Cơn khát năng lượng từ AI: Nguy cơ đẩy hàng triệu hộ gia đình Mỹ vào bóng tối

Theo Bloomberg, các trung tâm dữ liệu hỗ trợ AI đang tiêu thụ khối lượng điện khổng lồ, gây ra những biến dạng trong chất lượng điện năng, đe dọa hàng triệu hộ gia đình Mỹ và nền kinh tế rộng lớn hơn.

Vấn đề năng lượng

Trung tâm dữ liệu AI đang gia tăng nhanh chóng trên khắp Mỹ, từ các đô thị lớn đến khu vực nông thôn. Những cơ sở này tiêu thụ một lượng điện lớn chưa từng có, tạo áp lực lên lưới điện quốc gia vốn đã cũ kỹ. Nhiều khu vực như Bắc Virginia, nơi được mệnh danh là “hẻm trung tâm dữ liệu”, chứng kiến chất lượng điện năng giảm sút nghiêm trọng, gây hại cho các thiết bị gia dụng và làm tăng nguy cơ cháy nổ.

Các trung tâm dữ liệu AI đang mọc lên với tốc độ chóng mặt trên khắp nước Mỹ - Ảnh: Internet

Bằng chứng từ các cảm biến điện cho thấy khoảng 3,7 triệu người Mỹ sống ở các khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề nhất bởi hiện tượng sóng hài, một dạng méo mó trong chất lượng điện năng. Hiện tượng này tương tự như “nhiễu âm” trong âm thanh, khi sóng điện không còn di chuyển theo dạng lý tưởng. Sóng hài xấu có thể gây quá tải, làm nóng thiết bị và thậm chí gây hỏa hoạn.

Sóng hài không chỉ là biểu hiện của chất lượng điện kém mà còn là triệu chứng của những vấn đề sâu xa hơn trong hệ thống năng lượng Mỹ. Khi chất lượng điện giảm, các thiết bị gia dụng như tủ lạnh, máy rửa chén, và điều hòa không khí có nguy cơ bị hỏng sớm, gây thiệt hại lên tới hàng tỷ đô la mỗi năm. Ngoài ra, sóng hài cũng làm giảm hiệu quả của hệ thống điện, đẩy lưới điện vào tình trạng căng thẳng.

Bob Marshall, Giám đốc điều hành Công ty phần mềm Mỹ Whisker Labs Inc., ví sóng hài như một “chim hoàng yến trong mỏ than”, cảnh báo về những vấn đề sắp tới. Theo phân tích của Bloomberg và dữ liệu từ Whisker Labs, hơn 75% sự méo mó điện năng nghiêm trọng xảy ra gần các trung tâm dữ liệu, thường trong phạm vi 32km.

Chất lượng điện kém không chỉ ảnh hưởng đến các thiết bị cá nhân mà còn gây áp lực lớn lên ngành công nghiệp. Các hộ gia đình và doanh nghiệp tại Chicago và Bắc Virginia đã chứng kiến tình trạng điện năng bị méo mó nghiêm trọng, với hơn 1/3 cảm biến ghi nhận chỉ số vượt ngưỡng an toàn. Điều này đòi hỏi các công ty điện lực phải đầu tư lớn để sửa chữa và nâng cấp, nhưng phần chi phí này thường được chuyển sang người tiêu dùng.

Tại Chicago, hơn 9.300 cảm biến từ Whisker Labs đã ghi nhận sóng hài vượt mức an toàn trong suốt chín tháng qua. Quận Loudoun tại Bắc Virginia, nơi có mật độ trung tâm dữ liệu lớn nhất thế giới, cũng ghi nhận tỷ lệ méo sóng cao gấp 4 lần so với mức trung bình quốc gia.

Nguyên nhân sâu xa

Trung tâm dữ liệu AI hoạt động như những người tiêu thụ năng lượng quy mô lớn, tương đương với một thành phố nhỏ. Khác với nhu cầu điện ổn định trong dân cư, các trung tâm dữ liệu thường tiêu thụ năng lượng theo biểu đồ răng cưa, khiến lưới điện phải điều chỉnh liên tục. Điều này không chỉ làm tăng nguy cơ mất điện mà còn khiến chi phí vận hành hệ thống tăng cao.

Mỹ, với vai trò là nhà điều hành trung tâm dữ liệu lớn nhất thế giới, đang đứng trước thách thức kép: vừa đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng, vừa phải đối mặt với cơ sở hạ tầng lưới điện xuống cấp. Theo báo cáo từ Grid Strategies, nhu cầu điện quốc gia dự kiến tăng gần 16% trong 5 năm tới, chủ yếu do sự bùng nổ của trung tâm dữ liệu và công nghệ AI.

Một số công ty tiện ích như Dominion Energy đã bắt đầu triển khai các giải pháp kỹ thuật để giảm thiểu tác động của trung tâm dữ liệu. Các thiết bị như bộ lọc và tụ điện được sử dụng để ổn định chất lượng điện, trong khi các trạm biến áp chuyên dụng được xây dựng để tách biệt nguồn cung cấp của trung tâm dữ liệu với các khu dân cư. Tuy nhiên, đầu tư vào lưới điện và cơ sở hạ tầng vẫn chưa đủ nhanh để bắt kịp tốc độ tăng trưởng.

Carrie Bentley, Giám đốc điều hành Gridwell Consulting, nhấn mạnh rằng việc hiểu rõ các rủi ro từ sóng hài là bước đầu tiên để giải quyết vấn đề. Theo bà, việc đo lường chi tiết chất lượng điện ở cấp độ dân cư sẽ giúp các nhà quản lý và nhà cung cấp điện đưa ra các giải pháp kịp thời.

Tương lai của lưới điện Mỹ

Sự phát triển của AI và các trung tâm dữ liệu không có dấu hiệu chậm lại. Điều này đòi hỏi một sự thay đổi lớn trong cách vận hành và quản lý lưới điện quốc gia. Chính phủ và ngành công nghiệp cần đầu tư mạnh mẽ hơn vào cơ sở hạ tầng, công nghệ năng lượng sạch và các biện pháp cải thiện chất lượng điện năng. Nếu không, những vấn đề hiện tại có thể leo thang thành khủng hoảng năng lượng, ảnh hưởng đến hàng triệu người dân Mỹ.

Khi AI tiếp tục mở rộng phạm vi ảnh hưởng, việc cân nhắc tác động của nó đến lưới điện là điều không thể bỏ qua. Sự hợp tác giữa các nhà cung cấp điện, nhà phát triển trung tâm dữ liệu, và các cơ quan quản lý sẽ đóng vai trò quyết định trong việc đảm bảo sự phát triển bền vững của nền kinh tế kỹ thuật số mà không làm tổn hại đến cơ sở hạ tầng thiết yếu của Mỹ.

Hoàng Vũ