Singapore biến cam kết sử dụng năng lượng sạch của các trung tâm dữ liệu thành nghĩa vụ có thể thực thi trong bối cảnh nhu cầu điện tăng

Phép thử năng lượng sạch cho làn sóng bùng nổ điện toán ở Singapore

Singapore trao cho cơ quan quản lý trung tâm dữ liệu quyền thực thi các cam kết về năng lượng sạch, với mức phạt lên tới 1 triệu SGD hoặc 10% doanh thu hằng năm của đơn vị tại Singapore, tùy mức nào cao hơn. Thay đổi này khiến những lời hứa cấp điện sạch hơn cho các cơ sở điện toán mới đi kèm hệ quả tài chính tại một quốc gia lấy khoảng 95% điện năng từ khí tự nhiên.

Quốc hội đã thông qua Dự luật Hạ tầng số ngày 7 tháng 10. Luật quy định cấp phép cho các trung tâm dữ liệu có tải công nghệ thông tin trọng yếu ít nhất 3 megawatt, bao gồm lượng điện cần thiết cho máy chủ và các thiết bị điện toán khác. Các yêu cầu về hiệu quả sẽ áp dụng cho những cơ sở đủ điều kiện, còn nghĩa vụ sử dụng năng lượng sạch áp dụng với các đơn vị được phê duyệt công suất kèm theo cam kết tương ứng.

Bốn đơn vị được phân bổ 200 MW trên đảo Jurong là Digital Realty, Equinix, Keppel Data Centres và ST Telemedia Global Data Centres đã cam kết lấy ít nhất một nửa năng lượng từ các nguồn xanh đủ điều kiện. Khi hoạt động hết công suất, các cơ sở này có thể cần khoảng 1,1 terawatt giờ năng lượng sạch mỗi năm.

Áp lực dẫn đến chính sách này có thể đo đếm được. Các trung tâm dữ liệu ở Singapore tiêu thụ khoảng 6,5 TWh điện trong năm 2024, nhỉnh hơn một phần mười tổng mức tiêu thụ cả nước. Tỷ trọng này vào khoảng 7% năm 2020. Terawatt giờ đo lượng năng lượng tiêu thụ theo thời gian; megawatt biểu thị công suất hoặc tốc độ sử dụng điện.

Singapore muốn thu hút đầu tư điện toán, việc làm và dịch vụ mà các cơ sở này mang lại. Chính phủ cũng muốn sự phát triển của ngành góp phần tạo thị trường cho điện sạch hơn, thay vì làm gia tăng sự phụ thuộc vào khí đốt. Các nhà phát triển giờ đây phải tìm cách bảo đảm nguồn năng lượng đó trong khi cạnh tranh với những địa điểm lân cận có nhiều đất hơn và ít hạn chế hơn.

Luật mới thay đổi những gì

Cơ quan Phát triển Truyền thông Infocomm, gọi tắt là IMDA, sẽ cấp phép cho các cơ sở đủ điều kiện và đặt ra yêu cầu về hiệu quả. Khuôn khổ này bao gồm cơ sở điện toán đám mây, trung tâm cho khách hàng thuê chỗ và cơ sở do doanh nghiệp vận hành để đáp ứng nhu cầu điện toán của chính mình. Các trung tâm từ 10 MW trở lên cũng cần giấy phép riêng về an ninh và khả năng chống chịu.

IMDA có thể đưa các cam kết trong hồ sơ xin cấp công suất vào điều kiện giấy phép. Vì vậy, đơn vị được chấp thuận một phần nhờ hứa sử dụng năng lượng sạch hơn có thể bị phạt nếu không thực hiện cam kết. Yêu cầu 50% gắn với các phê duyệt cụ thể, còn khuôn khổ cấp phép rộng hơn đưa các cơ sở hiện hữu vào diện quản lý hiệu quả.

Luật giao việc quy định các ngưỡng hiệu quả cụ thể và thời hạn thực hiện cho những quy định ban hành sau. Các đơn vị hiện hữu sẽ có sáu tháng để xin giấy phép sau khi luật có hiệu lực. IMDA đang soạn thảo các quy định chi tiết; dự kiến sẽ tham vấn trong năm tiếp theo, dù chưa công bố ngày cụ thể.

