Google muốn chứng minh trung tâm dữ liệu AI có thể giúp giảm chi phí điện, nhưng giới chuyên gia vẫn hoài nghi

Google đặt cược vào mô hình trung tâm dữ liệu sử dụng năng lượng sạch

Sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI) đang thúc đẩy nhu cầu điện năng tăng mạnh tại Bắc Mỹ, kéo theo làn sóng xây dựng trung tâm dữ liệu quy mô lớn. Trong bối cảnh đó, Google đang tìm cách chứng minh rằng những cơ sở hạ tầng phục vụ AI không nhất thiết phải khiến người dân chịu thêm chi phí điện, mà ngược lại còn có thể góp phần xây dựng một hệ thống năng lượng sạch và đáng tin cậy hơn.

Tại Pine Island, một thị trấn nhỏ với khoảng 4.000 cư dân ở bang Minnesota, Mỹ, Google đề xuất hợp tác với công ty năng lượng Xcel Energy để xây dựng một trung tâm dữ liệu có công suất 780 megawatt (MW). Dự án được kỳ vọng không chỉ phục vụ nhu cầu điện toán ngày càng tăng của AI mà còn tạo điều kiện nâng cấp hệ thống điện địa phương.

Tuy nhiên, kế hoạch này vẫn vấp phải những câu hỏi quan trọng. Liệu các trung tâm dữ liệu thực sự có thể giúp cải thiện lưới điện và giảm gánh nặng tài chính cho khách hàng hiện hữu? Hay làn sóng đầu tư hạ tầng mới sẽ khiến chi phí điện tăng lên, trong khi các công ty điện lực và tập đoàn công nghệ là những bên hưởng lợi lớn nhất?

Đây là vấn đề ngày càng được quan tâm khi các trung tâm dữ liệu AI có quy mô tiêu thụ điện lớn, còn hệ thống truyền tải và phân phối điện tại Mỹ phải đối mặt với nhu cầu nâng cấp sau nhiều thập kỷ sử dụng.

Người Mỹ lo ngại trung tâm dữ liệu làm tăng hóa đơn tiền điện

Mặc dù các tập đoàn công nghệ quảng bá trung tâm dữ liệu là động lực của đổi mới sáng tạo và tăng trưởng kinh tế, nhiều cư dân lại không muốn những cơ sở này xuất hiện gần nơi mình sinh sống.

Theo cuộc khảo sát của Gallup được thực hiện vào tháng 3, có 71% người Mỹ phản đối việc xây dựng trung tâm dữ liệu tại khu vực của họ. Mối quan tâm hàng đầu là lượng năng lượng khổng lồ mà những cơ sở này tiêu thụ.

Một cuộc khảo sát khác của Trung tâm Nghiên cứu Pew vào tháng 7 và tháng 8 cho thấy một nửa số người được hỏi cho rằng trung tâm dữ liệu chủ yếu gây hại cho môi trường và làm tăng chi phí năng lượng của các hộ gia đình.

Những lo ngại này xuất hiện trong bối cảnh các trung tâm dữ liệu đang trở thành một trong những nguồn thúc đẩy nhu cầu điện mới tại Bắc Mỹ. Khi một cơ sở có công suất hàng trăm megawatt đi vào hoạt động, hệ thống điện có thể cần thêm nguồn phát, đường dây truyền tải, trạm biến áp và các thiết bị hỗ trợ để đáp ứng nhu cầu.

Nếu các khoản đầu tư này được phân bổ không hợp lý, người tiêu dùng hiện hữu có nguy cơ phải gánh một phần chi phí xây dựng hạ tầng, ngay cả khi họ không trực tiếp sử dụng dịch vụ AI.

Vì vậy, câu chuyện không chỉ nằm ở việc Google có xây dựng được một trung tâm dữ liệu lớn hay không. Vấn đề cốt lõi là ai sẽ thanh toán cho hạ tầng điện, cách thức phân bổ chi phí được thiết kế như thế nào và liệu những khoản đầu tư mới có thực sự mang lại lợi ích cho cộng đồng địa phương.

