AI, Năng lượng và Môi trường: Giải pháp nào hiệu quả cho cả ba?

Các trung tâm dữ liệu AI là nguồn lợi nhuận khổng lồ cho những công ty công nghệ, đồng thời cũng là yếu tố thúc đẩy giá trị cổ phiếu doanh nghiệp tăng cao. Theo một số quan điểm, trí tuệ nhân tạo (AI) vẫn còn ở giai đoạn sơ khai và giá trị thị trường AI dự kiến sẽ đạt 1,3 nghìn tỷ USD vào năm 2032. Nhu cầu về AI dường như chỉ tăng chứ không giảm!

Tuy nhiên, ít ai chú ý đến thực tế, chính những trung tâm dữ liệu AI lại là "hố đen" tiêu thụ năng lượng khổng lồ, với tổng mức tiêu thụ tương đương 30.000 hộ gia đình. Nguyên nhân là do hoạt động đào tạo mô hình đòi hỏi lượng tính toán rất lớn, khiến năng lượng cần dùng vượt xa so với lưu trữ dữ liệu.

Vậy nhu cầu năng lượng khổng lồ của AI sẽ tác động thế nào đến các cộng đồng địa phương, giá năng lượng, cũng như những nỗ lực chuyển đổi năng lượng tái tạo, nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu toàn cầu?

Sự phát triển của ngành công nghiệp AI đã dẫn đến cạnh tranh gay gắt giữa các khu vực ở Mỹ trong việc thu hút những trung tâm dữ liệu. Nhiều khu vực ngoại ô khắp đất nước, ví dụ như các hạt Loudoun và Prince William tại Bắc Virginia, đã đồng ý cho xây dựng trung tâm dữ liệu nhằm phát triển kinh tế địa phương, nhưng đổi lại họ phải hy sinh rất nhiều lợi ích. Theo dự báo, đến năm 2030, các trung tâm dữ liệu có thể chiếm tới 8% tổng điện năng tiêu thụ của Mỹ, tăng từ mức 3% vào năm 2022.

Nhu cầu năng lượng cho các trung tâm dữ liệu ở những quốc gia khác cũng tăng vọt. Tại Thụy Điển, nhu cầu năng lượng của các trung tâm dữ liệu đã gần như gấp đôi trong thập kỷ qua. Ở Vương quốc Anh, trong thập kỷ tới, dự kiến AI sẽ tiêu tốn điện năng gấp 5 lần so với hiện tại. Theo thống kê, toàn cầu hiện có hơn 7.000 trung tâm dữ liệu, với tổng công suất tiêu thụ hàng năm lên tới 514 terawatt giờ, nhiều hơn tổng sản lượng điện cả năm của Italy hay Úc.

Tình hình tại Ireland cũng rất đáng báo động. Ireland đã thu hút rất nhiều trung tâm dữ liệu của các ông lớn công nghệ như Microsoft, Amazon và nhiều công ty khác. Theo tính toán, các trung tâm dữ liệu tại Ireland tiêu thụ năng lượng nhiều gấp đôi so với tổng lượng điện tái tạo mà quốc gia này tạo ra được. Nói cách khác, ngay cả khi sử dụng toàn bộ năng lượng tái tạo của Ireland để cung cấp cho các trung tâm dữ liệu thì vẫn chưa đủ đáp ứng nhu cầu. Theo chuyên gia dự đoán, đến năm 2026, các trung tâm dữ liệu có thể chiếm tới 1/3 tổng nhu cầu điện năng của cả nước.

Với tốc độ tăng trưởng hiện nay của các trung tâm dữ liệu, ngành cung ứng năng lượng ở Mỹ và trên toàn thế giới đang phải đối mặt với áp lực ngày càng lớn hơn. Trong cuộc phỏng vấn với một giám đốc điều hành của công ty năng lượng lớn, Bloomberg tiết lộ, ông ấy cho biết lần đầu tiên nhận được yêu cầu cung cấp điện cho một trung tâm dữ liệu với nhu cầu lên tới 5 gigawatt. Theo ông, con số 5 gigawatt tương đương với 5 lò phản ứng hạt nhân hoặc bằng nhu cầu tiêu thụ điện của cả thành phố Miami.

Những nơi có sự xuất hiện của các trung tâm dữ liệu lớn như Ireland và Malaysia đang phải vật lộn để đáp ứng nhu cầu năng lượng khổng lồ của chúng, theo nhà báo Josh Saul của Bloomberg cho biết. Ngành cung cấp điện phải có những nỗ lực rất lớn để tạo ra nguồn năng lượng vượt quá nhu cầu đó. Việc nâng cấp hệ thống, lắp đặt thêm đường dây truyền tải, xây nhà máy điện mới,... tất cả đều tốn kém về chi phí. Rõ ràng, mọi thứ đều có giá của nó!

Giới chuyên gia nhận định giá năng lượng đang tăng lên, và điều đáng lo ngại hơn, thời gian chờ để được kết nối vào lưới điện quốc gia của những cơ sở không phải trung tâm dữ liệu ngày càng trì trệ. Nguyên nhân là do các công ty điện lực ưu tiên phân bổ nguồn lực cho những trung tâm dữ liệu hơn là các hộ gia đình và doanh nghiệp nhỏ.

Ở Mỹ cũng như nhiều nơi khác, các công ty điện lực đang kéo dài thời gian cần thiết để kết nối những cơ sở vào lưới điện chung. Điều này trước đây vốn không phổ biến. Người dân không còn được dùng điện một cách thoải mái như trước nữa. Ông Saul nói: “Hãy tưởng tượng bạn xây nhà xong nhưng công ty điện lực khu vực thông báo ‘Năm 2029 chúng tôi mới có thể cấp điện cho nhà bạn. Trong lúc chờ đợi thì cẩn thận với những cây nến nhé!’”.

