Áp lực nguồn điện cho trí tuệ nhân tạo: Nguy cơ tác động tới hộ gia đình

Trong nhiều năm qua, cuộc đua AI chủ yếu được nhìn nhận qua năng lực vi xử lý, quy mô mô hình ngôn ngữ và khả năng phát triển ứng dụng mới. Tuy nhiên, khi AI ngày càng được sử dụng rộng rãi, một giới hạn khác đang dần lộ diện: Nguồn điện để duy trì hoạt động của hàng triệu bộ xử lý trong các trung tâm dữ liệu.

Riêng năm 2026, các nhà vận hành trung tâm dữ liệu quy mô lớn dự kiến chi hơn 700 tỷ USD cho đầu tư vốn, phần lớn dành cho xây dựng và mở rộng hạ tầng. Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới có thể tăng hơn gấp đôi, lên khoảng 945TWh vào năm 2030.

Áp lực còn đến từ cách thức nhân loại đang sử dụng AI. Những mô hình ngày càng phức tạp, có khả năng suy luận nhiều bước, tạo video, xử lý hình ảnh... đều đòi hỏi năng lực tính toán lớn hơn. Khi người dùng chuyển từ những truy vấn đơn giản sang các tác vụ phức tạp, lượng điện tiêu thụ cho mỗi hoạt động cũng tăng.

Trong khi đó, những tiến bộ về hiệu suất phần cứng chưa giúp giảm nhu cầu năng lượng. Các bộ xử lý mới có thể thực hiện nhiều phép tính hơn với cùng một lượng điện, nhưng chi phí tính toán giảm lại khuyến khích doanh nghiệp phát triển những mô hình lớn hơn, cung cấp nhiều dịch vụ hơn và mở rộng số lượng người dùng.

Tuy vậy, điều đáng lo hơn cả là sự chênh lệch giữa tốc độ phát triển AI và tốc độ bổ sung nguồn điện khiến nhiều khu vực đối mặt với nguy cơ thiếu hụt công suất, quá tải lưới truyền tải và phân phối. Tại Mỹ, nơi tập trung nhiều trung tâm dữ liệu lớn, nhu cầu điện tăng nhanh đang tạo ra sức ép đối với các nhà vận hành lưới điện.

Một số khu vực như Virginia và Texas trở thành điểm nóng của làn sóng đầu tư hạ tầng dữ liệu, đồng thời phải giải quyết bài toán kết nối các cơ sở tiêu thụ điện quy mô lớn vào hệ thống hiện hữu. Hệ lụy đáng quan tâm hơn là chi phí phát triển hạ tầng điện đang có dấu hiệu chuyển sang người tiêu dùng - khi nhu cầu từ các trung tâm dữ liệu buộc ngành Điện phải xây dựng thêm nhà máy, đường dây truyền tải và trạm biến áp.

PJM, tổ chức vận hành lưới điện phục vụ khoảng 67 triệu người tại 13 bang và Thủ đô Washington của Mỹ cho biết, nhu cầu từ các trung tâm dữ liệu đã góp phần tạo ra khoảng 29,4 tỷ USD chi phí công suất trong bốn cuộc đấu giá gần nhất. Một số khoản chi phí thậm chí gắn với dự báo nhu cầu từ những cơ sở chưa đi vào hoạt động.

Hội đồng Bảo vệ Tài nguyên thiên nhiên Mỹ (NRDC) ước tính, đến năm 2028, một hộ gia đình điển hình trong khu vực do PJM cung cấp điện có thể phải trả thêm khoảng 70 USD mỗi tháng cho tiền điện nếu xu hướng hiện tại tiếp diễn. Những con số này cho thấy sự phát triển của AI không chỉ là câu chuyện giữa các tập đoàn công nghệ và nhà cung cấp điện, mà có thể tác động trực tiếp đến chi phí sinh hoạt của hàng triệu người.

Áp lực này không chỉ xuất hiện tại Mỹ mà còn lan sang châu Âu và châu Á, đặc biệt là ở những nơi tập trung nhiều trung tâm dữ liệu. Tại châu Âu, Ủy ban châu Âu ước tính các trung tâm dữ liệu tiêu thụ 68TWh điện trong năm 2024 và có thể tăng lên 114TWh vào năm 2030, tương đương 3,2% tổng nhu cầu điện của Liên minh châu Âu.

Tại châu Á, ASEAN cũng đã cảnh báo rằng, sự phát triển của các trung tâm dữ liệu phục vụ AI có thể tạo áp lực đáng kể lên hệ thống điện quốc gia và lưới điện tại những khu vực tập trung đầu tư.

Thực trạng trước mắt buộc các tập đoàn công nghệ phải thay đổi chiến lược về nguồn điện. Bên cạnh các giải pháp tiết kiệm điện, họ ngày càng chủ động tìm kiếm và kiểm soát nguồn cung năng lượng dài hạn. Amazon và Google đã ký những thỏa thuận dài hạn để tiếp cận nguồn điện hạt nhân, trong đó có những hợp đồng có công suất lên tới 890MW. Microsoft cũng có thỏa thuận mua điện trong 20 năm từ Nhà máy Điện hạt nhân Three Mile Island (bang Pennsylvania, Mỹ).

Nhìn chung, khi lợi ích kinh tế từ AI có xu hướng tập trung, còn chi phí duy trì hạ tầng phục vụ cuộc đua công nghệ có thể lan rộng, việc phân bổ chi phí cho những tiến bộ công nghệ cần sớm được quan tâm và điều chỉnh hợp lý.