Dự án 780 MW tại Minnesota sẽ bổ sung điện gió, điện mặt trời và pin lưu trữ

Theo kế hoạch được đề xuất, Google sẽ hỗ trợ bổ sung 1.400 MW công suất điện gió, 200 MW điện mặt trời và 300 MW hệ thống lưu trữ pin vào lưới điện của Xcel Energy.

Tổng công suất các nguồn điện và hệ thống lưu trữ được đề cập lên tới 1.900 MW, lớn hơn đáng kể so với công suất 780 MW của trung tâm dữ liệu dự kiến xây dựng.

Google cho biết quy mô đầu tư này xuất phát từ đặc điểm của năng lượng tái tạo. Điện gió và điện mặt trời không thể tạo ra điện liên tục trong mọi điều kiện, bởi sản lượng phụ thuộc vào thời tiết và thời điểm trong ngày. Do đó, muốn đáp ứng nhu cầu điện của một trung tâm dữ liệu hoạt động liên tục, hệ thống cần có thêm nguồn cung và giải pháp lưu trữ phù hợp.

Xcel Energy cho biết lượng điện bổ sung sẽ phục vụ toàn bộ khách hàng trong khu vực, chứ không chỉ riêng Google. Theo công ty, những nâng cấp này cũng có thể thúc đẩy quá trình gia tăng tỷ trọng nguồn điện không phát thải carbon trong lưới điện địa phương.

Đây là điểm quan trọng trong lập luận của Google: thay vì chỉ xây dựng cơ sở hạ tầng để đáp ứng nhu cầu riêng của một tập đoàn công nghệ, dự án có thể tạo thêm nguồn điện và năng lực lưu trữ phục vụ rộng hơn cho cộng đồng.

Google cũng kỳ vọng kế hoạch tại Pine Island sẽ giúp xây dựng thiện chí với cư dân địa phương, đồng thời hỗ trợ mục tiêu vận hành bằng năng lượng không phát thải carbon 24 giờ mỗi ngày, 7 ngày mỗi tuần vào năm 2030.

Dù vậy, lợi ích thực tế của mô hình này vẫn phụ thuộc vào quá trình triển khai, chi phí đầu tư, cách vận hành hệ thống và cơ chế quản lý giá điện. Việc bổ sung công suất năng lượng sạch không tự động bảo đảm hóa đơn điện của mọi hộ gia đình sẽ giảm.

Google cam kết thanh toán ngay cả khi không sử dụng hết công suất

Một trong những vấn đề lớn nhất đối với các dự án trung tâm dữ liệu là nguy cơ nhu cầu AI thay đổi trong tương lai. Nếu các công ty điện lực đầu tư hàng tỷ USD vào hạ tầng để phục vụ một khách hàng lớn, nhưng khách hàng đó sau này giảm nhu cầu hoặc hủy kế hoạch, phần công suất dư thừa có thể trở thành gánh nặng tài chính.

Để giải quyết rủi ro này, thỏa thuận được đề xuất giữa Google và Xcel Energy bao gồm các điều khoản về mức thanh toán tối thiểu và phí chấm dứt hợp đồng.

Theo nội dung thỏa thuận, Google sẽ thanh toán ít nhất 75% công suất điện đã ký hợp đồng, kể cả khi công ty sử dụng ít hơn mức đó. Nếu chấm dứt hợp đồng sớm, Google còn phải trả khoản phí tương đương mức sử dụng tối thiểu trong tám năm.

Các điều khoản này nhằm bảo đảm Google tiếp tục chịu trách nhiệm tài chính đối với phần hạ tầng được xây dựng để đáp ứng nhu cầu của mình, ngay cả khi sự bùng nổ AI chậm lại hoặc công ty thay đổi kế hoạch vận hành.