Tình trạng này không chỉ xảy ra ở Mỹ mà còn ở nhiều quốc gia khác. Một số nước thậm chí đã quyết định làm chậm lại tình hình, cả Ireland và Malaysia đều ban bố lệnh cấm xây dựng thêm trung tâm dữ liệu trong vài năm tới. Tuy nhiên, các công ty công nghệ vẫn tiếp tục xây dựng những trung tâm dữ liệu mặc cho hiện tại họ không thể - ít nhất là trong giai đoạn này - kết nối vào lưới điện do cơ sở hạ tầng vẫn chưa sẵn sàng.

Hành động trên đặt ra một thách thức khác đối với các công ty công nghệ: đó là tìm nguồn cung cấp năng lượng để vận hành những trung tâm dữ liệu mới. Theo ông Saul, hầu hết các công ty công nghệ lớn đều đưa ra mục tiêu ấn tượng và đầy tham vọng về năng lượng sạch cho đến năm 2030. Các trung tâm dữ liệu dự kiến sẽ hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng sạch, nhưng điều khó khả thi là khi chúng vận hành liên tục, đòi hỏi một lượng năng lượng sạch vô cùng lớn. Liệu các nguồn năng lượng xanh sạch truyền thống có đáp ứng đủ nhu cầu điện khổng lồ mà các công ty công nghệ đang cần đến hay không?

Năng lượng hạt nhân là một chủ đề nóng hổi, thu hút sự quan tâm đặc biệt của nhiều người, kể cả ông chủ Microsoft, Bill Gates. Thực tế, loại hình năng lượng này vô cùng tốn kém và khó khăn trong quá trình xây dựng. Gần đây, chỉ duy nhất một nhà máy điện hạt nhân lớn được khởi công xây dựng tại bang Georgia (Mỹ) và mới đi vào hoạt động. Dự án này đã vượt ngân sách hàng tỷ USD và chậm tiến độ tới 10 năm so với kế hoạch. Việc kỳ vọng năng lượng điện hạt nhân trở thành nguồn cung chính cho các trung tâm dữ liệu là điều bất khả thi trong thời điểm hiện tại. Bên cạnh đó, để giảm lượng khí thải carbon, một số đơn vị dần đóng cửa những nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. Khi nhu cầu ngày càng tăng trong khi nguồn cung có xu hướng giảm từ các nhà máy nhiệt điện cũ kỹ, và chưa có nguồn thay thế thích hợp, lưới điện có nguy cơ bị quá tải, theo nhận định của ông Saul.

Trong cuộc gặp gỡ cộng đồng dân cư tại hai hạt Prince William và Loudon, Virginia (Mỹ), người dân bày tỏ sự bất an trước thực tế các cơ quan quản lý dường như không có biện pháp nào ngăn chặn sự “mọc lên” của nhiều trung tâm dữ liệu mới.

Theo người dân hạt Loudon, khắp nơi trong hạt xuất hiện những trung tâm dữ liệu khổng lồ, nằm rải rác xung quanh khu dân cư và dọc theo đường đến trường học. Mỗi tòa nhà giống như một nhà kho lớn không cửa sổ, đầy ắp các giá để máy chủ, với nhiều đèn nhấp nháy có thể quan sát thấy từ xa. Sự xuất hiện của các trung tâm dữ liệu đã làm hạn chế quỹ đất dành cho dịch vụ công cộng khác như công viên. Nếu tình trạng cấp phép như hiện nay vẫn tiếp diễn, người dân lo ngại sớm muộn gì vùng ngoại ô cũng sẽ bị bao phủ bởi các trung tâm dữ liệu như vùng nội đô.

Ở hạt Prince William, các trang trại máy chủ bắt đầu xuất hiện trên những cánh đồng cỏ cho ngựa chăn thả. Người dân trong hạt lo sợ một ngày nào đó vùng đất của họ sẽ biến thành Loudon thứ hai, đề nghị chính quyền có các biện pháp cấp bách ngăn chặn tình trạng này. Cụ thể, họ kiến nghị không cấp phép cho các dự án trung tâm dữ liệu mới, trừ những dự án đã được chấp thuận từ trước; đồng thời tính toán khả năng cung cấp cơ sở hạ tầng cho từng dự án. Theo người dân địa phương, nhu cầu năng lượng khổng lồ từ các trung tâm dữ liệu hiện hữu trong hạt đang khiến toàn bộ hệ thống bị tê liệt.

Mặc dù lắng nghe ý kiến người dân, nhưng các nhà quản lý vẫn quyết định ủng hộ việc xây dựng thêm những trung tâm dữ liệu lớn trên địa bàn. Bởi lẽ, trí tuệ nhân tạo hiện vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, với tốc độ phát triển nhanh chóng và nguồn vốn khổng lồ đổ vào, việc ngăn chặn sự ra đời của các trung tâm dữ liệu mới là điều không thể. Ngoài ra, nhu cầu ngày càng tăng của người dân cũng là lý do khiến các trung tâm dữ liệu trở nên cần thiết. Cho dù đơn giản hóa một thủ tục y tế phức tạp, mua sắm trực tuyến hay chia sẻ meme với gia đình, bạn bè qua điện thoại hay máy tính, tất cả đều cần đến và được xử lý tại các trung tâm dữ liệu.

Nguồn tham khảo: Bloomberg