Giải mã nguồn điện cung cấp các trung tâm dữ liệu AI

Thời kỳ hoàng kim

Theo báo cáo gần đây của công ty bất động sản quốc tế JLL (Mỹ), thị trường trung tâm dữ liệu toàn cầu đang bước vào giai đoạn tăng trưởng chưa từng có, khi nhu cầu bùng nổ từ AI thúc đẩy làn sóng đầu tư quy mô lớn. Theo ước tính, ngành này có thể cần tới 3.000 tỷ USD vốn đầu tư trong 5 năm tới để đáp ứng tốc độ mở rộng hiện nay.

Báo cáo cho biết tổng công suất trung tâm dữ liệu toàn cầu dự kiến sẽ tăng gấp đôi và đạt khoảng 200 gigawatt vào năm 2030, trong đó Mỹ tiếp tục giữ vai trò dẫn đầu và chiếm khoảng 50% công suất toàn cầu. Hiện trên thế giới có hơn 11.800 trung tâm dữ liệu, trong khi tỷ lệ lấp đầy dự kiến đạt 97% vào cuối năm 2025.

Trong tổng mức đầu tư dự kiến, khoảng 1.200 tỷ USD sẽ dành cho phát triển bất động sản trực tiếp như đất đai, công trình và hạ tầng vật lý. Phần còn lại chủ yếu do các công ty công nghệ chi cho máy chủ, chip và thiết bị tính toán tiên tiến phục vụ các hệ thống AI và điện toán đám mây.

Nguồn cung trung tâm dữ liệu hiện đang không theo kịp nhu cầu, khiến giá thuê tăng nhanh. JLL dự báo giá thuê trung bình có thể tăng khoảng 5% mỗi năm đến cuối thập kỷ này, trong đó thị trường Mỹ có khả năng ghi nhận mức tăng cao hơn.

Tuy vậy, yếu tố đang trở thành rào cản lớn đối với việc phát triển trung tâm dữ liệu là khả năng tiếp cận nguồn điện. Theo báo cáo, tại nhiều thị trường lớn, các nhà phát triển có thể phải chờ nhiều năm để kết nối vào lưới điện, khiến năng lượng trở thành yếu tố quyết định khi lựa chọn địa điểm xây dựng. Những doanh nghiệp có khả năng tự sản xuất điện hoặc tích hợp hệ thống lưu trữ năng lượng được đánh giá sẽ có lợi thế cạnh tranh lớn.

Chìa khóa cho phát triển bền vững

Theo nghiên cứu của công ty khởi nghiệp Redwood Materials, số lượng xe điện đang tăng nhanh ở Mỹ có thể trở thành nguồn lưu trữ điện năng bất ngờ khi quốc gia này đang chạy đua để đáp ứng nhu cầu điện năng tăng vọt từ AI. Redwood Materials do cựu Giám đốc Công nghệ (CTO) của công ty sản xuất xe điện Tesla, JB Straubel, thành lập. Hiện nay, Redwood Materials đang tái chế hơn 70% tổng số pin ở Bắc Mỹ.

Với hàng triệu pin xe điện sắp hết hạn sử dụng trong thập kỷ tới và xa hơn nữa, Redwood Materials đã điều chỉnh hoạt động kinh doanh để tái sử dụng nhiều pin này nhằm lưu trữ điện năng cho lưới điện, nhà máy và trung tâm dữ liệu AI thay vì tái chế ngay lập tức.

Ý tưởng trên được đưa ra khi nhu cầu điện năng đang tăng vọt sau nhiều năm tăng trưởng tương đối ổn định. Các trung tâm dữ liệu AI, các nhà máy quay trở lại Mỹ và sự chuyển dịch rộng rãi hơn sang điện khí hóa đang gây áp lực ngày càng tăng lên lưới điện của Mỹ. Redwood Materials dẫn chứng các dự báo cho thấy chỉ riêng các trung tâm dữ liệu AI có thể tiêu thụ 12% sản lượng điện năng của Mỹ vào năm 2028.

Việc đáp ứng nhu cầu này đã gặp khó khăn vì việc xây dựng các đường dây truyền tải mới và các cơ sở hạ tầng lưới điện khác mất nhiều năm. Những hệ thống lưu trữ pin dung lượng lớn có thể giúp cân bằng cung và cầu điện trong khi các công ty điện lực chờ đợi cơ sở hạ tầng mới đi vào hoạt động.

Theo đánh giá của Redwood Materials, một nguồn pin tiềm năng bị bỏ qua lại chính là những chiếc xe đang nằm trong sân nhà của người dân Mỹ. Hơn 6 triệu xe điện đã được bán tại Mỹ trong thập kỷ qua. Khi những chiếc xe này cũ đi, nhiều bộ pin của chúng sẽ không còn cung cấp đủ quãng đường di chuyển cho xe, nhưng vẫn có thể sử dụng được nhiều năm để lưu trữ điện năng.

Redwood Materials ước tính khoảng 1 terawatt-giờ (TWh), hay 1.000 gigawatt-giờ (GWh), dung lượng pin xe điện đã qua sử dụng sẽ có sẵn tại Mỹ vào năm 2040. Bắt đầu từ đầu những năm 2030, những viên pin tái sử dụng này có thể cung cấp khoảng một nửa nhu cầu lưu trữ năng lượng của cả nước Mỹ trong giai đoạn đó. Redwood Materials đang đặt mục tiêu cung cấp khoảng 400 GWh trong số nguồn cung này.

Redwood Materials cho biết đang phát triển công nghệ cho phép kết hợp các bộ pin từ hơn 100 mẫu xe điện khác nhau thành những hệ thống lưu trữ năng lượng tiêu chuẩn hóa. Những viên pin không thể tái sử dụng an toàn sẽ được tái chế để thu hồi các vật liệu quý giá như lithium, đồng và khoáng chất đất hiếm. Theo Redwood Materials, phương pháp này có thể tạo ra hệ thống lưu trữ năng lượng chi phí thấp hơn trong khi vẫn giữ các vật liệu pin trong chuỗi cung ứng của Mỹ. Nếu thành công, chiến lược này sẽ biến những viên pin xe điện cũ từ một thách thức tái chế thành một nguồn năng lượng có lợi, vào thời điểm mà nguồn điện ổn định đang trở thành một trong những rào cản lớn nhất đối với tham vọng về AI của Mỹ./.