Các trung tâm dữ liệu AI không thể 'trông cậy hoàn toàn' vào năng lượng tái tạo?

Mạng xã hội lan truyền thông tin cho rằng các trung tâm dữ liệu AI tiêu thụ điện tăng mạnh, năng lượng tái tạo không đáp ứng nổi. Thông tin này được các chuyên gia phản hồi là chỉ đúng một phần.

Khi bạn đặt đồ ăn, đọc tin, xem video hay trò chuyện với ChatGPT, rất có thể bạn đang kết nối với một trung tâm dữ liệu.

Theo ấn phẩm khoa học Science Feedback, mỗi giây trôi qua, các trung tâm dữ liệu xử lý hàng ngàn người dùng ChatGPT, cùng hàng tỉ người khác đang truy cập Internet, thực hiện các tác vụ hoặc lưu trữ dữ liệu.

Tuy nhiên, các trung tâm dữ liệu đang ngày càng bị giám sát chặt chẽ về tác động môi trường, chủ yếu do lượng điện năng khổng lồ mà chúng tiêu thụ.

Nguồn điện của trung tâm dữ liệu đến từ đâu?

Hiện có hơn 9.000 trung tâm dữ liệu trên toàn cầu, và nhiều trung tâm khác đang được quy hoạch. Làm mát chiếm phần lớn nhu cầu điện năng của các trung tâm này, có thể tới một phần ba tổng tiêu thụ.

Cung cấp điện cho trung tâm dữ liệu không giống như cấp nguồn cho một chiếc máy tính cá nhân. Một trung tâm dữ liệu có thể tiêu thụ hàng chục megawatt - tương đương lượng điện dùng cho cả một thị trấn. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) theo dõi nguồn cung điện năng cho các trung tâm dữ liệu.

Đối với các công ty vận hành trung tâm dữ liệu, lợi ích kinh tế quá lớn khiến họ sẵn sàng trả giá cao để có nguồn điện luôn sẵn sàng.

Ông Jonas Kristiansen Nøland, giáo sư ngành năng lượng điện tại Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy, cho biết các công ty công nghệ thà trả tiền cho nguồn điện đắt đỏ nhưng liên tục 24/7, còn hơn dùng điện rẻ nhưng không ổn định.

Điều này khiến điện mặt trời và điện gió, vốn không cung cấp điện liên tục, gặp bất lợi. Năm 2023, IEA ước tính trung tâm dữ liệu chiếm từ 1 - 1,5% tổng điện năng tiêu thụ toàn cầu.

Theo báo cáo năm 2024 của Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (Mỹ), mức tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu toàn cầu đã hơn gấp đôi so với năm 2018, riêng tại Mỹ còn tăng mạnh hơn nữa.

Tháng 4-2025, IEA dự báo các trung tâm dữ liệu sẽ tiếp tục tăng mạnh, chiếm 3% tổng tiêu thụ điện toàn cầu vào năm 2030. Trong đó, 80% mức tăng này sẽ đến từ Mỹ và Trung Quốc.

Có thể dùng năng lượng tái tạo cho trung tâm dữ liệu không?

Khẳng định rằng năng lượng mặt trời và gió không thể cung cấp điện cho trung tâm dữ liệu là không chính xác. Hiện nay hai nguồn điện này đã góp phần đáng kể vào lưới điện đang cấp điện cho các trung tâm dữ liệu.

Ngoài ra, công nghệ kết hợp năng lượng mặt trời, gió với pin lưu trữ đã giúp khắc phục tính gián đoạn của các nguồn tái tạo.

Khi có nắng hoặc gió, điện dư sẽ được tích trữ trong pin để sử dụng lúc không phát điện. Một số trung tâm dữ liệu hiện đã áp dụng hệ thống lưu trữ này.

Về lý thuyết, trung tâm dữ liệu còn có thể thúc đẩy phát triển năng lượng tái tạo thông qua hợp đồng mua điện dài hạn, tạo nguồn tài chính ổn định cho các dự án năng lượng sạch.

Bên cạnh đó, một số công ty công nghệ cũng đang đầu tư vào việc phát triển các lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới.

Một số nhà khoa học cho rằng AI có thể hỗ trợ đẩy mạnh năng lượng tái tạo hoặc nâng cao hiệu suất trong các lĩnh vực khác.

Ông Anthony Harding, trợ lý giáo sư kinh tế tại Đại học Công nghệ Georgia (Mỹ), cho rằng các công nghệ AI có thể giúp cải thiện hiệu suất năng lượng hoặc giảm phát thải carbon, qua đó hỗ trợ việc tích hợp hiệu quả hơn các nguồn năng lượng tái tạo.

AI và các công nghệ tiên tiến làm tăng tiêu thụ điện năng

Các chuyên gia nhận định trí tuệ nhân tạo (AI) là một trong những nguyên nhân chính khiến mức tiêu thụ điện tăng mạnh.

Điểm khác biệt của AI nằm ở chỗ các mô hình tiên tiến được huấn luyện và vận hành trên các loại chip cao cấp, mạnh mẽ hơn nhiều so với thế hệ trước, nhưng cũng tiêu tốn nhiều điện năng hơn.

Các trung tâm dữ liệu phục vụ AI thường tích hợp số lượng lớn chip, sắp xếp với mật độ cao, càng làm tăng nhu cầu sử dụng điện.

Ông Jonas Kristiansen Nøland cho biết cách đây một thập kỷ, trung tâm dữ liệu chỉ có công suất khoảng 10MW. Ngày nay các trung tâm siêu quy mô đã đạt mức 100MW, và các tập đoàn công nghệ đang hướng tới những trung tâm có công suất từ 1 - 5GW - tức một trung tâm có thể tiêu thụ nhiều điện hơn cả đất nước Đan Mạch.

Một nguyên nhân khác làm gia tăng khí thải từ máy tính là hoạt động khai thác tiền điện tử, vốn đòi hỏi các "thợ mỏ" giải những bài toán phức tạp. Quá trình này tiêu hao lượng điện lớn do cần dùng đến các máy tính cấu hình cực mạnh.