Bộ trưởng Nội vụ Mỹ Doug Burgum cảnh báo mối đe dọa hiện hữu của nước này hiện nay không chỉ là biến đổi khí hậu, mà là nguy cơ tụt lại trong cuộc đua AI nếu không có đủ điện để vận hành.

Trước áp lực ngày càng lớn, các tập đoàn công nghệ đang phải điều chỉnh lại cam kết khí hậu. Google từng tuyên bố đạt phát thải ròng bằng 0 vào năm 2030, nhưng đã âm thầm gỡ bỏ cam kết này khỏi website giữa năm nay. Thay vào đó, họ tập trung vào các dự án năng lượng dài hạn. Trong đó, Amazon đầu tư mạnh vào công nghệ lò phản ứng hạt nhân module nhỏ (SMR) – được xem là giải pháp tiềm năng cho các trung tâm dữ liệu quy mô lớn. Google lên kế hoạch tái khởi động một lò phản ứng ở bang Iowa vào năm 2029. Chính quyền Mỹ cũng vừa công bố gói đầu tư 80 tỷ USD để xây dựng 10 lò phản ứng hạt nhân truyền thống từ nay đến năm 2030.

Song song với đó, bang California và Texas đang đẩy mạnh việc mở rộng điện Mặt Trời và hệ thống pin lưu trữ, với kế hoạch bổ sung khoảng 100 gigawatt công suất mới vào cuối thập kỷ này.

Không dừng lại ở mặt đất, các ý tưởng “vượt giới hạn” cũng được đưa ra. Cả tỷ phú Elon Musk, thông qua chương trình Starlink, và Google cũng đang đề xuất đặt chip AI trên quỹ đạo, sử dụng năng lượng Mặt Trời trong không gian để vận hành. Google dự kiến tiến hành các thử nghiệm đầu tiên dự kiến vào năm 2027.