Thế giới đối mặt với nguy cơ thiếu điện trong kỷ nguyên AI

Thế giới thiếu điện vì đâu?

Điện vốn được sử dụng như nguồn lực cốt yếu trong cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ hai, một lần nữa đóng vai trò then chốt trong kỷ nguyên "Cách mạng AI" sau đúng 100 năm. Nhiều quốc gia trên thế giới đang phải đối mặt với tình trạng thiếu điện, đặc biệt ở các nước có nền công nghiệp phát triển.

Đức - quốc gia lắp đặt năng lượng tái tạo đạt kỷ lục với 55% lượng điện tiêu thụ là năng lượng tái tạo - cũng có thể "nếm vị" mất điện diện rộng.

Mỹ - nơi tập trung không chỉ các công ty công nghệ lớn mà còn cả các ngành sản xuất công nghệ cao - đang cảm nhận được cuộc khủng hoảng thiếu điện sớm hơn các quốc gia khác.

Cuộc chiến tiết kiệm điện vốn chỉ xuất hiện ở các nước kém phát triển thì nay lại đang diễn ra ở cả các quốc gia nơi người dân vốn không cần phải lo lắng về điện trong nhiều thập kỷ qua. Cuộc sống càng hiện đại, thì lại càng "hại điện". Công nghệ càng cao lại càng ngốn điện.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), lượng điện sử dụng tại các trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới vào năm 2026 sẽ tương đương lượng điện mà cả Nhật Bản sử dụng trong 1 năm, tức là khoảng 939 Terawatt giờ. Bên cạnh đó, kỷ nguyên xe điện - một trong lĩnh vực cạnh tranh của các quốc gia - cũng là một trong những nguyên nhân gây tốn điện.

Thế giới đối mặt với nguy cơ thiếu điện (Ảnh: Kidpid)

Dự báo đến năm 2040, lượng điện tiêu thụ của các loại xe điện bán ra hàng năm trên khắp thế giới sẽ tăng đến mức cần phải vận hành 40 nhà máy điện hạt nhân 1 Gigawatt mới đủ cung cấp. Tại Mỹ, một chiếc xe điện được tính toán là ngốn khoảng một nửa lượng điện tiêu thụ của một hộ gia đình trung bình. Một khi kỷ nguyên xe ô tô toàn điện đang mở ra, nhu cầu về điện sẽ tăng mạnh. Khi thiếu điện, các công ty công nghệ lớn tìm cách mở rộng cơ sở, chuyển sang Trung Đông và Đông Nam Á - nơi tình hình nguồn điện tương đối tốt hơn.

Theo báo cáo của Tổ chức quan sát năng lượng toàn cầu, công suất năng lượng mặt trời và gió trong khu vực ASEAN đã tăng 20% trong năm 2023, nâng tổng số lên hơn 28 Gigawatt. Tuy nhiên, với nhu cầu phát triển lĩnh vực AI ngày càng tăng, các ngành công nghệ này sẽ có thể tranh giành lượng điện tiêu thụ dân sinh.

Đức phát triển năng lượng xanh và nguy cơ mất điện

Đức - quốc gia đi đầu thế giới trong việc coi năng lượng xanh là một trong những mục tiêu phát triển bền vững - đang đặt mục tiêu đến năm 2030 năng lượng tái tạo chiếm 80% lượng điện quốc gia. Nhưng ít ai ngờ rằng, với cơ cấu năng lượng như thế này, rất có thể nước Đức sẽ có lúc bị mất điện diện rộng.

Những mái nhà lắp tấm quang năng, những turbine gió quay tít… là hình ảnh không hề hiếm gặp tại Đức - nước đang đặt mục tiêu tham vọng về năng lượng xanh là trong vòng 6 năm nữa, năng lượng xanh sẽ chiếm 80% tổng năng lượng tại Đức. Đức muốn từ bỏ nhiên liệu hóa thạch - không than đá, không khí đốt, không nhà máy điện hạt nhân… Thay vào đó, nước này muốn cam kết hoàn toàn với năng lượng tái tạo.

Tuy nhiên, ngoài vấn đề kinh phí khổng lồ, Đức cũng đang phải đối mặt với nguy cơ mất điện từ việc sử dụng năng lượng xanh. Một mạng lưới điện với vài chục nhà máy điện lớn sẽ dễ đảm bảo an ninh lưới điện hơn là một mạng lưới phi tập trung có nhiều nhà sản xuất điện quy mô nhỏ, như mái nhà lắp tấm pin mặt trời hoặc turbine gió. Giới phân tích nhận định nếu an ninh lưới điện không còn được duy trì, nguy cơ mất điện trên toàn nước Đức hoàn toàn có thể xảy ra.

