Cảnh báo về tình trạng thiếu điện: Nguồn cung cấp điện cho trung tâm dữ liệu AI ở đâu... sự kết hợp nguồn điện là chìa khóa

Cách cung cấp điện cho các trung tâm dữ liệu trí tuệ nhân tạo (AI) đang trở thành một vấn đề quan trọng trong chính sách điện lực. Sản xuất điện từ khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) có thể phản ứng nhanh nhưng lại mâu thuẫn với mục tiêu trung hòa carbon, trong khi điện hạt nhân và năng lượng tái tạo đều gặp phải những hạn chế riêng về thời gian xây dựng và tính gián đoạn.

Có ý kiến cho rằng cần thiết lập một sự kết hợp nguồn điện phù hợp với điều kiện từng khu vực thay vì phụ thuộc vào một nguồn điện cụ thể, đồng thời cải thiện hiệu quả điện năng và phân tán các trung tâm dữ liệu. Theo thông tin từ các cơ quan liên quan vào ngày 25, Bộ khí hậu năng lượng môi trường đã dự báo nhu cầu điện tối đa vào năm 2040 sẽ đạt 165,0GW, tăng 26,8GW so với dự thảo trước đó.

Dự báo sẽ có thêm 20,6GW nhu cầu từ các ngành công nghiệp công nghệ cao như bán dẫn và 7,9GW từ các trung tâm dữ liệu. Chỉ riêng nhu cầu từ trung tâm dữ liệu đã tương đương với công suất của 5-6 nhà máy điện hạt nhân lớn có công suất 1,4GW.

Đặc biệt, nhu cầu điện cho các trung tâm dữ liệu AI có khả năng tăng mạnh. Theo báo cáo của Viện Nghiên cứu Kinh tế Năng lượng về "Những tác động của sự gia tăng trung tâm dữ liệu trong thời đại AI đối với tiêu thụ năng lượng trong nước", lượng tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu trong nước dự kiến sẽ tăng từ 5TWh vào năm 2023 lên 65,4TWh vào năm 2060, và trong kịch bản tăng tốc AI có thể đạt tới 134,8TWh.

Cải thiện hiệu quả để giảm nhu cầu cũng được coi là một nhiệm vụ quan trọng. Viện Nghiên cứu Kinh tế Năng lượng giả định chỉ số hiệu suất điện (PUE) trung bình của các trung tâm dữ liệu trong nước vào năm 2023 là 1,58, tương đương với mức trung bình toàn cầu. Nếu giảm xuống 1,2 vào năm 2030 và dưới 1,1 sau giữa thập kỷ 2030, có thể giảm tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu khoảng 16,5-17,8%.

Vấn đề là hầu hết các trung tâm dữ liệu trong nước đều nằm xa nguồn điện. Tính đến năm 2024, có 165 trung tâm dữ liệu trong nước, trong đó 60,4% tập trung ở khu vực thủ đô. Tỷ lệ trung tâm dữ liệu tư nhân ở khu vực thủ đô lên tới 75,3%, làm tăng gánh nặng cho lưới điện khu vực này.

Các trung tâm dữ liệu cần hoạt động liên tục 24 giờ và trong quá trình học tập và suy luận AI, tải điện có sự biến đổi nhanh chóng. Do đó, cần có một cấu trúc nguồn điện có thể đáp ứng ổn định và đồng thời đạt được mục tiêu trung hòa carbon. Các ưu nhược điểm của từng nguồn điện cũng rất rõ ràng. Sản xuất điện từ LNG có thời gian xây dựng ngắn hơn so với điện hạt nhân và dễ dàng lắp đặt gần khu vực tiêu thụ, đồng thời có thể đáp ứng nhanh chóng sự biến đổi tải điện của các trung tâm dữ liệu, trừ khi sử dụng pin. Các trung tâm dữ liệu cũng có thể xây dựng nhà máy điện kết hợp LNG để cung cấp điện cần thiết.

Tuy nhiên, việc mở rộng sản xuất điện từ LNG có thể mâu thuẫn với chính sách trung hòa carbon. Chi phí sản xuất điện có thể thay đổi lớn theo giá nhiên liệu quốc tế, và khi số lượng tự sản xuất điện của các trung tâm dữ liệu tăng lên, việc nhập khẩu LNG tư nhân cũng có thể tăng nhanh hơn dự kiến. Mặc dù có thể là một giải pháp cung cấp ngắn hạn, nhưng rõ ràng có những hạn chế khi sử dụng LNG làm nguồn điện chính trong dài hạn.

Điện hạt nhân có ưu điểm là có thể cung cấp điện không carbon quy mô lớn một cách ổn định. Đặc biệt, nếu đặt các trung tâm dữ liệu gần các nhà máy điện hạt nhân ở bờ biển phía Đông, có thể giảm bớt gánh nặng trong việc chuyển điện về khu vực thủ đô. Tuy nhiên, việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân mới mất nhiều thời gian và cần phải vượt qua vấn đề chấp nhận của cộng đồng.

Các lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) có thể tận dụng các địa điểm của nhà máy điện hạt nhân hiện tại hoặc các nhà máy điện than đã ngừng hoạt động, nhưng thời gian thương mại hóa, chi phí xây dựng và các quy định liên quan vẫn chưa rõ ràng. Dự kiến sẽ cần một thời gian dài để SMR trở thành nguồn cung cấp điện chính cho các trung tâm dữ liệu.

Năng lượng tái tạo phù hợp với mục tiêu trung hòa carbon nhưng sản lượng điện phụ thuộc vào thời tiết, do đó khó có thể cung cấp điện độc lập cho các trung tâm dữ liệu. Cần xây dựng một hệ thống cung cấp hỗn hợp kết hợp năng lượng mặt trời, gió và hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) dựa trên lưới điện hiện có.

Do đó, phân tích cho thấy việc kết hợp năng lượng tái tạo và hệ thống lưu trữ năng lượng (BESS) tại khu vực Ho Nam và Nghệ An là giải pháp thực tế nhất trong ngắn hạn. Tuy nhiên, chỉ sử dụng năng lượng tái tạo và BESS cũng khó có thể cung cấp điện ổn định cho các trung tâm dữ liệu, do đó cần phải kết hợp với các nguồn điện hiện có như điện hạt nhân và LNG.

Kim Chul-hyun, nghiên cứu viên cao cấp của Viện Nghiên cứu Kinh tế Năng lượng, cho biết: "Việc gia tăng các trung tâm dữ liệu có thể dẫn đến việc nhập khẩu khí tự nhiên thương mại tăng mạnh, nhanh hơn so với dự đoán của chính phủ" và nhấn mạnh rằng "chính phủ cần nhanh chóng cải thiện hệ thống nhập khẩu và tăng cường ổn định cung cấp khí tự nhiên".