Cơn sốt AI ở châu Á đang chạy bằng than, còn cộng đồng địa phương phải trả giá

Nhiên liệu ẩn sau cuộc đua trí tuệ nhân tạo của châu Á

Trên khắp châu Á, làn sóng bùng nổ trí tuệ nhân tạo đang dựa vào một nguồn tài nguyên mà chính phủ và các công ty công nghệ hiếm khi đặt ở trung tâm cuộc thảo luận: than đá. Theo một số ước tính, khu vực này nắm gần ba phần năm trữ lượng than đã được biết đến trên thế giới, khiến loại nhiên liệu này tương đối rẻ, sẵn có rộng rãi và ít chịu ảnh hưởng của gián đoạn vận tải biển quốc tế hơn dầu mỏ hay khí đốt.

Lợi thế đó ngày càng khó làm ngơ khi các trung tâm dữ liệu mọc lên khắp nơi. Những cơ sở này chứa các máy chủ dùng để huấn luyện và vận hành hệ thống trí tuệ nhân tạo. Chúng tiêu thụ điện liên tục, thường ở mức rất cao, bởi thiết bị điện toán tiên tiến tỏa nhiệt và không thể đơn giản tắt đi khi mặt trời lặn hoặc gió ngừng thổi.

Alexander Kheder, nhà phân tích nghiên cứu thị trường tại BMI chuyên theo dõi hạ tầng trí tuệ nhân tạo và quá trình mở rộng trung tâm dữ liệu, cho biết nhu cầu đang tăng nhanh hơn khả năng hoàn thành các dự án năng lượng sạch mới.

Nhu cầu AI đang thành hình nhanh hơn tốc độ đưa các nguồn phát điện sạch vào vận hành, Kheder nói.

Điện mặt trời và điện gió đang phát triển nhanh trên khắp châu Á, nhưng sản lượng biến động gây khó khăn cho các đơn vị vận hành cam kết cung cấp dịch vụ gần như liên tục. Cho đến khi có đủ pin, các hệ thống lưu trữ khác, đường dây truyền tải hoặc nguồn điện phát thải carbon thấp ổn định, than và khí đốt nhiều khả năng sẽ bù vào phần thiếu hụt.

Vì sao trung tâm dữ liệu cần nhiều điện đến vậy

Một trung tâm dữ liệu thông thường vốn đã cần nguồn điện ổn định. Các cơ sở trí tuệ nhân tạo tạo thêm áp lực lên lưới điện vì sử dụng số lượng lớn bộ xử lý đồ họa chuyên dụng và các loại chip khác với cường độ cao. Việc huấn luyện một mô hình có thể cần hàng nghìn con chip phối hợp hoạt động trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần, trong khi các dịch vụ phổ biến phải phản hồi người dùng vào bất cứ giờ nào.

Sự khác biệt giữa công suất lắp đặt và lượng điện thực tế tiêu thụ rất quan trọng. Một dự án có thể được công bố với công suất tương lai lớn, nhưng lưới điện vẫn phải chuẩn bị cho khả năng phần lớn công suất đó cùng hoạt động. Tại một số thị trường, yêu cầu đấu nối từ 20 megawatt trở lên có thể kéo theo các nghiên cứu kỹ thuật kéo dài. Một số đơn vị vận hành phải chờ cả thập kỷ hoặc lâu hơn để được đấu nối vào lưới điện theo cách thông thường.

Cơ quan Năng lượng Quốc tế dự báo lượng điện các trung tâm dữ liệu trên toàn cầu sử dụng sẽ tăng gần gấp đôi vào năm 2030. Theo cơ quan này, các trung tâm dữ liệu chiếm khoảng 1,5% nhu cầu điện toàn cầu trong năm 2024, và tỷ trọng của họ có thể vẫn dưới 3% vào năm 2030. Những con số toàn cầu đó che khuất áp lực tại từng địa phương. Một cơ sở lớn duy nhất có thể tiêu thụ lượng điện tương đương một nhà máy công nghiệp, còn các cụm cơ sở có thể nhanh chóng trở thành một trong những phụ tải lớn nhất trên lưới điện khu vực.

