Điện, nước cho AI (?)

Trong nước, các doanh nghiệp như VNPT, Viettel, CMC, FPT, VNG… cũng đang chạy đua xây dựng thêm trung tâm dữ liệu (data center, DC) phục vụ nhu cầu số hóa. Chẳng hạn, Viettel đang xây DC , lớn nhất Việt Nam và thuộc nhóm 10 DC lớn nhất Đông Nam Á. Viettel đặt mục tiêu có 24 DC với tổng công suất 560 MW đến năm 2030, gấp hơn 10 lần hiện tại.

Theo Bộ Khoa học và Công nghệ, hiện có bốn doanh nghiệp dự kiến đầu tư DC với tổng công suất 220 MW. Tổng công suất DC cả nước mới đạt 182 MW, hướng đến mục tiêu 870 MW vào năm 2030. Nếu hiện thực hóa, đây sẽ là bước nhảy vọt đưa Việt Nam thành “thủ phủ” DC và hạ tầng đám mây của khu vực.

Với nhiều người, đây là tín hiệu tích cực cho hành trình chuyển đổi số của quốc gia.

Dữ liệu từng được ví như “dầu mỏ mới”, và DC chính là “nhà máy lọc dầu” của thế giới số. Với công suất từ hàng chục đến hàng trăm MW, mỗi DC vận hành hàng trăm nghìn máy chủ, phục vụ AI, điện toán đám mây, mạng xã hội hay video trực tuyến. Quan trọng hơn, các DC cần vận hành 24/7 và tiêu tốn tài nguyên “như uống nước lã”.

Có bao giờ bạn tự hỏi, bạn đang tiêu thụ bao nhiêu điện và nước mỗi lần “trò chuyện” với AI?

Khi gửi một câu hỏi cho , nhờ AI viết một bài luận hay tạo ra hình ảnh, bạn đang kích hoạt những cỗ máy tính khổng lồ đặt trong các DC. Đằng sau các mô hình AI là hàng chục nghìn máy chủ vận hành liên tục, ngày đêm xử lý, học hỏi và phản hồi.

Để duy trì hoạt động đó, và là hai tài nguyên không thể thiếu, chúng chính là “thức ăn” giúp AI hoạt động trơn tru và “làm vừa lòng” bạn.

Nói cách khác, mỗi lần “sai việc” AI, bạn đang góp phần gia tăng tiêu thụ điện và nước. Nếu không kiểm soát tốt, bùng nổ sử dụng AI có thể khiến nhu cầu điện, nước từ các DC vượt khỏi khả năng đáp ứng của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam.

Trước khi tiếp tục, bạn và tôi hãy cùng nhau dừng lại và tự hỏi: Liệu lưới điện hiện tại có đủ sức “gánh” làn sóng DC này? Nguồn nước sạch, một yếu tố rất ít được nhắc đến, có đang đứng trước nguy cơ xung đột? Và quan trọng hơn: Chúng ta sẽ phải đánh đổi những gì?

Tôi đặt tên bài viết là “Điện, nước cho AI (?)”, vừa để nói đến nguồn tài nguyên cần thiết nhưng hữu hạn cho trí thông minh nhân tạo (AI), đồng thời hàm ý câu hỏi “nguồn điện, nước cho ai?”. Bởi nếu có cạnh tranh về điện, nước trong bối cảnh thiếu hụt, thì ai sẽ được ưu tiên: người dân, bệnh viện và trường học – hay những dàn máy chủ (server) khổng lồ?

Bạn và tôi, những người dân bình thường, mỗi ngày vẫn bật công tắc đèn, mở vòi nước như một thói quen vô thức. Ít ai nghĩ rằng, phía sau những hành động nhỏ ấy là cả một thế giới đang âm thầm chuyển động, nơi mà từng số điện, từng giọt nước đều đang trở nên quý giá hơn bao giờ hết. Khi mà AI đang len lỏi vào mọi ngóc ngách đời sống, thì nhu cầu điện, nước phục vụ các “bộ não số” ấy có thể lớn đến mức vượt ngoài sức tưởng tượng của chúng ta.

