Trong bối cảnh các mô hình AI quy mô lớn (large language models) và điện toán thông minh bùng nổ, các trung tâm dữ liệu đang tiêu thụ điện năng ngày càng lớn. Theo dự báo của hãng tư vấn Gartner, năm 2026, tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu trên toàn cầu sẽ đạt 565 terawatt-giờ (TWh), tăng 26% so với năm trước. Trong khi đó, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đưa ra con số thậm chí còn cao hơn, cho rằng mức tiêu thụ có thể vượt 1.000 TWh, tăng gần 100% so với cùng kỳ. Cả hai tổ chức đều chỉ ra một thách thức chung: nguồn cung điện có thể trở thành nút thắt đối với sự mở rộng của ngành AI toàn cầu.

Nhu cầu điện khổng lồ từ AI đang thách thức hệ thống năng lượng

Sự tăng trưởng thần tốc của các trung tâm dữ liệu, kéo theo nhu cầu về chip đồ họa (GPU) và hệ thống làm mát, đã làm dấy lên lo ngại về khả năng đáp ứng của hạ tầng điện. Các sự kiện cực đoan như thời tiết khắc nghiệt và căng thẳng địa chính trị càng làm gia tăng áp lực lên hệ thống năng lượng. Tính liên tục, ổn định và khả năng thay thế của nguồn điện trở thành yêu cầu sống còn, thậm chí quan trọng hơn các mục tiêu về hiệu suất hay giảm phát thải. Trước thực tế này, các quốc gia đã lựa chọn hai con đường phát triển khác biệt.

Hai con đường: Nhiên liệu hóa thạch hay năng lượng tái tạo?

Mỹ quay lại với nhiên liệu hóa thạch: Chính quyền Tổng thống Donald Trump đã đặt mục tiêu 'thống trị năng lượng' (energy dominance) bằng cách thúc đẩy khai thác dầu khí, hạn chế năng lượng gió và mặt trời, đồng thời đẩy mạnh xuất khẩu sản phẩm dầu mỏ. Năm 2025, Mỹ là nền kinh tế lớn duy nhất tăng đáng kể sản lượng điện từ than. Tháng 6/2026, chính phủ Mỹ công bố chi 700 triệu USD hỗ trợ các nhà máy nhiệt điện than và cảng xuất khẩu than, trong đó 200 triệu USD được chuyển từ các chương trình chống biến đổi khí hậu. Theo IEA, năm 2026, chi phí phát điện từ than và khí đốt phục vụ hạ tầng AI tại Mỹ sẽ lên tới 50 tỷ USD, biến nước này thành quốc gia đầu tư nhiều nhất vào điện hóa thạch toàn cầu.

Trung Quốc tăng tốc năng lượng tái tạo: Ngược lại, Trung Quốc đang tận dụng quy mô lắp đặt năng lượng tái tạo lớn nhất thế giới để đáp ứng nhu cầu điện từ AI. Năm 2025, tổng công suất điện tái tạo của nước này đạt 23,37 tỷ kilowatt (kW), chiếm 60,1% tổng công suất, lần đầu tiên vượt qua nhiệt điện. Dự kiến năm 2026, Trung Quốc sẽ lắp thêm khoảng 300 triệu kW điện gió và mặt trời. Sản lượng điện tái tạo năm 2025 đạt 3,99 nghìn tỷ kWh, chiếm 38,3% tổng sản lượng; toàn bộ nhu cầu năng lượng gia tăng cho tăng trưởng kinh tế lần đầu tiên được đáp ứng bằng 'điện xanh'.

Lưu trữ điện năng trở thành trụ cột cho AI và năng lượng tái tạo

Khi năng lượng tái tạo (mặt trời, gió) phụ thuộc vào thời tiết, lưu trữ điện năng trở thành 'bộ đệm' và 'bộ ổn định' then chốt để đảm bảo các trung tâm dữ liệu AI hoạt động liên tục. Năm 2026, chi phí lưu trữ giảm, thời gian lưu trữ kéo dài cùng chính sách hỗ trợ đã thúc đẩy các công nghệ như lưu trữ nhiệt, pin dòng chảy (flow battery), lưu trữ hydro lai ghép, cùng với pin lithium-ion truyền thống đạt quy mô thị trường. Các dự án hỗn hợp có khả năng tích trữ 4-8 giờ điện trở nên phổ biến. UBS Securities dự báo nhu cầu lưu trữ toàn cầu năm 2026 tăng 40% so với năm trước, doanh thu từ thị trường lưu trữ cho trung tâm dữ liệu tăng từ 12 tỷ USD năm 2025 lên 41-60 tỷ USD vào năm 2030. Sự kết hợp 'cơ sở hạ tầng AI + năng lượng tái tạo + lưu trữ' được kỳ vọng sẽ dẫn dắt đầu tư điện toàn cầu trong thập kỷ tới.

AI vừa là 'kẻ tiêu thụ' vừa là 'người tối ưu' cho hệ thống điện

AI không chỉ là nguồn tiêu thụ điện khổng lồ mà còn là công cụ đắc lực để tối ưu hóa lưới điện. Nhờ AI, các nhà vận hành có thể dự báo chính xác nhu cầu điện và sản lượng từ năng lượng tái tạo, phân phối điện linh hoạt, nâng cao hiệu quả bảo trì. Ngược lại, một hệ thống điện ổn định và thông minh là nền tảng vật chất cho sự phát triển của AI. IEA dự báo đến năm 2030, nhu cầu điện của trung tâm dữ liệu toàn cầu sẽ tăng từ 415 TWh (năm 2024) lên 945 TWh, trong đó việc AI tự tối ưu hóa mức tiêu thụ server sẽ chiếm gần một nửa tổng điện năng. Sự 'hỗ trợ lẫn nhau' này đang tạo ra một 'thời đại điện khí hóa thông minh', nơi hệ thống điện mới tiến hóa thành một 'hệ sinh thái tác tử thông minh' (intelligent agent ecosystem).

Tương lai: 'Cơ sở hạ tầng AI + năng lượng tái tạo + lưu trữ' dẫn dắt đầu tư

Tác động của AI đối với ngành năng lượng không chỉ dừng lại ở nhu cầu điện. Cuộc cách mạng do AI thúc đẩy đang định hình lại cấu trúc địa lý, công nghiệp và quản trị năng lượng toàn cầu. Trong khi Mỹ chọn tăng cường nhiên liệu hóa thạch và Trung Quốc ưu tiên năng lượng tái tạo, xu hướng chung là đầu tư mạnh vào lưu trữ và lưới điện thông minh. Các chuyên gia nhận định, mô hình 'AI + năng lượng tái tạo + lưu trữ' sẽ là trọng tâm đầu tư điện trong tương lai gần, khi vừa đáp ứng nhu cầu điện tăng vọt từ AI, vừa hướng tới mục tiêu bền vững.

Ảnh: jason hu / Pexels