Amanda Rome, Phó chủ tịch điều hành kiêm Giám đốc khách hàng của Xcel Energy, cho rằng những biện pháp bảo vệ này rất quan trọng. Theo bà, không ai muốn xây dựng một hệ thống điện quy mô lớn nhưng cuối cùng lại không có nơi tiêu thụ điện và không có khách hàng thanh toán cho lượng điện đó.

Từ góc độ quản lý rủi ro, cam kết thanh toán tối thiểu giúp hạn chế khả năng chi phí của một dự án phục vụ khách hàng lớn bị chuyển sang những khách hàng khác. Tuy nhiên, hiệu quả bảo vệ người tiêu dùng vẫn phụ thuộc vào toàn bộ cấu trúc hợp đồng, các khoản chi phí được đưa vào biểu giá điện và cách cơ quan quản lý giám sát việc thực hiện.

Thỏa thuận giữa Google và Xcel Energy đang chờ Ủy ban Tiện ích Công cộng Minnesota phê duyệt. Vì vậy, các điều khoản được đề cập vẫn thuộc kế hoạch đề xuất, chưa nên được xem là kết quả cuối cùng đã được triển khai.

Trung tâm dữ liệu đang thúc đẩy nhu cầu điện tăng mạnh

Dự án tại Minnesota diễn ra trong bối cảnh Bắc Mỹ chuẩn bị đối mặt với một giai đoạn tăng trưởng nhu cầu điện đáng kể.

Theo Tập đoàn Độ tin cậy Điện lực Bắc Mỹ (North American Electric Reliability Corporation), các trung tâm dữ liệu mới sẽ chiếm phần lớn mức tăng nhu cầu điện được dự báo trong thập kỷ tới.

Xu hướng này tạo ra thách thức cho một hệ thống điện vốn đã cần đầu tư nâng cấp. Theo báo cáo của Bộ Năng lượng Mỹ dưới thời Tổng thống Joe Biden, hơn 70% đường dây truyền tải và máy biến áp điện của nước này đã có tuổi đời ít nhất 25 năm.

Báo cáo cũng nhận định rằng phương án tiết kiệm chi phí nhất để đáp ứng nhu cầu trong tương lai sẽ đòi hỏi quy mô hệ thống truyền tải điện quốc gia phải tăng gấp đôi vào năm 2050.

Điều đó có nghĩa là làn sóng phát triển AI xuất hiện đúng vào thời điểm Mỹ cần giải quyết đồng thời hai bài toán: đáp ứng nhu cầu điện mới và hiện đại hóa hạ tầng đã cũ.

Google lập luận rằng các tập đoàn công nghệ có khả năng cung cấp nguồn vốn để thúc đẩy quá trình này. Amanda Peterson Corio, người đứng đầu bộ phận năng lượng và điện lực toàn cầu của Google, cho rằng thời điểm phát triển AI có thể tạo cơ hội để huy động vốn sửa chữa và nâng cấp cơ sở hạ tầng điện đã xuống cấp.

Tuy nhiên, việc cần đầu tư vào lưới điện không đồng nghĩa mọi dự án xây dựng mới đều là cần thiết. Các chuyên gia cho rằng trước khi mở rộng công suất, ngành điện cần đánh giá liệu nhu cầu mới có thể được đáp ứng bằng hệ thống hiện có hay không.

Vì sao không xây dựng các trung tâm dữ liệu nhỏ hơn?

Một trong những ý kiến phản biện đáng chú ý đến từ Jigar Shah, đối tác tại Multiplier, công ty tư vấn hỗ trợ các doanh nghiệp năng lượng sạch.

Theo Shah, các nhà vận hành trung tâm dữ liệu có thể cân nhắc xây dựng những cơ sở nhỏ hơn tại các khu vực mà lưới điện vẫn còn công suất chưa được sử dụng. Cách tiếp cận này có thể hạn chế nhu cầu xây thêm nhà máy điện, đường dây truyền tải và những hạng mục hạ tầng đắt đỏ khác.