Các đơn vị vận hành đang tìm cách tiếp cận nguồn điện trực tiếp. Một số xây dựng nhà máy điện khí ngay bên cạnh cơ sở, trong khi những đơn vị khác tìm hiểu pin, lưới điện độc lập quy mô nhỏ, khu năng lượng tái tạo, pin nhiên liệu và điện hạt nhân. Ở những nơi các lựa chọn này chưa sẵn có hoặc chưa có mức giá phù hợp, các nhà máy than hiện hữu có thể nhận hợp đồng mới và hoạt động lâu hơn dự kiến.

Điều này tạo ra nguy cơ khóa chặt sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Một trung tâm dữ liệu được thiết kế để vận hành trong 20 hoặc 25 năm có thể duy trì hoạt động của một nhà máy điện trong cùng khoảng thời gian, ngay cả khi chính sách khí hậu quốc gia kêu gọi đóng cửa các nhà máy than trong thời gian đó.

Malaysia cho thấy rõ mâu thuẫn

Malaysia đã trở thành một trong những điểm đến có tốc độ tăng trưởng trung tâm dữ liệu nhanh nhất châu Á, nhờ gần Singapore, có quỹ đất và chi phí tương đối thấp. Cyberjaya, một khu công nghệ ở phía nam Kuala Lumpur, hiện có hàng chục cơ sở, cùng nhiều dự án khác đang được lên kế hoạch. Các công ty như Google, Amazon, Alibaba, Microsoft và ByteDance đã bày tỏ quan tâm đến hạ tầng số của quốc gia này.

Chỉ riêng nửa đầu năm 2024, Malaysia đã công bố nhu cầu điện tiềm năng cho trung tâm dữ liệu vào khoảng 850 megawatt. Một đánh giá khác trong khu vực ước tính nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu cả nước có thể tăng từ 8,5 terawatt giờ năm 2024 lên 68 terawatt giờ vào năm 2030. Mức này tương đương tối đa 30% nguồn cung điện của cả nước.

Malaysia dự kiến bổ sung từ 6 đến 8 gigawatt công suất phát điện bằng khí đốt vào năm 2030 để đáp ứng mức tiêu thụ ngày càng tăng. Biện pháp này có thể giúp ngăn tình trạng thiếu điện, nhưng cũng khó dung hòa với các mục tiêu cắt giảm phát thải của quốc gia. Hệ thống điện hiện nay vốn đã phụ thuộc nhiều vào than và khí đốt, nghĩa là các công ty công nghệ nước ngoài có thể tiếp cận nguồn điện ổn định, trong khi cộng đồng địa phương gánh phần lớn ô nhiễm và chi phí hạ tầng.

Adit Rahim, giám đốc truyền thông 49 tuổi sống gần Cyberjaya, cho biết người dân đang lo ngại trước tốc độ xây dựng nhanh chóng.

Tác động sẽ rất, rất rõ rệt, Rahim nói, đồng thời chỉ ra áp lực lên các dịch vụ công ích địa phương.

Nước đang trở thành một hạn chế thứ hai. Các trung tâm dữ liệu thường dùng hệ thống làm mát làm bay hơi nước để tản nhiệt từ máy chủ. Chính quyền Johor và Selangor đã làm chậm hoặc hạn chế một số dự án vì nguồn cung nước vốn đã chịu áp lực. Tại Johor, các nhà phát triển được yêu cầu hoãn một số dự án mở rộng dùng hệ thống làm mát bằng nước cho đến năm 2027.

Than đá không phải cái giá môi trường duy nhất

Điện than thải ra khí carbon dioxide và các chất gây ô nhiễm không khí, nhưng gánh nặng môi trường của trí tuệ nhân tạo không chỉ dừng lại ở nhà máy điện. Trung tâm dữ liệu cần nước làm mát, đất đai, hạ tầng truyền tải, máy phát điện dự phòng và vật liệu xây dựng.

Một nghiên cứu của các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Riverside và Đại học Texas tại Arlington ước tính nhu cầu trí tuệ nhân tạo toàn cầu có thể cần từ 4,2 đến 6,6 tỷ mét khối nước khai thác vào năm 2027, bao gồm nước dùng trực tiếp để làm mát và nước liên quan đến quá trình phát điện. Ước tính này dựa trên mô hình hóa thay vì số liệu đo đạc đầy đủ từ mọi cơ sở, vì vậy nên xem đây là một khoảng ước lượng chứ không phải tổng số chính xác.