Tan Kiat How, quốc vụ khanh cấp cao tại Bộ Phát triển Kỹ thuật số và Thông tin, mô tả cách tiếp cận có chọn lọc trong phiên thảo luận tại quốc hội:

Chúng tôi không tìm cách thu hút mọi megawatt công suất [trung tâm dữ liệu] có thể,

Với các đơn vị vận hành, điều đó có nghĩa là khả năng tiếp cận thị trường Singapore ngày càng phụ thuộc vào việc sử dụng tài nguyên hiệu quả đến đâu và khả năng bảo đảm nguồn năng lượng sạch hơn đáng tin cậy ra sao.

Từ tạm dừng phát triển đến mở rộng có chọn lọc

Singapore đã hạn chế tăng trưởng trước khi trao quyền cấp phép mới. Việc tạm dừng các dự án mới năm 2019 giúp chính phủ có thời gian cân nhắc ngành này có thể tiêu thụ bao nhiêu đất, điện và nước. Từ năm 2022, hồ sơ đăng ký được tiếp nhận trở lại theo từng giai đoạn, với công suất phân bổ thông qua cạnh tranh tuyển chọn.

• 2019: Singapore tạm dừng các dự án trung tâm dữ liệu mới và việc giải phóng đất cho các dự án này.
• 2022: Một đợt đăng ký thí điểm mở lại cơ hội tiếp cận công suất, ban đầu nhắm đến khoảng 60 MW.
• 2023: Bốn nhóm được chọn nhận tổng cộng khoảng 80 MW.
• 30 tháng 5 năm 2024: Singapore công bố Lộ trình Trung tâm dữ liệu xanh.
• 1 tháng 12 năm 2025: Đợt đăng ký thứ hai mở, cung cấp ít nhất 200 MW; hạn nộp hồ sơ là ngày 31 tháng 3 năm 2026.
• Tháng 8 năm 2026: Một đợt phân bổ được đưa tin đã cấp 200 MW trên đảo Jurong cho bốn đơn vị.
• 7 tháng 10: Quốc hội thông qua Dự luật Hạ tầng số, cho phép thực thi các điều kiện giấy phép.

Đợt thí điểm đầu tiên thu hút hơn 20 đề xuất. Các đơn vị được chọn gồm Equinix, GDS, Microsoft và một liên danh có AirTrunk và ByteDance. Chính phủ đã phân bổ khoảng 280 MW qua hai đợt, ngoài công suất được phê duyệt riêng cho các nhà đầu tư chiến lược.

Kế hoạch mở rộng quy mô ra sao?

Thông tin về Lộ trình Trung tâm dữ liệu xanh của Hội đồng Phát triển Kinh tế nêu kế hoạch bổ sung ít nhất 300 MW công suất, cùng 200 MW dành riêng cho các đơn vị sử dụng các lựa chọn năng lượng xanh. Khi lộ trình được công bố vào tháng 5 năm 2024, Singapore có 1,4 gigawatt công suất tại hơn 70 trung tâm dữ liệu.

So với mức cơ sở đó, 500 MW tương đương mức tăng khoảng 36%, cho thấy tham vọng mở rộng công suất thêm hơn một phần ba. Một ước tính ngành sau đó đưa công suất hiện hữu lên khoảng 1,6 GW. Các con số phản ánh thị trường ở những thời điểm khác nhau trong quá trình mở rộng.

Đảo Jurong giữ vai trò trung tâm trong giai đoạn tiếp theo. Kế hoạch kêu gọi xây dựng một khu trung tâm dữ liệu rộng 20 hecta, với công suất tiềm năng 700 MW. Hòn đảo này vốn có hạ tầng năng lượng và hóa dầu, trở thành địa điểm phù hợp cho các cơ sở cần nguồn điện lớn và kết nối với những hệ thống nhiên liệu mới nổi.

Khu trung tâm dữ liệu 700 MW là kế hoạch phát triển dài hạn, còn mức phân bổ 200 MW dành cho các đơn vị cụ thể. Độc giả và nhà đầu tư cần phân biệt quy mô của hai kế hoạch khi đánh giá bao nhiêu công suất đã thực sự được phê duyệt và bao nhiêu có thể được phát triển trong tương lai.

Ý nghĩa của chỉ số hiệu quả 1,25

Đợt đăng ký thứ hai yêu cầu chỉ số hiệu quả sử dụng điện, hay PUE, ở mức 1,25 trở xuống khi tải điện toán đạt tối đa. PUE được tính bằng cách lấy tổng lượng điện cơ sở sử dụng chia cho lượng điện dùng cho thiết bị điện toán. Chỉ số càng thấp thì càng ít điện bổ sung được dùng cho làm mát, chuyển đổi điện năng và các hệ thống hỗ trợ khác.