Lập luận của ông dựa trên đặc điểm kinh tế của lưới điện. Hệ thống hiện tại đã phải gánh những khoản chi phí cố định lớn cho nhà máy điện, đường dây truyền tải và trạm biến áp. Nếu một khách hàng mới có thể sử dụng công suất còn dư và đóng góp phần chi phí phù hợp, khoản chi phí cố định có thể được phân bổ cho nhiều người sử dụng hơn.

Theo cách nhìn này, việc tận dụng hạ tầng sẵn có có thể giúp giảm áp lực chi phí bình quân, thay vì liên tục xây dựng công trình mới để đáp ứng từng khách hàng quy mô lớn.

Shah đặt câu hỏi vì sao doanh nghiệp cần xây dựng một trung tâm dữ liệu công suất 1 gigawatt, tương đương 1.000 MW, thay vì phát triển khoảng 40 trung tâm nhỏ hơn, mỗi trung tâm có công suất 25 MW.

Theo ông, xây dựng một cơ sở tập trung quy mô cực lớn có thể thuận tiện hơn cho doanh nghiệp so với việc tìm kiếm địa điểm và tổ chức vận hành nhiều cơ sở nhỏ. Nhưng sự thuận tiện đó chưa chắc đồng nghĩa với phương án tiết kiệm nhất cho toàn bộ hệ thống điện.

Dẫu vậy, việc xây dựng nhiều trung tâm dữ liệu nhỏ hơn cũng cần được đánh giá theo điều kiện thực tế. Khả năng kết nối lưới, độ trễ truyền dữ liệu, chi phí vận hành và nhu cầu tập trung năng lực tính toán đều có thể ảnh hưởng đến lựa chọn địa điểm và quy mô của doanh nghiệp.

Điểm cốt lõi trong lập luận của Shah là các tập đoàn công nghệ và đơn vị vận hành lưới điện không nên mặc định rằng xây dựng thêm hạ tầng mới luôn là giải pháp tốt nhất. Trước tiên, họ cần xác định phần công suất hiện hữu có thể khai thác hiệu quả đến đâu.

Động cơ lợi nhuận của công ty điện lực gây tranh cãi

Ngoài vấn đề lựa chọn quy mô trung tâm dữ liệu, một câu hỏi khác được các tổ chức giám sát ngành đặt ra là liệu mô hình kinh doanh của các công ty điện lực có khuyến khích họ xây dựng quá nhiều hạ tầng hay không.

David Pomerantz, Giám đốc điều hành Viện Năng lượng và Chính sách, cho biết các công ty điện lực có thể tài trợ một phần vốn đầu tư mới bằng nguồn tiền từ các nhà đầu tư trên Phố Wall và thu được lợi nhuận từ những khoản đầu tư đó. Theo ông, tỷ suất lợi nhuận thường vào khoảng 10%.

Từ góc nhìn này, các dự án xây dựng mới có thể tạo cơ hội gia tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp điện lực, trong khi việc kết nối một trung tâm dữ liệu vào phần công suất còn dư của lưới điện hiện có mang lại ít cơ hội đầu tư mới hơn.

Điều đó làm nảy sinh câu hỏi về động lực kinh tế: liệu quyết định mở rộng lưới điện được đưa ra chủ yếu vì nhu cầu thực sự của hệ thống, hay một phần còn xuất phát từ lợi ích tài chính gắn với việc xây dựng cơ sở hạ tầng?

Pomerantz cũng cho rằng một mô hình khác có thể giúp giảm hóa đơn điện cho người dân là để các trung tâm dữ liệu cung cấp nguồn vốn với chi phí thấp hơn so với nguồn vốn mà công ty điện lực có thể huy động. Tuy nhiên, phương án này có thể xung đột với lợi ích tài chính của các doanh nghiệp điện lực.

Đây là tranh luận rộng hơn về cách phân bổ chi phí trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Nếu một tập đoàn công nghệ có khả năng huy động vốn với điều kiện thuận lợi hơn, việc để doanh nghiệp đó trực tiếp tài trợ một phần hạ tầng có thể mang lại lợi ích. Nhưng điều này còn phụ thuộc vào hợp đồng, cơ chế quản lý và cách phân bổ lợi ích giữa các bên.

