Nhu cầu điện tăng, Mỹ huy động mọi nguồn năng lượng

Các trung tâm dữ liệu phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI) cùng xu hướng đưa một phần hoạt động sản xuất trở lại trong nước sẽ là động lực thúc đẩy tăng trưởng nhu cầu tiêu thụ điện tại Mỹ trong thập kỷ tới.

Là nền kinh tế lớn nhất thế giới, Mỹ sẽ cần đến tất cả các nguồn năng lượng để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện ngày càng tăng. Theo các chuyên gia phân tích, khí tự nhiên sẽ chiếm ưu thế trong ngắn hạn nhờ sự phát triển của AI, nhưng năng lượng tái tạo cũng sẽ đóng vai trò then chốt trong việc cung cấp điện cho các trung tâm dữ liệu của thế hệ điện toán tiếp theo.

Trong năm vừa qua, số lượng trung tâm dữ liệu được đề xuất xây dựng tại Mỹ đã gia tăng đột biến. Tính đến tháng 7/2024, công ty nghiên cứu Wood Mackenzie ghi nhận khoảng 50 gigawatt (GW) công suất trung tâm dữ liệu được đề xuất. Con số này đã tăng gấp đôi chỉ trong vài tháng, đạt gần 100 GW vào ngày 1/1/2025.

Theo Wood Mackenzie, các chính sách và quy định cần phản ánh thực tế rằng “mọi công nghệ phát điện đều cần thiết”, bởi chỉ riêng khí tự nhiên sẽ không đủ để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện đang tăng vọt.

Làn sóng tiêu thụ điện do AI dẫn dắt

Theo báo cáo “Năng lượng và AI” mới công bố tuần trước của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), các trung tâm dữ liệu AI được dự báo sẽ chiếm gần một nửa mức tăng nhu cầu điện tại Mỹ vào cuối thập kỷ này. Mỹ sẽ tiêu thụ điện cho các trung tâm dữ liệu nhiều hơn so với toàn bộ sản lượng điện phục vụ ngành nhôm, thép, xi măng, hóa chất và các ngành công nghiệp tiêu hao nhiều năng lượng khác cộng lại.

IEA cho biết, Mỹ và các thị trường điện lớn khác sẽ phải khai thác đa dạng các nguồn năng lượng để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện ngày càng tăng từ các trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, năng lượng tái tạo và khí tự nhiên sẽ giữ vai trò chủ đạo nhờ tính cạnh tranh về chi phí và khả năng cung ứng sẵn có.

Đến năm 2035, theo tổ chức nghiên cứu và phân tích BloombergNEF (BNEF), các trung tâm dữ liệu sẽ chiếm 8,6% tổng nhu cầu điện của Mỹ – hơn gấp đôi mức 3,5% hiện nay. Nhu cầu điện từ các trung tâm dữ liệu tại Mỹ sẽ tăng hơn gấp đôi trong 10 năm tới, từ gần 35 GW năm 2024 lên 78 GW vào năm 2035.

Về phần mình, tập đoàn Goldman Sachs dự báo nhu cầu điện tại Mỹ sẽ tăng trung bình 2,4% mỗi năm đến hết thập kỷ, trong đó khoảng hai phần ba mức tăng này đến từ các ứng dụng liên quan đến AI.

“Chúng ta đang chứng kiến một bước ngoặt trong nhu cầu điện tại Mỹ, xuất phát từ sự phát triển của AI – công nghệ tiêu hao năng lượng lớn, nhu cầu mở rộng năng lực trung tâm dữ liệu đáp ứng AI, cũng như xu hướng ‘hồi hương’ sản xuất công nghiệp”, các chuyên gia của Goldman Sachs nhận định.

Dù năng lượng tái tạo đang tăng tỷ trọng trong cơ cấu phát điện, Goldman Sachs cho rằng khí tự nhiên vẫn giữ vị trí chủ lực trong việc đáp ứng phần lớn công suất điện bổ sung, trong khi năng lượng hạt nhân khó tạo ra tác động đáng kể trong thập kỷ này.

Nguồn năng lượng cho sự bùng nổ AI

Theo các chuyên gia của Goldman Sachs, khí tự nhiên sẽ cung cấp khoảng 60% công suất phát điện bổ sung phục vụ nhu cầu của các trung tâm dữ liệu, phần còn lại 40% đến từ năng lượng tái tạo.

Khí tự nhiên đang hưởng lợi lớn từ các chính sách ủng hộ nhiên liệu hóa thạch của Tổng thống Donald Trump và từ nhu cầu điện tăng mạnh, trở thành lực lượng chủ lực đáp ứng phần lớn sản lượng điện bổ sung.

Các đơn hàng thiết bị phát điện khí tại Bắc Mỹ đã tăng 146% trong năm ngoái – mức cao nhất trong gần một thập kỷ. Riêng năm 2024, các đơn đặt hàng tua-bin khí tăng 36% so với cùng kỳ năm trước, theo dữ liệu từ WoodMac. Tuy nhiên, WoodMac cũng cảnh báo: “Chỉ riêng khí đốt cũng không thể đáp ứng hết nhu cầu điện đang tăng”.

Nhu cầu đang tăng, nhưng vẫn tồn tại nhiều yếu tố không chắc chắn về mức độ và tốc độ tăng trưởng, cũng như tiến độ xây dựng các trung tâm dữ liệu.

BloombergNEF giữ quan điểm thận trọng hơn về tốc độ phát triển trung tâm dữ liệu tại Mỹ, không phải do nghi ngờ tiềm năng thị trường AI, mà là do thực tế triển khai phức tạp: cần quỹ đất, hạ tầng điện, thủ tục cấp phép và quy trình xây dựng kéo dài.

Theo BNEF, một trung tâm dữ liệu tại Mỹ có thể mất khoảng 7 năm để hoàn thiện – trong đó 4,8 năm là giai đoạn chuẩn bị, còn lại 2,4 năm là xây dựng.

Dù vậy, Mỹ vẫn sẽ là thị trường trọng điểm toàn cầu về tăng trưởng nhu cầu điện phục vụ các trung tâm dữ liệu, theo một báo cáo khác của BNEF.

Theo BNEF, trong vòng 5 năm tới, nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu tại Mỹ có thể vượt cả nhu cầu gia tăng của xe điện, do sự bùng nổ khối lượng công việc huấn luyện AI, đòi hỏi dung lượng tính toán lớn và hạ tầng tiêu thụ năng lượng cao.

Trước làn sóng tiêu thụ điện tăng mạnh, khí tự nhiên sẽ tiếp tục đóng vai trò thiết yếu trong việc đáp ứng phần điện năng bổ sung. Trong dài hạn, năng lượng tái tạo và năng lượng hạt nhân cũng sẽ góp phần quan trọng để đảm bảo an ninh năng lượng cho Mỹ.