Mục Lục
Liệu xu hướng sử dụng AI ngày càng phổ biến có khiến thế giới phải đối mặt với gánh nặng về chi phí năng lượng ngày càng tăng hay không?
Các trung tâm dữ liệu và việc sử dụng ngày càng nhiều các ứng dụng AI đang dẫn đến tình trạng gia tăng nhu cầu về điện năng. Theo dự báo, nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu toàn cầu sẽ tăng đến 160% vào năm 2030. Hiện tại, các trung tâm dữ liệu đã chiếm khoảng 1-2% tổng lượng điện năng tiêu thụ trên thế giới, con số này có thể tăng lên 3-4% vào cuối thập kỷ.
Đáng lưu ý, việc phản hồi một truy vấn trên ChatGPT đòi hỏi lượng điện năng tiêu thụ trung bình gấp gần 10 lần so với việc thực hiện một lệnh tìm kiếm trên Google. Sự chênh lệch lớn về mức tiêu thụ điện năng này sẽ dẫn đến những thay đổi đáng kể về nhu cầu sử dụng điện tại Mỹ, châu Âu và trên toàn thế giới trong thời gian tới.
Điều này đặt ra câu hỏi liệu xu hướng sử dụng AI ngày càng phổ biến có khiến thế giới phải đối mặt với gánh nặng về chi phí năng lượng ngày càng tăng hay không. Việc nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu tăng nhanh chóng cũng sẽ dẫn đến gia tăng đáng kể lượng khí thải CO2 từ các cơ sở này.
Các trung tâm dữ liệu tiêu thụ bao nhiêu điện năng?
Trong chuỗi 3 báo cáo riêng biệt, các nhà phân tích của Goldman Sachs Research đã đưa ra những đánh giá về tác động của nhu cầu điện tăng đột biến tại Mỹ, châu Âu và toàn cầu.
Theo báo cáo của các nhà phân tích Carly Davenport, Alberto Gandolfi và Brian Singer từ Goldman Sachs Research, nhu cầu sử dụng dữ liệu toàn cầu đã tăng vọt trong nhiều năm. Cụ thể, khối lượng công việc của các trung tâm dữ liệu tăng gần ba lần từ năm 2015 đến 2019. Tuy nhiên, nhu cầu điện của các trung tâm này hầu như không đổi, ở mức khoảng 200 TWh mỗi năm. Lý giải cho sự mâu thuẫn này, Goldman Sachs Research cho rằng nguyên nhân chính là nhờ các trung tâm dữ liệu liên tục nỗ lực cải thiện hiệu quả sử dụng điện năng.
Mặc dù trong nhiều năm qua, nhu cầu sử dụng điện năng của các trung tâm dữ liệu vẫn ổn định bất chấp khối lượng công việc ngày càng tăng, nhưng tình hình đang có dấu hiệu thay đổi. Kể từ năm 2020, tốc độ cải thiện hiệu quả sử dụng điện của các trung tâm dữ liệu có xu hướng chậm lại và điện năng tiêu thụ bắt đầu tăng lên.
Một số cải tiến về công nghệ AI sẽ giúp tăng tốc độ tính toán nhanh hơn so với mức độ gia tăng tiêu thụ điện. Tuy nhiên, xu hướng sử dụng AI ngày càng phổ biến vẫn khiến mức độ tiêu thụ điện năng tổng thể tăng lên.
Theo IEA, lượng điện cần cho một truy vấn ChatGPT là 2,9 Wh, cao gấp gần 10 lần so với mức 0,3 Wh của một tìm kiếm trên Google. Dự báo của Goldman Sachs Research cho thấy công nghệ AI sẽ làm tăng khoảng 200 TWh nhu cầu sử dụng điện của các trung tâm dữ liệu mỗi năm trong giai đoạn 2023-2030, chiếm khoảng 19% tổng nhu cầu điện của các trung tâm này vào năm 2028.