Trên toàn cầu, các DC đang chiếm khoảng 1,5% tổng điện năng tiêu thụ, và tỷ lệ này tăng mạnh do sự bùng nổ của AI, điện toán đám mây và dịch vụ số. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), chỉ trong vòng 5 năm tới (2030), nhu cầu điện từ DC có thể tăng gấp đôi, vượt qua mức tiêu thụ của cả nước Nhật.

Ở Mỹ, IEA ước tính DC có thể chiếm gần một nửa mức tăng trưởng nhu cầu điện đến năm 2030, vượt qua cả ngành thép, nhôm và xi măng. Riêng AI có thể khiến mức tiêu thụ điện tại các DC tăng gấp bốn lần trong 6 năm tới.

Khi nói một DC có công suất 1 MW, nghĩa là DC này cần 1 MW nhu cầu điện đầu vào để vận hành toàn bộ hệ thống, gồm thiết bị công nghệ thông tin (CNTT) và các hệ thống phụ trợ như làm mát, lưu điện (UPS), chiếu sáng và quản lý tòa nhà.

Để đánh giá hiệu quả trong sử dụng năng lượng, người ta đưa ra chỉ số hiệu suất năng lượng (PUE), được tính bằng tỷ lệ giữa công suất của DC và nhu cầu điện của thiết bị CNTT – tức phần điện trực tiếp phục vụ xử lý dữ liệu. Chỉ số PUE càng gần 1 thì càng nhiều điện được dùng cho thiết bị CNTT, tức hiệu quả năng lượng càng cao.

Ví dụ, một DC công suất 1 MW có PUE = 2 thì chỉ một nửa điện năng (500 kW) phục vụ cho thiết bị CNTT, nửa còn lại (500 kW) tiêu tốn cho hệ thống phụ trợ – mà là thành phần tiêu thụ điện lớn nhất.

Theo báo cáo của Deloitte, làm mát có thể chiếm tới 40% tổng điện năng tiêu thụ của một DC, ngang bằng với mức tiêu thụ điện của toàn bộ thiết bị CNTT. Hệ thống làm mát phải vận hành 24/7 để duy trì nhiệt độ ổn định, đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động cho các máy chủ.

Một thực tế có thể gây ngạc nhiên: gần như toàn bộ điện năng mà các máy chủ tiêu thụ đều được chuyển hóa thành nhiệt. Hệ thống làm mát vì vậy đóng vai trò sống còn.

Có người ví von rằng khi bạn bước vào một DC đang hoạt động bình thường, bạn cảm thấy như bước vào tủ lạnh. Nhưng chỉ cần hệ thống làm mát ngừng làm việc trong một phút, bạn lập tức cảm nhận mình đang ở trong lò thiêu. Nếu không được làm mát liên tục, các máy chủ có thể quá nhiệt và chỉ sau vài phút.

Điện đã là một vấn đề, nước còn đáng lo hơn. Hệ thống làm mát của DC tiêu tốn một lượng lớn nước sạch, với mức sử dụng từ 1-9 lít nước cho mỗi kWh điện, tùy công nghệ và điều kiện khí hậu. Trong khi nhiều nơi đang , đây là rào cản lớn cho tính bền vững của ngành DC và nền kinh tế số.

Để dễ hình dung, một DC công suất 140 MW như dự kiến tại Củ Chi có thể tiêu thụ điện tương đương 380 nghìn hộ gia đình Việt Nam, hay khoảng 1,5 triệu người – nhiều hơn dân số cả thành phố Huế.

Nhìn về tương lai, mục tiêu đạt 870 MW công suất DC năm 2030 sẽ yêu cầu lượng điện tương đương 2,4 triệu hộ gia đình, hay khoảng 9,5 triệu người – gần bằng tổng dân số của Hà Nội và Huế cộng lại. Nhu cầu này tương đương ba phần tư sản lượng thủy điện Sơn La, nhà máy thủy điện lớn nhất Đông Nam Á (công suất 2.400 MW, sản lượng 10,2 tỷ kWh/năm).

Về nước, chỉ riêng hệ thống làm mát cho 870 MW trung tâm dữ liệu có thể tiêu tốn đến 190.000 m³/ngày, tương đương với nhu cầu nước sinh hoạt của toàn bộ dân thành phố Huế.