Sự khác biệt giữa lượng nước khai thác và lượng nước tiêu thụ là điểm mấu chốt. Khai thác nước là lấy nước từ sông, hồ chứa, tầng chứa nước hoặc hệ thống cấp nước đô thị. Tiêu thụ là phần nước không nhanh chóng quay trở lại nguồn đó, thường do bay hơi. Một cơ sở có thể báo cáo lượng nước khai thác ở mức khiêm tốn nhưng vẫn gây áp lực lên lưu vực địa phương.

Tại Ấn Độ, nhiều trung tâm dữ liệu nằm ở những khu vực vốn đã khan hiếm nước. Theo một số phương thức làm mát, một cơ sở công suất 30 megawatt có thể lấy hơn hai triệu lít nước mỗi ngày. Tại huyện Gautam Buddha Nagar thuộc bang Uttar Pradesh, lượng nước ngầm khai thác đã vượt mức bền vững ước tính, trong khi người dân ở các cộng đồng lân cận phải tìm đến dịch vụ chở nước đắt đỏ sau khi giếng cạn.

Ấn Độ cũng đang lên kế hoạch xây dựng một số cơ sở trí tuệ nhân tạo lớn nhất khu vực. Tại bang Andhra Pradesh, một trung tâm dữ liệu Google công suất 1 gigawatt được đề xuất là một phần của dự án trị giá 15 tỷ USD. Quan chức bang mô tả khoản đầu tư này là cách thu hút các nhà sản xuất thiết bị điện, hệ thống điều hòa không khí và vật liệu xây dựng.

Nara Lokesh, bộ trưởng công nghệ thông tin của bang, cho biết dự án nên tạo ra nền tảng công nghiệp rộng hơn chứ không chỉ là cơ sở máy chủ.

Với tôi, dự án không chỉ xoay quanh trung tâm dữ liệu, Lokesh nói. Cả thiết bị điện tử công suất, điều hòa không khí, vật liệu xây dựng, tất cả mọi khâu. Giờ đây chúng tôi đang đưa tất cả về bang mình để sản xuất.

Quá trình xây dựng có thể tạo ra lực lượng lao động tạm thời đông đảo, nhưng trung tâm dữ liệu được tự động hóa cao sau khi đi vào hoạt động. Nghiên cứu được trích dẫn trong khu vực cho thấy một cơ sở lớn có thể chỉ tuyển vài trăm lao động thường xuyên. Điều này đặt ra câu hỏi liệu nguồn thu thuế, việc làm kỹ năng cao và chuyển giao công nghệ có tương xứng với giá trị đất đai, điện và nước dành cho các dự án hay không.

Cộng đồng bắt đầu phản đối

Thảo luận công khai thường diễn ra chậm hơn tiến độ xây dựng. Một số quốc gia châu Á chưa có quy định đầy đủ về đánh giá tác động môi trường đối với trung tâm dữ liệu, và cộng đồng địa phương có thể nhận được rất ít thông tin về mức tiêu thụ điện, nước hay ô nhiễm dự kiến trước khi dự án được phê duyệt.

Tháng 2 năm 2026, người dân Johor tổ chức cuộc biểu tình được mô tả là cuộc biểu tình công khai đầu tiên của Malaysia phản đối tốc độ mở rộng trung tâm dữ liệu. Người tham gia nêu quan ngại về ô nhiễm và khan hiếm nước. Tranh chấp tương tự cũng xuất hiện ở Indonesia, nơi người dân đặt câu hỏi về các thỏa thuận liên quan đến đất cộng đồng và việc sử dụng nguồn nước địa phương.

Trung Á cũng đối mặt với những rủi ro liên quan. Một trung tâm điện toán được đề xuất tại Ekibastuz, Kazakhstan, có thể cần công suất 300 megawatt và dựa vào than ở một thành phố vốn đã chịu ảnh hưởng của ô nhiễm không khí công nghiệp. Tại Uzbekistan, một cơ sở 300 megawatt được lên kế hoạch ở Karakalpakstan dự kiến sử dụng điện từ nhà máy khí đốt, bất chấp tình trạng thiếu nước và năng lượng nghiêm trọng tại khu vực chịu ảnh hưởng của việc biển Aral bị thu hẹp.

Những trường hợp này cho thấy vì sao số liệu bình quân cấp quốc gia có thể gây hiểu lầm. Trung tâm dữ liệu có thể chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ trong nhu cầu điện toàn cầu, nhưng tác động tại địa phương có thể rất lớn khi nhiều cơ sở tập trung trong một lưu vực khô hạn hoặc trên một hệ thống điện yếu kém.

