AI Đòi Hỏi Hiệu Quả Năng Lượng Khi Tiêu Thụ Điện Tăng Vọt

Bùng nổ AI và Trung tâm Dữ liệu: Thách thức và Giải pháp cho Hệ thống Năng lượng Toàn cầu

Sự bùng nổ của Trí tuệ nhân tạo (AI) và sự phát triển chóng mặt của các trung tâm dữ liệu đang bắt đầu đặt ra những thách thức đáng kể cho hệ thống năng lượng toàn cầu, đi kèm với nhu cầu điện tăng vọt, hóa đơn năng lượng leo thang và dấu chân môi trường ngày càng lớn. Trong khi AI đang thay đổi thế giới và nền kinh tế, công nghệ này cũng có thể trở thành giải pháp cho một trong những nhu cầu cấp bách nhất của ngành năng lượng trong bối cảnh nhu cầu tăng cao, nguồn cung nhiên liệu hóa thạch bất ổn, và áp lực lạm phát cùng chuỗi cung ứng trong ngành năng lượng tái tạo.

AI có thể là công cụ giúp mở ra những lợi ích năng lượng bổ sung và thúc đẩy tiến bộ về hiệu quả năng lượng - lĩnh vực đã chậm lại trong những năm gần đây. Sự phát triển của chính AI có thể là bước nhảy vọt hướng tới hiệu quả năng lượng, khi các nhà phát triển trung tâm dữ liệu sẽ phải đối mặt với hình tiêu cực về việc hút điện và tài nguyên nước từ cộng đồng. Với các phong trào NIMBY (Không trong sân sau tôi) ngày càng mạnh mẽ để phản đối việc đặt trung tâm dữ liệu ở các khu vực nông thôn Mỹ và hóa đơn năng lượng tăng cao, AI có thể tự chuộc lỗi một phần bằng cách trở thành yếu tố then chốt thúc đẩy tiến bộ lớn trong hiệu quả năng lượng.

AI Hỗ trợ Hiệu quả Năng lượng

"Chúng ta có thể đang ở thời điểm có thể đẩy nhanh tiến trình hiệu quả năng lượng, đặc biệt trong ngành công nghiệp, với sự hỗ trợ từ AI," Brian Motherway, người đứng đầu mảng hiệu quả năng lượng tại Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), cho biết trong cuộc phỏng vấn với Financial Times.

Vào cuối năm ngoái, Motherway đã phát biểu rằng "tiến trình hiệu quả năng lượng chậm là một cơ hội bị bỏ lỡ", khi thế giới vẫn đang đi chệch mục tiêu tăng gấp đôi cải thiện hiệu quả năng lượng lên 4% mỗi năm vào năm 2030.

Theo dữ liệu mới nhất từ IEA, thay vì tăng lên mức 4% như mục tiêu, tiến trình hiệu quả năng lượng toàn cầu đã chậm lại trong những năm gần đây. Tỷ lệ cải thiện hàng năm kể từ năm 2019 chỉ đạt 1,3%, thấp hơn nhiều so với mức khởi điểm 2% cho mục tiêu tăng gấp đôi.

Một số khu vực, nhu cầu điện tăng nhanh đã dẫn đến sự gia tăng chung của các nhà máy điện kém hiệu quả, trong khi việc tiếp cận điều hòa không khí ngày càng tăng đã đẩy nhu cầu điện liên quan đến làm mát lên cao, không nhất thiết với các thiết bị điều hòa hiệu quả nhất, Motherway lập luận.

Ngoài ra, chính sách đã đi sau tiến bộ công nghệ, "để lại những khoản tiết kiệm đáng kể trên bàn", quan chức này cho biết. Trong khi hiệu quả năng lượng được cải thiện vẫn là một trong những cách nhanh nhất và hiệu quả về chi phí để tăng cường an ninh năng lượng, giảm chi phí và giảm phát thải, nó đã không đáp ứng được kỳ vọng hoặc mục tiêu của IEA.