Rõ ràng, mối lo về nguồn cung điện, nước để biến Việt Nam thành “thủ phủ DC” trong khu vực là có cơ sở. Với mức tiêu thụ khổng lồ của các DC, đáp ứng đủ nguồn cung các tiện ích này là một thách thức không nhỏ, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng khốc liệt.

Lưới điện Việt Nam vốn đã chịu nhiều áp lực, nhất là mùa khô khi thủy điện giảm sản lượng. Nhiều người còn nhớ đợt ở miền Bắc vào tháng 5-6/2023, khi hạn hán khiến nhiều nhà máy, kể cả thủy điện Sơn La, phải dừng hoạt động.

Cơn khủng hoảng đó cho thấy hạ tầng năng lượng của Việt Nam rất dễ bị tổn thương. Nếu không có kế hoạch chi tiết, việc đưa hàng trăm MW nhu cầu phụ tải liên tục từ các DC vào lưới có thể tái diễn nguy cơ mất điện diện rộng.

Trong khi đó, Việt Nam đã cam kết mạnh mẽ về khí hậu, nổi bật là Quy hoạch Điện VIII (PDP8) và Thỏa thuận chuyển đổi năng lượng công bằng (JETP). PDP8 ước tính Việt Nam cần hơn 27 tỷ USD mỗi năm trong giai đoạn 2026-2030 để đầu tư phát triển nguồn và lưới điện. Tuy nhiên, tham vọng mở rộng DC có thể tạo ra thách thức lớn cho việc hiện thực hóa các cam kết này.

Điều tôi quan tâm là: Nguồn điện cho các DC này sẽ đến từ đâu? Liệu lợi ích kinh tế – xã hội khi trở thành “thủ phủ DC” có xứng đáng với chi phí khổng lồ phải bỏ ra để phát triển hạ tầng điện, nước?

Do vậy, tôi cho rằng giải quyết hài hòa giữa phát triển hạ tầng số và đảm bảo mục tiêu chuyển dịch năng lượng sẽ là một trong những bài toán quan trọng nhất đối với Việt Nam trong giai đoạn tới.

Tổ chức tư vấn chính sách năng lượng Ember khuyến cáo: để đảm bảo DC phát triển bền vững, các quốc gia cần ưu tiên , , , đi kèm với một khung chính sách minh bạch, chặt chẽ và nhất quán.

Tại Việt Nam, thực tế cho thấy nhiều dự án điện gió và điện mặt trời đang đình trệ vì giới hạn công suất, thiếu lưu trữ, tắc nghẽn truyền tải, và thị trường rõ ràng. Nếu không sớm tháo gỡ các điểm nghẽn này, Việt Nam có nguy cơ phải quay lại phụ thuộc vào điện than hoặc khí đốt để đảm bảo nguồn điện cho DC, điều này sẽ đi ngược lại lộ trình giảm phát thải đã cam kết.

Đã đến lúc cần một chiến lược bài bản để định hướng phát triển, đầu tư và quản lý DC, thay vì chạy theo phong trào hay xử lý tình huống khi hệ thống đã quá tải. Do vậy, tôi muốn khuyến nghị 5 trụ cột chính sách sau đây.

Thứ nhất, cần thiết lập tiêu chuẩn nghiêm ngặt về hiệu suất năng lượng (PUE) và hiệu quả sử dụng nước để sàng lọc các dự án DC, đồng thời yêu cầu các nhà đầu tư công bố minh bạch dữ liệu vận hành hàng năm.

Nhiều nước đã siết cấp phép DC bằng các ngưỡng PUE khắt khe. Ví dụ, Singapore chỉ cấp phép cho các dự án có PUE ≤ 1,3. Đức yêu cầu các DC hoạt động trước ngày 1/7/2026 phải đạt PUE ≤ 1,5, và sau ngày 1/7/2026 phải đạt PUE ≤ 1,2. Trung Quốc cũng yêu cầu PUE dưới 1,3 từ năm 2025.