Do đó, chỉ nhìn vào tổng công suất điện mới được bổ sung là chưa đủ. Cần xem xét ai sở hữu hạ tầng, ai chịu rủi ro nếu nhu cầu giảm và khách hàng nào sẽ phải thanh toán cho những khoản đầu tư đó.

Dự án Google và Xcel có thể trở thành hình mẫu cho trung tâm dữ liệu AI?

Dù tồn tại những quan ngại, Jigar Shah đánh giá dự án được đề xuất tại Minnesota là ví dụ đáng chú ý về việc một trung tâm dữ liệu có thể trở thành động lực để đưa công nghệ mới vào hệ thống điện.

Theo cách nhìn của ông, Google không chỉ đề nghị kết nối một cơ sở tiêu thụ điện lớn mà còn đưa ra phương án bổ sung nguồn điện gió, điện mặt trời và hệ thống lưu trữ. Nếu được thực hiện hiệu quả, dự án có thể tạo điều kiện để hệ thống điện địa phương phát triển theo hướng sạch hơn.

Đây cũng là điểm khác biệt giữa một dự án chỉ tìm cách đáp ứng nhu cầu điện riêng của doanh nghiệp và một dự án được thiết kế để đóng góp thêm năng lực cho lưới điện.

Tuy nhiên, để trở thành hình mẫu có thể nhân rộng, dự án cần chứng minh rằng những lợi ích dự kiến thực sự được hiện thực hóa. Điều đó bao gồm việc kiểm soát chi phí đầu tư, bảo đảm khách hàng lớn thực hiện nghĩa vụ thanh toán và tránh để các hộ gia đình phải chịu những khoản chi phí không tương xứng.

Ngoài ra, việc tăng nguồn điện tái tạo cũng cần được xem xét cùng khả năng cung cấp điện theo thời gian. Điện gió, điện mặt trời và pin lưu trữ có vai trò khác nhau trong hệ thống; hiệu quả chung phụ thuộc vào cách phối hợp và vận hành các nguồn này.

Vì vậy, dự án tại Minnesota có thể mở ra một hướng tiếp cận đáng quan tâm, nhưng chưa đủ để kết luận rằng mọi trung tâm dữ liệu AI đều có thể làm giảm chi phí điện hoặc giúp lưới điện sạch hơn.

Bài toán lớn hơn của ngành AI: Tăng trưởng nhưng không chuyển gánh nặng sang người dân

Sự phát triển của AI đang làm thay đổi cách doanh nghiệp đầu tư vào điện toán, đồng thời tạo ra nhu cầu mới đối với hạ tầng năng lượng. Trong bối cảnh đó, những tập đoàn sở hữu nền tảng AI quy mô lớn có thể trở thành khách hàng điện quan trọng, đủ sức thúc đẩy các khoản đầu tư mà trước đây khó triển khai nhanh chóng.

Nhưng quy mô nhu cầu cũng khiến trách nhiệm tài chính trở nên quan trọng hơn. Nếu hệ thống điện được mở rộng dựa trên những dự báo tăng trưởng quá lạc quan, chi phí có thể trở thành vấn đề khi nhu cầu thực tế không đạt kỳ vọng. Ngược lại, nếu doanh nghiệp tiêu thụ điện lớn cam kết thanh toán dài hạn và hỗ trợ đầu tư nguồn cung mới, rủi ro có thể được phân bổ rõ ràng hơn.

Bởi vậy, thỏa thuận giữa Google và Xcel Energy không chỉ là câu chuyện về một trung tâm dữ liệu 780 MW ở Minnesota. Đây còn là phép thử cho cách ngành công nghệ và ngành năng lượng hợp tác trong giai đoạn AI tăng trưởng mạnh.