Nhu cầu năng lượng cho điều hòa không khí có thể tạo gánh nặng còn lớn hơn cho lưới điện Đông Nam Á theo thời gian. Cơ quan Năng lượng Quốc tế dự báo số lượng máy điều hòa không khí trong khu vực sẽ tăng từ gần 50 triệu chiếc năm 2020 lên khoảng 300 triệu chiếc vào năm 2040. Nhu cầu làm mát được dự báo đạt khoảng 300 terawatt giờ, gần bằng tổng mức tiêu thụ điện hiện nay của Indonesia và Singapore.

Có thể thay than và khí đốt bằng gì?

Năng lượng tái tạo là một phần của lời giải, dù các tấm pin mặt trời và tua-bin gió không thể tự mình bảo đảm nguồn cung liên tục. Mắt xích còn thiếu là tính linh hoạt, tức khả năng lưu trữ điện, dịch chuyển nhu cầu hoặc đưa một nguồn điện khác vào vận hành khi sản lượng tái tạo giảm.

Hệ thống lưu trữ năng lượng dài hạn có thể giúp các trung tâm dữ liệu sử dụng điện tái tạo lâu hơn khả năng đáp ứng của pin thông thường. Hệ thống lưu trữ cũng có thể giảm áp lực lên lưới điện trong giờ cao điểm. Pin, thủy điện tích năng, lưu trữ nhiệt và các công nghệ hóa học mới đang được thử nghiệm cho mục đích này.

Một số công ty công nghệ đã ký hợp đồng kết hợp nhu cầu điện toán với công suất phát điện mới. Các thỏa thuận tại Mỹ bao gồm điện tái tạo có hệ thống lưu trữ, pin nhiên liệu tại chỗ và nhà máy điện ảo kết nối pin cùng các thiết bị linh hoạt khác với thị trường điện. Những thỏa thuận này cho thấy đã có các phương án thay thế, dù đến nay vẫn chưa có nhiều phương án được triển khai ở quy mô tương tự trên khắp châu Á.

Điện hạt nhân là một lựa chọn khác đang được thảo luận, đặc biệt là các lò phản ứng mô-đun nhỏ. Những lò phản ứng này có thể cung cấp điện ổn định với mức phát thải thấp trong quá trình vận hành, dù hiện Đông Nam Á chưa có lò phản ứng hạt nhân thương mại nào hoạt động. Trước khi điện hạt nhân có thể phục vụ làn sóng trung tâm dữ liệu, cần giải quyết các vấn đề về cấp phép, an toàn, tài chính, thời gian xây dựng, quản lý chất thải và sự chấp nhận của công chúng.

Công nghệ làm mát cũng có thể giảm áp lực. Hệ thống chất lỏng tuần hoàn khép kín tái sử dụng nước thay vì liên tục làm bay hơi nguồn nước sạch. Các cơ sở có thể dùng nước thải đã qua xử lý, làm mát bằng không khí hoặc thiết kế không dùng nước uống. Mỗi lựa chọn đều có những đánh đổi. Làm mát bằng không khí có thể cần nhiều điện hơn khi trời nóng, trong khi xử lý và vận chuyển nước thải cũng tiêu tốn năng lượng.

Giải pháp sạch nhất sẽ khác nhau tùy địa điểm. Dấu chân môi trường của một trung tâm dữ liệu ở khu vực dồi dào nước, có thêm nguồn điện tái tạo và hệ thống làm mát khép kín sẽ khác với một cơ sở ở vùng hạn hán, chạy bằng điện từ nhà máy than cũ. Chính phủ nên yêu cầu nhà phát triển công bố số liệu tại từng địa điểm về điện, lượng nước khai thác, lượng nước tiêu thụ và phát thải trước khi cấp phép.

Hợp tác khu vực có thể giảm áp lực

Những lo ngại về an ninh năng lượng của châu Á giúp lý giải sức hấp dẫn của than đá. Cú sốc giá dầu, rủi ro vận tải biển và xung đột địa chính trị có thể nhanh chóng làm tăng chi phí nhiên liệu nhập khẩu. Với các nhà hoạch định chính sách, than được sản xuất trong khu vực có vẻ dễ dự đoán hơn, dù cái giá về sức khỏe và khí hậu cao hơn nhiều.