Cùng với việc tiêu thụ điện năng tăng lên, lượng khí thải CO2 từ các trung tâm dữ liệu cũng sẽ gia tăng tương ứng. Theo dự báo của Goldman Sachs Research, điều này sẽ dẫn đến khoản “chi phí xã hội” ước tính khoảng 125-140 tỷ USD.
Các công ty công nghệ tin rằng họ có thể tiếp tục cải thiện hiệu quả sử dụng điện trong hoạt động. Tuy nhiên, họ cũng lo ngại về việc đáp ứng mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính tuyệt đối, do nhu cầu tiêu thụ điện ngày càng gia tăng.
Để giải quyết vấn đề này, các công ty công nghệ đang đầu tư đáng kể vào phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và điện hạt nhân thế hệ mới. Giới phân tích kỳ vọng điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển và thương mại hóa của những nguồn năng lượng bền vững này.
Bên cạnh việc tối ưu hóa hoạt động và tiết kiệm chi phí, công nghệ AI còn có tiềm năng thúc đẩy đổi mới sáng tạo trong nhiều lĩnh vực quan trọng như chăm sóc sức khỏe, nông nghiệp, giáo dục, và giảm phát thải từ sử dụng điện.
Nhu cầu sử dụng điện của Mỹ sắp tăng vọt
Trong thập kỷ qua, nhu cầu điện ở Mỹ gần như không đổi, nhờ cải thiện hiệu quả sử dụng điện như đèn LED, mặc dù dân số và kinh tế vẫn tăng. Tuy nhiên, xu hướng này có thể sắp thay đổi. Dự báo từ năm 2022 đến 2030, nhu cầu điện ở Mỹ sẽ tăng khoảng 2,4%, trong đó các trung tâm dữ liệu chiếm 0,9%.
Nhu cầu sử dụng điện ở Mỹ đang tăng mạnh nhất kể từ đầu thế kỷ 21, một phần do xu hướng điện khí hóa, dịch chuyển sản xuất về nội địa và ảnh hưởng của AI. Dự báo điện năng tiêu thụ của các trung tâm dữ liệu tại Mỹ sẽ chiếm khoảng 8% tổng nhu cầu của cả nước vào năm 2030, so với mức 3% vào năm 2022.
Để đáp ứng nhu cầu gia tăng này, các công ty điện lực ở Mỹ cần đầu tư khoảng 50 tỷ USD vào nguồn điện mới, chỉ để phục vụ các trung tâm dữ liệu. Nhu cầu điện tăng cũng sẽ thúc đẩy sử dụng khí đốt tự nhiên, có thể tăng thêm 3,3 tỷ feet khối mỗi ngày vào năm 2030.
Tại châu Âu, nhu cầu điện chịu ảnh hưởng nặng nề bởi các cú sốc trong 15 năm qua như khủng hoảng tài chính toàn cầu, đại dịch Covid-19 và khủng hoảng năng lượng do chiến tranh Ukraine. Dự báo việc mở rộng trung tâm dữ liệu và điện khí hóa sẽ khiến nhu cầu điện của châu Âu có thể tăng 40-50% trong giai đoạn 2023-2033. Đến 2030, lượng điện tiêu thụ của các trung tâm dữ liệu tại châu Âu sẽ tương đương với tổng mức tiêu thụ hiện tại của Bồ Đào Nha, Hy Lạp và Hà Lan.
Châu Âu sở hữu lưới điện lâu đời nhất trên thế giới, nên việc điện khí hóa các trung tâm dữ liệu mới đòi hỏi mức đầu tư lớn hơn. Ước tính của Goldman Sachs Research, châu Âu cần khoảng 800 tỷ EUR (khoảng 861 tỷ USD) để đầu tư vào truyền tải và phân phối điện trong 10 năm tới, cũng như gần 850 tỷ EUR cho điện mặt trời, điện năng gió trên cạn và điện năng gió ngoài khơi.
