AI xanh sẽ giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, định hình lại hệ thống năng lượng

Tấm pin mặt trời và tua bin gió tạo ra năng lượng tái tạo cho tương lai xanh và bền vững.

Sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI) đang đẩy nhanh, cách mạng hóa và tái định hình các ngành công nghiệp trên toàn cầu. Đồng thời, công nghệ sạch cũng đang phát triển vượt bậc, thúc đẩy những giới hạn mới của đổi mới công nghệ. Mỗi lĩnh vực này đều mang tiềm năng khổng lồ – và trong nhiều trường hợp vẫn chưa được khai thác hết. Tuy nhiên, sức mạnh tổng hợp giữa AI và công nghệ sạch hứa hẹn sẽ thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng một cách vượt trội.

Như bất kỳ cuộc cách mạng công nghệ nào, giai đoạn khởi đầu thường đi kèm với nhiều thách thức. Hệ thống lưới điện từ thế kỷ 20, vốn được thiết kế cho năng lượng tập trung, giờ đây phải thích nghi với dòng chảy điện đa chiều từ các nguồn năng lượng thay thế. Đây chính là thời điểm mà Green AI (AI Xanh) xuất hiện, với sứ mệnh giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, định hình lại hệ thống năng lượng thông qua các giải pháp ưu tiên tính bền vững và hiệu quả.

AI CÓ THỂ MỞ KHÓA NHIỀU CƠ HỘI ĐỂ THÚC ĐẨY TƯƠNG LAI NĂNG LƯỢNG SẠCH 100%

Năm 2022, Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA) dự đoán rằng đến năm 2050, 44% năng lượng sẽ đến từ nguồn tái tạo – tăng gấp đôi so với mức 21% đạt được vào năm 2023. Trong báo cáo năm 2023, với tác động từ Đạo luật Giảm lạm phát (IRA), con số này đã được điều chỉnh lên mức cao hơn. Để đạt được mục tiêu này, việc hiện đại hóa lưới điện là điều không thể tránh khỏi.

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã thảo luận vấn đề này trong báo cáo “AI và Năng lượng: Cơ hội cho lưới điện hiện đại và nền kinh tế năng lượng sạch”. Báo cáo chỉ ra rằng AI có thể mở khóa nhiều cơ hội để thúc đẩy tương lai năng lượng sạch 100% tại Mỹ. Dữ liệu theo thời gian thực sẽ hỗ trợ tích hợp các nguồn tái tạo vào lưới điện, đồng thời giảm thiểu rủi ro và những bất thường gây tổn thất 150 tỷ USD mỗi năm từ các sự cố mất điện.

Không chỉ Hoa Kỳ, các quốc gia châu Âu cũng đang thoát khỏi mô hình cũ. Các thành viên của Mạng lưới Truyền tải Năng lượng xuyên châu Âu (TEN-E) đã đặt “lưới điện thông minh” là một trong ba ưu tiên chiến lược. Slovenia và Croatia đã tiên phong thực hiện sáng kiến lưới điện thông minh xuyên biên giới, cải thiện khả năng tiếp cận và tích hợp năng lượng tái tạo. Trong khi đó, Pháp và Đức đã triển khai một dự án tối ưu hóa năng lượng xuyên biên giới để tiến tới thị trường năng lượng châu Âu hoàn toàn tích hợp.

Việc điều chỉnh quy định đối với cơ sở hạ tầng quan trọng như lưới điện là điều cấp thiết để đảm bảo an toàn, an ninh và độ tin cậy. Liên minh châu Âu đã ban hành Luật AI mới, yêu cầu các hệ thống AI phải được kiểm tra nghiêm ngặt, triển khai một cách có đạo đức và tuân thủ các tiêu chuẩn quản lý lưới điện. Trong khi đó, Hoa Kỳ vẫn chưa có lập trường rõ ràng về quy định AI, tạo ra cơ hội lớn để thiết lập cách tiếp cận toàn cầu vừa thúc đẩy đổi mới vừa đảm bảo các biện pháp bảo vệ phù hợp.

Ngoài lưới điện, các thành phần khác của cơ sở hạ tầng cũng cần đổi mới và quản lý. Với tuổi thọ trung bình của các nhà máy thủy điện tại Hoa Kỳ đã vượt 70 năm, nhu cầu về bảo trì dự đoán ngày càng cấp bách. Nhờ các tiến bộ AI tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne, các nhà cung cấp năng lượng giờ đây có thể dự đoán hao mòn và đưa ra ước tính về tuổi thọ của cơ sở.