Tại Việt Nam, các DC xây mới hiện đang được yêu cầu đạt PUE ≤ 1,4. Tuy nhiên, nếu muốn tránh nguy cơ trở thành “bãi rác DC” của thế giới, Việt Nam có lẽ cần đặt ra các mục tiêu tham vọng hơn.

Đây là xu hướng chung toàn cầu, thể hiện sự chuyển dịch từ tư duy “phát triển bằng mọi giá” sang “phát triển có chọn lọc và kiểm soát”. Thay vì cấp phép ồ ạt, các chính phủ đang thiết lập cơ chế sàng lọc kỹ lưỡng, chỉ ưu tiên những dự án thực sự bền vững, sử dụng hiệu quả tài nguyên.

Việt Nam từng có truyền thống trải thảm đỏ mời gọi đầu tư, nhưng trong bối cảnh tài nguyên đang ngày càng khan hiếm và áp lực giảm phát thải gia tăng, đã đến lúc Việt Nam cần biết “quay lưng” với những dự án thâm dụng tài nguyên để bảo vệ lợi ích dài hạn của quốc gia.

Thứ hai, gắn phát triển DC với nguồn năng lượng tái tạo. Các DC cần được yêu cầu mua điện từ nguồn tái tạo thông qua hợp đồng mua bán điện trực tiếp (DPPA), với tỷ lệ tối thiểu tăng dần theo thời gian. Ở Trung Quốc, các DC phải đạt tỷ lệ năng lượng tái tạo 30% năm 2025 và 100% năm 2032. Đây là giải pháp hiệu quả để giảm áp lực lên lưới điện quốc gia, thúc đẩy thị trường điện xanh và giảm phát thải.

Thứ ba, quy hoạch DC theo vùng để tránh quá tải đô thị. Thay vì dồn tải vào Hà Nội hay TP HCM, cần phân bổ DC đến các địa phương có tiềm năng điện tái tạo như Gia Lai, Lâm Đồng, Khánh Hòa hoặc Quảng Trị. Việc phát triển vùng sẽ giảm áp lực hạ tầng và tạo cơ hội kinh tế cho các khu vực còn nhiều dư địa.

Thứ tư, áp dụng biểu giá điện, nước linh hoạt theo thời điểm và vị trí. DC là hạ tầng tiêu tốn tài nguyên cao, nên cần có biểu giá riêng phản ánh đúng chi phí hệ thống và hạn chế . Tại Johor (Malaysia), khi DC phát triển quá nhanh, chính quyền đã từ chối 30% hồ sơ đầu tư không đạt hiệu quả năng lượng, đồng thời xem xét tăng giá điện, nước để điều tiết tài nguyên.

Thứ năm, đầu tư mạnh vào lưới truyền tải, lưu trữ và điện tái tạo. DC chỉ bền vững nếu song hành với hiện đại hóa lưới điện và nâng cấp hệ thống lưu trữ. Việc giải tỏa công suất cho điện mặt trời, điện gió đang bị “tắc nghẽn” ở nhiều nơi sẽ góp phần đảm bảo hạ tầng số quốc gia hoạt động ổn định.

Nếu được phát triển đúng hướng, DC sẽ không chỉ là “hộ tiêu thụ khổng lồ”, mà còn có thể trở thành động lực cho chuyển dịch năng lượng, đổi mới công nghệ và tăng trưởng xanh của Việt Nam.

Làm đúng từ đầu bao giờ cũng ít tốn kém hơn chạy theo thành tích và sửa sai về sau. Việt Nam sẽ chọn con đường nào? Câu trả lời đã có từ những quốc gia đi trước.

Điều quan trọng là nhìn xa, làm sớm và làm đúng.

Trong lúc chờ đợi chính sách vĩ mô đi vào thực tiễn, bạn và tôi vẫn có thể góp phần nhỏ của mình: sử dụng AI có trách nhiệm. Điều này sẽ giảm áp lực lên nguồn cung điện, nước, và gìn giữ tài nguyên cho những ai đang thực sự cần.

Đó cũng là một cách sống xanh và có ý nghĩa cho hiện tại và những thế hệ tương lai.

Nguyễn Đăng Anh Thi