Trao đổi điện trong khu vực có thể giúp chính phủ có thêm lựa chọn. Lưới điện ASEAN đã hỗ trợ trao đổi điện xuyên biên giới, trong đó có dự án kết nối Lào, Thái Lan, Malaysia và Singapore. Mở rộng các tuyến truyền tải có thể giúp các nước chia sẻ nguồn thủy điện, điện mặt trời và điện gió, thay vì xây dựng công suất nhiên liệu hóa thạch riêng biệt cho mỗi phụ tải công nghiệp mới.

Quy hoạch điện cũng cần tính đến hộ gia đình và doanh nghiệp hiện có. Trung tâm dữ liệu có thể mang lại đầu tư và nguồn thu thuế, nhưng biểu giá ưu đãi và trợ cấp công có thể chuyển chi phí hạ tầng sang những người dùng điện khác. Các hợp đồng minh bạch, quy định về ô nhiễm, giới hạn sử dụng nước và khoản đóng góp để nâng cấp lưới điện sẽ giúp cộng đồng sở tại có phần lợi ích rõ ràng hơn.

Kế hoạch xây dựng đám mây trí tuệ nhân tạo chủ quyền của Malaysia phản ánh mong muốn rộng hơn: thu được nhiều hơn việc làm trong xây dựng từ các khoản đầu tư nước ngoài. Quốc gia này hy vọng phát triển kỹ năng trong nước, năng lực nghiên cứu và quyền kiểm soát hạ tầng số. Mục tiêu đó sẽ khó đạt được hơn nếu đất nước chủ yếu trở thành địa điểm chi phí thấp cho các công ty nước ngoài, đồng thời gánh chi phí điện, nước và sử dụng đất của họ.

Những lựa chọn đưa ra hôm nay sẽ kéo dài hàng thập kỷ

Trí tuệ nhân tạo có những ứng dụng thiết thực trong y học, sản xuất, dự báo thời tiết, quản lý năng lượng và dịch vụ công. Trung tâm dữ liệu là một phần của hạ tầng hỗ trợ những lợi ích đó. Câu hỏi đặt ra là liệu quá trình phát triển có thể song hành với hệ thống điện và quy định môi trường bảo vệ người dân sống gần các cơ sở này hay không.

Than đang bù vào phần thiếu hụt trước mắt vì sẵn có, có thể huy động theo nhu cầu và quen thuộc. Giải pháp ngắn hạn đó có thể trở thành cam kết dài hạn khi các cơ sở mới được cấp vốn dựa trên những nhà máy hiện hữu và các hợp đồng dài hạn. Cùng một quyết định có thể làm gia tăng ô nhiễm không khí, căng thẳng nguồn nước và nguy cơ chịu tác động của các quy định carbon trong tương lai.

Một kế hoạch phát triển có trách nhiệm sẽ kết nối công suất điện toán mới với nguồn điện sạch bổ sung, hệ thống lưu trữ và mạng lưới truyền tải vững chắc hơn. Kế hoạch đó sẽ sử dụng nước tái chế khi có thể, công bố cân đối tài nguyên tại địa phương và đưa cộng đồng vào quá trình tham vấn trước khi khởi công. Khi một dự án không đáp ứng được các điều kiện cơ bản về nước hoặc điện, tạm dừng có thể an toàn hơn là để nhu cầu vượt quá năng lực của khu vực.

Điểm chính

• Than vẫn là nguồn điện dự phòng quan trọng cho các trung tâm dữ liệu trí tuệ nhân tạo đang mở rộng nhanh ở châu Á.
• Chậm trễ trong việc đấu nối lưới điện đang thúc đẩy các đơn vị vận hành tìm đến nguồn điện tại chỗ, pin, lưới điện độc lập quy mô nhỏ và các hệ thống điện tư nhân khác.
• Nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu Malaysia có thể tăng từ 8,5 terawatt giờ năm 2024 lên 68 terawatt giờ vào năm 2030.
• Nhu cầu nước cho làm mát và phát điện đang gây thêm áp lực tại Malaysia, Ấn Độ và các khu vực thiếu nước khác.
• Hệ thống lưu trữ dài hạn, làm mát tuần hoàn khép kín, điện tái tạo và điện hạt nhân có thể giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
• Trao đổi điện khu vực, quy trình phê duyệt minh bạch và quy định môi trường chặt chẽ hơn có thể giúp phân chia lợi ích và hạn chế chi phí tại địa phương.