Nhà máy và trang trại khí sinh học trong các cánh đồng cải dầu đang nở hoa, năng lượng tái tạo từ sinh khối

AI cũng hỗ trợ xây dựng cơ sở hạ tầng mới ở nhiều giai đoạn của chuỗi giá trị năng lượng, từ phát triển kinh doanh, xây dựng, sản xuất đến tiêu thụ, sức khỏe và an toàn, cũng như trách nhiệm xã hội doanh nghiệp. Ví dụ, AI có thể tối ưu hóa vị trí đặt các nguồn năng lượng tái tạo như đập thủy điện, trang trại gió, tấm pin mặt trời và trạm sạc xe điện. AI còn giúp phân phối năng lượng, tối ưu hóa giá cả và hỗ trợ tuân thủ các tiêu chuẩn năng lượng thông qua phân tích dữ liệu từ dân số, giao thông và khả năng sẵn có của lưới điện.

HUY ĐỘNG 100 TỶ USD, THÚC ĐẨY CÔNG NGHỆ XANH TẠI CÁC TRUNG TÂM DỮ LIỆU

Từ nhà ở đến nhà máy công nghiệp, các hệ thống quản lý tòa nhà đang tích hợp AI để cắt giảm lãng phí năng lượng. Các cảm biến AI có thể dự đoán mô hình sử dụng điện hàng ngày, tối ưu hóa hệ thống sưởi, làm mát, thông gió, cũng như ánh sáng, quản lý nước và an toàn cháy nổ. Ngoài ra, AI còn phân tích dữ liệu từ drone hoặc vệ tinh để phát hiện các điểm nghẽn và cơ hội tối ưu hóa.

Tuy nhiên, nhu cầu ngày càng lớn của AI đối với các trung tâm dữ liệu lại tạo áp lực lớn lên lưới điện. Theo Morgan Stanley, đến năm 2027, nhu cầu năng lượng của AI có thể ngang bằng với mức tiêu thụ năng lượng của Tây Ban Nha vào năm 2022. Nếu không quản lý cẩn thận, điều này có thể làm cản trở các nỗ lực bền vững.

May mắn thay, các công ty như Microsoft và Google đang chủ động chịu trách nhiệm và gặt hái thành quả. Trung tâm Sáng tạo Net Zero của họ đã kết nối các trung tâm dữ liệu châu Âu với các ngành năng lượng và tiện ích, nhằm tăng tốc mục tiêu trung hòa carbon.

Google DeepMind cũng đã đạt được những đột phá, giảm 40% chi phí làm mát trung tâm dữ liệu nhờ AI, cho thấy tiềm năng của công nghệ bền vững.

Với sự phát triển nhanh chóng của AI, cơ hội cho các nhà đổi mới và nhà đầu tư cũng tăng lên, như dự đoán của MIT Technology Review. Quan tâm ngày càng lớn này được thể hiện qua các sáng kiến như quan hệ đối tác giữa BlackRock, Global Infrastructure Partners, Microsoft và MGX, nhằm huy động tới 100 tỷ USD để xây dựng cơ sở hạ tầng năng lượng mới, đồng thời sử dụng năng lượng bền vững.

Một khoản đầu tư khác đến từ Blackstone, với việc mua lại AirTrunk trị giá 16 tỷ USD, phục vụ nhu cầu AI và điện toán đám mây ở khu vực châu Á – Thái Bình Dương, đồng thời cam kết đạt 100% năng lượng tái tạo vào năm 2030.

AI SẼ GIÚP TĂNG GẤP BA CÔNG SUẤT NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Nếu được sử dụng đúng cách, Diễn đàn Kinh tế Thế giới dự đoán AI sẽ là công cụ mạnh mẽ giúp đạt được mục tiêu COP28: tăng gấp ba công suất năng lượng tái tạo và tăng gấp đôi hiệu quả năng lượng vào năm 2030.

Các tấm pin mặt trời quang điện tại nhà máy điện ở La Colle des Mees, Alpes

Tuy nhiên, để biến viễn cảnh này thành hiện thực, cần sự cam kết hành động từ cả doanh nghiệp lẫn chính phủ, nhằm đảm bảo năng lượng tiêu thụ bởi các trung tâm dữ liệu và máy học là năng lượng sạch. Nếu không, chúng ta sẽ tạo ra nhiều CO2 hơn để giảm CO2 – giống như “đuổi bắt cái bóng của mình”.

Với sự hiện đại hóa cơ sở hạ tầng năng lượng và các quy định rõ ràng, ổn định, Green AI có thể biến lời hứa về một tương lai sạch và bền vững thành hiện thực.

Bảo Bình