Câu hỏi quan trọng nhất không đơn thuần là liệu AI có cần thêm điện hay không. Đó là làm thế nào để đáp ứng nhu cầu mới mà không khiến khách hàng hiện tại phải gánh những chi phí thiếu công bằng, đồng thời bảo đảm các khoản đầu tư tạo ra lợi ích thực sự cho hệ thống điện.

Kết quả của dự án sẽ phụ thuộc vào việc thỏa thuận được phê duyệt ra sao, các cam kết tài chính được thực hiện thế nào và những lợi ích đối với lưới điện có được chứng minh trong thực tế hay không.

Nguồn tham khảo: Nội dung được biên soạn dựa trên bài viết nguồn về đề xuất hợp tác giữa Google và Xcel Energy xây dựng trung tâm dữ liệu AI tại Minnesota, cùng các ý kiến chuyên gia về nhu cầu điện, đầu tư hạ tầng và tác động đối với người tiêu dùng.

Lưu ý biên tập: Bài viết phản ánh các thông tin và đề xuất được nêu trong nguồn tham khảo. Thỏa thuận Google – Xcel Energy được mô tả là đang chờ phê duyệt; những lợi ích về chi phí điện và môi trường vẫn cần được đánh giá theo kết quả triển khai thực tế.

Câu hỏi về việc xây dựng trung tâm dữ liệu của google

1. Google dự định xây dựng trung tâm dữ liệu ở đâu?

Google đề xuất xây dựng trung tâm dữ liệu AI công suất 780 MW tại Pine Island, bang Minnesota, Mỹ, thông qua thỏa thuận hợp tác với Xcel Energy.

2. Google sẽ đầu tư thêm những nguồn năng lượng nào?

Theo kế hoạch được đề xuất, Google sẽ hỗ trợ bổ sung 1.400 MW điện gió, 200 MW điện mặt trời và 300 MW hệ thống lưu trữ pin vào lưới điện của Xcel Energy.

3. Vì sao trung tâm dữ liệu AI tiêu thụ nhiều điện?

Các trung tâm dữ liệu cung cấp năng lực tính toán và vận hành các dịch vụ số, trong đó có những hệ thống AI. Khi quy mô hoạt động tăng lên, nhu cầu điện để vận hành thiết bị và duy trì hoạt động liên tục cũng tăng theo.

4. Google có phải trả tiền nếu sử dụng ít điện hơn dự kiến không?

Theo thỏa thuận được đề xuất, Google sẽ thanh toán ít nhất 75% công suất đã ký hợp đồng, ngay cả khi sử dụng ít hơn. Nếu chấm dứt hợp đồng sớm, công ty phải trả khoản phí tương đương mức sử dụng tối thiểu trong tám năm.

5. Dự án này có chắc chắn giúp giảm hóa đơn điện của người dân không?

Chưa thể khẳng định. Google và Xcel Energy cho rằng nguồn điện bổ sung và các nâng cấp lưới điện có thể mang lại lợi ích cho khách hàng trong khu vực. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng đến hóa đơn điện còn phụ thuộc vào chi phí đầu tư, cơ chế phân bổ chi phí và quá trình triển khai thực tế.

6. Vì sao một số chuyên gia đề xuất xây dựng trung tâm dữ liệu nhỏ hơn?

Một số chuyên gia cho rằng các cơ sở nhỏ hơn có thể được đặt tại những nơi còn công suất điện chưa sử dụng, qua đó hạn chế nhu cầu xây dựng thêm nhà máy điện và đường dây truyền tải. Tuy nhiên, quy mô phù hợp còn phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả vận hành của từng doanh nghiệp.

7. Thỏa thuận giữa Google và Xcel Energy đã được phê duyệt chưa?

Theo thông tin trong bài viết nguồn, thỏa thuận vẫn đang chờ Ủy ban Tiện ích Công cộng Minnesota phê duyệt. Vì vậy, kế hoạch chưa nên được xem là dự án đã hoàn tất toàn bộ thủ tục.