智能时代：电力消费激增，能源效率亟待提升

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 tạo ra những thách thức nghiêm trọng cho hệ thống năng lượng toàn cầu. Nhu cầu điện đang gia tăng mạnh mẽ, kéo theo hóa đơn năng lượng leo thang và dấu chân môi trường ngày càng lớn. Mặc dù AI đang cách mạng hóa thế giới và nền kinh tế, công nghệ này cũng có thể trở thành giải pháp cho một trong những thách thức lớn nhất của ngành năng lượng trong bối cảnh nhu cầu tăng cao, nguồn cung nhiên liệu hóa thạch bất ổn, cùng với áp lực lạm phát và chuỗi cung ứng trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.

AI có thể mở ra những lợi ích năng lượng bổ sung và thúc đẩy tiến bộ về hiệu quả năng lượng, một lĩnh vực đã chững lại trong những năm gần đây. Việc phát triển AI có thể là bước nhảy vọt hướng tới hiệu quả năng lượng, khi các nhà phát triển trung tâm dữ liệu phải đối mặt với hình ảnh tiêu cực về việc tiêu thụ điện và tài nguyên nước từ cộng đồng. Với sự gia tăng phong trào NIMBY (Không trong sân sau tôi) 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 phần nào tự sửa chữa 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

Brian Motherway, người đứng đầu mảng hiệu quả năng lượng tại Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đã nhấn mạnh trong một cuộc phỏng vấn rằng "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." Ông đã chỉ ra rằng "tiến trình hiệu quả năng lượng chậm là một cơ hội bị bỏ lỡ", trong 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.

Dữ liệu mới nhất từ IEA cho thấy thay vì đạt được mức 4% như mục tiêu đã đề ra, tiến trình cải thiện 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% cần thiết để đạt mục tiêu tăng gấp đôi.

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. Chính sách hiện nay đã không theo kịp tiến bộ công nghệ, "để lại những khoản tiết kiệm đáng kể trên bàn," theo lời của Motherway. Mặc dù cải thiện hiệu quả năng lượng 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, nhưng nó vẫn chưa đáp ứng được kỳ vọng hoặc mục tiêu của IEA.

Không ai có thể phủ nhận khả năng của AI trong việc phát hiện sự lãng phí năng lượng tốt hơn con người, đặc biệt trong các ứng dụng công nghiệp. Một nghiên cứu dự kiến sẽ được công bố vào năm 2025 trên tạp chí Energy Reports cho thấy các công ty năng lượng tái tạo đang đầu tư vào AI và giải pháp bản sao số (digital twin) sẽ thấy được những lợi ích lớn trong hoạt động của họ.

Tuy nhiên, việc triển khai AI vào sản xuất, phân phối và truyền tải năng lượng vẫn đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm chi phí triển khai cao, rủi ro an ninh mạng và sự phức tạp trong việc tích hợp, theo nhận định của các nhà khoa học. Để tận dụng lợi ích của AI, các công ty cần đầu tư vào việc nâng cấp thiết bị, một khoản chi phí tốn kém và thường được thiết kế riêng theo yêu cầu.

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

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

Nếu AI có thể thúc đẩy lợi ích hiệu quả năng lượng, nó có thể bù đắp một phần cho sự gia tăng nhu cầu điện toàn cầu. Theo báo cáo của IEA vào tháng 4, năm ngoái, nhu cầu điện từ các trung tâm dữ liệu tăng 17%, trong khi nhu cầu từ các trung tâm dữ liệu tập trung vào AI tăng mạnh hơn nữa, lên tới 50%. Sự gia tăng này vượt xa mức tăng trưởng 3% của nhu cầu điện toàn cầu.

Với nhu cầu điện tăng theo cấp số nhân, chuỗi giá trị AI đã chứng kiến một cuộc chạy đua để giành lấy điện năng, kết nối lưới điện, công suất sản xuất, chip và vốn. AI không chỉ tiêu thụ 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 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, gần gấp ba lần tổng nhu cầu điện hàng năm của Pakistan, Bangladesh và Nigeria, các quốc gia có tổng cộng hơn 650 triệu người.

Giáo sư Kaveh Madani, Giám đốc UNU-INWEH, khẳng định: "Báo cáo này không phải là một vụ kiện chống lại trí tuệ nhân tạo. Đây là một cuộc cách mạng công nghệ đang cải thiện cuộc sống của hàng tỷ người trên khắp thế giới. 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 của hành tinh, và các cộng đồng cung cấp khoáng chất quan trọng để thúc đẩy AI cũng như cơ sở hạ tầng và rác thải điện tử sẽ 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.