Sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI) đang đẩy thế giới vào một cuộc khủng hoảng năng lượng chưa từng có.
Khi các trung tâm dữ liệu mở rộng với tốc độ chóng mặt để đáp ứng nhu cầu xử lý khổng lồ, ngành công nghệ buộc phải tìm kiếm những giải pháp năng lượng mới – từ hydro, địa nhiệt, đến hạt nhân.
Những gã khổng lồ như Microsoft, Google, Amazon và OpenAI đang rót hàng trăm tỷ USD vào các dự án nhằm đảm bảo nguồn cung điện ổn định và bền vững cho cơn khát năng lượng AI.
Tại một bãi đỗ xe được cải tạo ở Thung lũng Silicon, startup ECL đang thử nghiệm việc sử dụng hydro để cung cấp năng lượng cho trung tâm dữ liệu AI.
Hydro được lưu trữ trong các bồn lớn, tạo điện thông qua tế bào nhiên liệu và được tích trữ trong pin Tesla Megapack. Đây là trung tâm dữ liệu đầu tiên hoàn toàn tách khỏi lưới điện, mở ra tương lai mới cho ngành công nghiệp.
Tuy nhiên, sản xuất hydro xanh – loại không phát thải carbon – vẫn quá đắt đỏ. Điều này khiến hydro xanh dương (sử dụng công nghệ thu giữ CO2) trở thành giải pháp tạm thời.
Dù vậy, ngay cả phương án này cũng đặt ra bài toán chi phí và hiệu suất, làm dấy lên câu hỏi: Liệu hydro có thực sự là giải pháp lâu dài?
Trước khi ChatGPT ra mắt vào năm 2022, các trung tâm dữ liệu chỉ chiếm chưa đến 4% tổng mức tiêu thụ điện tại Mỹ. Nhưng đến năm 2028, con số này có thể tăng lên 12%.
Microsoft, Meta, Google và Amazon đã chi tổng cộng 125 tỷ USD vào hạ tầng trung tâm dữ liệu trong năm 2024. Mỗi năm, mức tiêu thụ điện của hệ thống này tăng thêm 15-20%. Một trung tâm dữ liệu cỡ trung bình (100MW) có thể tiêu thụ lượng điện tương đương với 100.000 hộ gia đình Mỹ. Sự bùng nổ này khiến nhiều kế hoạch đóng cửa nhà máy điện than bị trì hoãn, bất chấp những cam kết trung hòa carbon từ các tập đoàn công nghệ.
Không chỉ Mỹ, Trung Quốc cũng đang lao vào cuộc chiến AI với tham vọng không kém. Mới đây, quốc gia này công bố DeepSeek – một mô hình AI có hiệu suất vượt trội, khiến giới công nghệ lo ngại rằng nhu cầu năng lượng AI sẽ tiếp tục tăng vọt. Các chuyên gia nhận định thay vì kìm hãm sự tiêu thụ điện, DeepSeek có thể chỉ đẩy cuộc đua đi xa hơn.
Với nhu cầu năng lượng ngày càng lớn, hạt nhân đang trở lại mạnh mẽ. Các tập đoàn công nghệ đang đầu tư hàng tỷ USD vào lò phản ứng hạt nhân nhỏ (SMR) để phục vụ trung tâm dữ liệu.
Last Energy triển khai lò SMR 20MW có thể đặt trực tiếp tại trung tâm dữ liệu, loại bỏ nhu cầu kết nối với lưới điện quốc gia. Microsoft thậm chí đang tái khởi động một lò phản ứng trên đảo Three Mile – nơi từng xảy ra sự cố hạt nhân nghiêm trọng nhất lịch sử Mỹ năm 1979. Trong khi đó, OpenAI và Sam Altman đang đặt cược vào nhiệt hạch – công nghệ mô phỏng phản ứng của mặt trời – với hy vọng cung cấp nguồn điện sạch vô tận vào cuối thập kỷ này.
Ngoài hạt nhân, địa nhiệt và năng lượng mặt trời cũng đang được thử nghiệm để cung cấp điện cho AI. Google hợp tác với Fervo Energy để vận hành trung tâm dữ liệu bằng địa nhiệt tại Nevada, dự kiến hoàn thành vào năm 2030 với công suất 115MW.
Exowatt, một công ty tiên phong trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng, đang phát triển pin nhiệt sử dụng năng lượng mặt trời, giúp duy trì nguồn điện liên tục với chi phí chỉ 0,01 USD/kWh – một mức giá có thể thay đổi hoàn toàn cuộc chơi.
Chính sách năng lượng Mỹ cũng đang đứng trước những quyết định quan trọng. Dưới thời Biden, chính phủ đã phê duyệt hàng tỷ USD trợ cấp cho hydro xanh và năng lượng tái tạo. Nhưng dưới thời Trump, chiến lược “drill, baby, drill” có thể tái sinh, ưu tiên khai thác dầu khí để đảm bảo nguồn cung năng lượng.
Dù vậy, với kế hoạch Stargate trị giá 500 tỷ USD nhằm xây dựng cơ sở hạ tầng AI, chính phủ Mỹ vẫn có khả năng tiếp tục hỗ trợ các dự án năng lượng thay thế, bất kể ai ngồi trong Nhà Trắng.
Trí tuệ nhân tạo không chỉ cách mạng hóa công nghệ mà còn tái định hình ngành năng lượng toàn cầu. Các tập đoàn lớn không chỉ tìm kiếm giải pháp rẻ hơn mà còn phải đảm bảo nguồn cung bền vững.
Liệu hydro, hạt nhân, hay địa nhiệt sẽ trở thành nguồn năng lượng chính cho AI?