Không ai nghi ngờ khả năng của AI trong việc hiệu quả hơn con người trong việc nhận biết nơi có sự lãng phí năng lượng, đặc biệt trong các ứng dụng công nghiệp. Ví dụ, các công ty năng lượng tái tạo đã đầu tư vào AI và giải pháp bản sao số (digital twin) có thể thấy những lợi ích lớn trong hoạt động hiệu quả của họ, một nghiên cứu công bố năm 2025 trên tạp chí Energy Reports cho thấy.

Tuy nhiên, những thách thức trong việc đưa AI trở thành mainstream trong sản xuất, phân phối và truyền tải năng lượng vẫn còn đó, "bao gồm chi phí triển khai cao, rủi ro an ninh mạng, và sự phức tạp của việc tích hợp", các nhà khoa học lưu ý.

Để có được lợi ích hiệu quả từ AI, các công ty sẽ cần đầu tư vào nâng cấp thiết bị sẽ tốn kém và thường được thiết kế riêng theo yêu cầu, theo các nhà phân tích.

"Các công ty cần đi nhà máy này đến nhà máy khác, đầu tư vào các thiết bị thường được tùy chỉnh riêng," Sam Kimmins, giám đốc năng lượng tại tổ chức phi lợi nhuận Climate Group, cho biết với Financial Times.

Hiệu quả Không thể Bù đắp Nhu cầu Điện tăng vọt từ AI

Nếu AI có thể giúp thúc đẩy lợi ích hiệu quả năng lượng, nó có thể bù đắp một phần cho sự gia tăng nhu cầu điện toàn cầu. Năm ngoái, nhu cầu điện từ các trung tâm dữ liệu tăng 17%, và nhu cầu từ các trung tâm dữ liệu tập trung vào AI tăng nhanh hơn nữa, tăng vọt 50%, theo báo cáo của IEA vào tháng 4. Sự gia tăng nhu cầu điện do AI thúc đẩy này vượt xa mức tăng trưởng 3% của nhu cầu điện toàn cầu.

Với sự bùng nổ theo cấp số nhân về nhu cầu điện, chuỗi giá trị AI đã chứng kiến một cuộc chạy đua để giành lấy điện, kết nối lưới điện, công suất sản xuất, chip và vốn, cơ quan này ghi nhận.

AI không chỉ hút năng lượng, mà còn sử dụng nước và các tài nguyên thiên nhiên khác, bao gồm đất đai. Viện Nước, Môi trường và Sức khỏe của Đại học Liên Hợp Quốc (UNU-INWEH) đã cảnh báo trong một báo cáo vào đầu tháng này rằng vào năm 2030, việc sử dụng nước của AI sẽ đáp ứng nhu cầu của 1,3 tỷ người.

Các trung tâm dữ liệu AI dự kiến sẽ tiêu thụ 945 terawatt giờ điện trên toàn cầu vào cuối thập kỷ này. Con số này gần như gấp ba lần tổng nhu cầu điện hàng năm của Pakistan, Bangladesh và Nigeria - các quốc gia có tổng cộng hơn 650 triệu người, các nhà khoa học của Liên Hợp Quốc cho biết.

"Báo cáo này không phải là một vụ kiện chống lại trí tuệ nhân tạo, một cuộc cách mạng công nghệ đang cải thiện cuộc sống của hàng tỷ người trên khắp thế giới," Giáo sư Kaveh Madani, Giám đốc UNU-INWEH, người đứng đầu nhóm điều tra, cho biết. "Chúng ta có một khoảng thời gian hẹp để đảm bảo rằng xương sống của cuộc cách mạng công nghệ của thời đại chúng ta phát triển trong giới hạn hành tinh, và các cộng đồng cung cấp khoáng chất quan trọng để thúc đẩy AI và những nơi có cơ sở hạ tầng và rác thải điện tử cũng là những người được hưởng lợi từ nó."

Trong bối cảnh AI tiếp tục định hình tương lai công nghệ và kinh tế toàn cầu, việc cân bằng giữa lợi ích của AI và tác động đến hệ thống năng lượng sẽ là một trong những thách thức quan trọng nhất trong những thập kỷ tới. Các nhà hoạch định chính sách, nhà phát triển công nghệ và các nhà đầu tư sẽ cần hợp tác để đảm bảo rằng sự phát triển của AI đi đôi với tiến bộ về hiệu quả năng lượng và bền vững môi trường.