Đức vẫn có nguy cơ mất điện dù phát triển năng lượng xanh (Ảnh: RE)

Mặt khác, không phải ngày nào cũng có nắng và gió nên vào một số ngày hoặc thời điểm cụ thể trong năm, những tấm quang năng và turbine gió chỉ có thể tạo ra rất ít điện và làm tăng khả năng xảy ra sự cố mất điện không lường trước được.

Giáo sư Harald Schwarz - Đại học Công nghệ Brandenburg, Đức - cho rằng: "Phụ thuộc hoàn toàn vào năng lượng tái tạo là không nên. Ban đêm quang điện không thể hoạt động, kể cả trong những ngày mùa đông".

Có một giải pháp tiềm năng là lưu trữ năng lượng như nhà máy điện tích năng, kho lưu trữ hydro, pin khổng lồ…. Tuy nhiên, những công nghệ này tại Đức hiện có quy mô rất nhỏ. Dung lượng lưu trữ hiện tại ở Đức là 40 Gigawatt giờ - đủ để cung cấp cho cả nước trong tối đa 60 phút. Nếu trời vẫn không có gió và mặt trời vẫn không chiếu sáng thì đây thực sự là câu hỏi hóc búa mà nước Đức vẫn đang tìm câu trả lời trong quá trình hiện thực hóa mục tiêu tham vọng về đảm bảo an ninh năng lượng xanh của mình.

Mỹ giải quyết nguy cơ thiếu điện từ AI

Có thể nói là Mỹ đang tích cực cải tổ hệ thống lưới điện để có thể đảm bảo đủ nguồn điện phát triển những ngành công nghệ hiện đại như AI. Mới đây, Ủy ban Điều tiết Năng lượng liên bang của Mỹ, một tổ chức độc lập, đã ban hành quy định nhằm buộc các bang và chủ thể liên quan phải hợp tác để phê duyệt các dự án truyền tải mới, qua đó nâng cấp lưới điện, đáp ứng với nhu cầu ngày càng cao hiện nay.

Trước đây, do quy định ràng buộc và nảy sinh những bất đồng trong phân chia quyền lợi, chi phí giữa các địa phương và vùng miền khiến hàng loạt dự án điện với sản lượng ước tính khoảng 2.600 Gigawatt phải chờ được kết nối với lưới điện.

Bộ Năng lượng của Mỹ đang đẩy nhanh việc cấp phép mở rộng truyền tải cũng như lên kế hoạch để nâng cấp 100.000 dặm đường truyền tải trong 5 năm tới nhằm chuyển đổi năng lượng xanh và đảm bảo độ bền vững của lưới điện trước thời tiết cực đoan.

Ở góc độ môi trường, Thượng viện Mỹ đang xem xét một dự luật nhằm giảm thiểu tác hại đến môi trường của trí tuệ nhân tạo. Dự luật này buộc các cơ quan hữu trách phải đánh giá toàn diện về tác động môi trường của AI cũng như xây dựng tiêu chuẩn đo lường và hệ thống báo cáo tự nguyện nhằm tăng cường minh bạch và làm cơ sở cho hành lang pháp lý liên quan.

Giải pháp tiết kiệm điện

Hiện có 2.562 trung tâm dữ liệu đặt ở Mỹ, chiếm hơn 38% tổng số trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới. Các trung tâm dữ liệu trên thế giới tiêu tốn lượng điện lên tới 460 Terawatt giờ, tương đương 2% lượng điện tiêu thụ toàn cầu. Nhưng không chỉ ở Mỹ, nhiều nước khác đã đưa ra giải pháp để hạn chế sử dụng điện năng ở các trung tâm dữ liệu này.

Năm 2022, "Lực lượng đặc nhiệm về trung tâm dữ liệu" đã được thành lập tại London, Anh để xem xét kỹ lưỡng việc cấp phép xây dựng mới các trung tâm dữ liệu ở nước này.

Năm 2022, Singapore đã dỡ bỏ lệnh cấm xây dựng các trung tâm dữ liệu mới. Tuy nhiên, các trung tâm này nếu muốn được cấp phép phải vượt qua được bài sát hạch về tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng.

Với tình trạng biến đổi khí hậu hiện nay - nắng nóng, hạn hán, thiên tai..., nhu cầu sử dụng điện của người dân toàn cầu sẽ gia tăng. Giải pháp mà nhiều quốc gia đang tiến tới là phải chọn lọc các công nghệ của kỉ nguyên 4.0 một cách bền vững, làm sao để không ngốn quá nhiều năng lượng và quan trọng nữa là phát triển cơ sở tích trữ năng lượng xanh hiệu quả... để tránh tình trạng "ăn bữa nay, lo bữa mai".