Với PUE ở mức 1,25, thiết bị sử dụng 100 đơn vị điện sẽ cần tổng cộng 125 đơn vị cho toàn cơ sở. Ở mức 1,3, tổng lượng điện là 130 đơn vị. Với cùng khối lượng công việc điện toán, giảm PUE từ 1,3 xuống 1,25 giúp giảm khoảng 3,8% tổng nhu cầu điện.

Các đơn vị đăng ký cũng phải đạt chứng nhận Green Mark Platinum của BCA-IMDA và sử dụng thiết bị vượt các yêu cầu trong tiêu chuẩn của Singapore về thiết bị công nghệ thông tin tại trung tâm dữ liệu, SS 715:2025. Mục tiêu rộng hơn của lộ trình là đưa các cơ sở đạt PUE từ 1,3 trở xuống; các yêu cầu bắt buộc áp dụng cho toàn ngành sẽ được đặt ra thông qua quy định.

IMDA cũng sẽ được trao quyền quản lý việc sử dụng nước. Các cơ sở tiêu thụ hơn 60.000 mét khối mỗi năm hiện đã phải tuân thủ các biện pháp hiệu quả bắt buộc theo quy định của cơ quan cấp nước quốc gia PUB. Khuôn khổ mới cho phép bổ sung các yêu cầu phù hợp với đặc thù trung tâm dữ liệu.

Năng lượng sạch phải được đưa đến các cơ sở

Các nguồn năng lượng đủ điều kiện gồm biomethane, amoniac phát thải carbon thấp, hydro phát thải carbon thấp, pin nhiên liệu kết hợp thu giữ carbon và các hệ thống điện mặt trời tích hợp vào công trình hoặc sử dụng thiết kế tiên tiến. Những lựa chọn này sử dụng các loại nhiên liệu và công nghệ khác nhau, với yêu cầu hạ tầng riêng.

Biomethane là khí methane được tạo ra từ vật liệu sinh học, chẳng hạn rác thải hữu cơ, rồi xử lý để làm nhiên liệu. Hydro và amoniac cũng có thể dùng làm chất mang năng lượng, nhưng lượng phát thải trong quá trình sản xuất và vận chuyển chúng cũng là yếu tố quan trọng. Công nghệ thu giữ carbon gom khí carbon dioxide để xử lý và lưu trữ về sau, thay vì để khí này phát tán vào khí quyển.

Quy định đăng ký loại trừ chứng chỉ năng lượng tái tạo không gắn với nguồn điện thực tế, vốn có thể được mua riêng với lượng điện cơ sở nhận được. Thay vào đó, các đơn vị vận hành cần có thỏa thuận cung cấp năng lượng đủ điều kiện. Vì vậy, việc thu mua năng lượng trở thành phần quan trọng trong quá trình phát triển dự án, bên cạnh việc có được đất, máy chủ và thiết bị làm mát.

Nhu cầu năng lượng sạch ước tính 1,1 TWh mỗi năm từ bốn cơ sở mới sẽ tương đương khoảng 17% lượng điện mà toàn bộ ngành trung tâm dữ liệu Singapore tiêu thụ trong năm 2024. So sánh này cho thấy một nhóm dự án được phê duyệt tương đối nhỏ có thể tạo ra thị trường đáng kể cho năng lượng sạch hơn.

Tan mô tả mục tiêu của chính phủ trong quá trình xem xét luật:

Chúng tôi đang dùng các trung tâm dữ liệu làm đơn vị tiên phong và nguồn tạo cầu ban đầu để xanh hóa hệ thống năng lượng,

Điện nhập khẩu và biomethane gánh phần lớn nhu cầu

Quỹ đất hạn chế khiến Singapore khó triển khai các dự án năng lượng tái tạo quy mô lớn trong nước. Vì vậy, điện và nhiên liệu nhập khẩu có vai trò lớn trong việc đáp ứng nhu cầu mới. Quốc gia này đặt mục tiêu nhập khẩu khoảng 6 GW điện phát thải carbon thấp vào năm 2035, tương đương khoảng một phần ba nhu cầu điện dự kiến khi đó, so với khoảng 200 MW hiện nay.

Singapore đã ký các thỏa thuận thương mại điện sạch xuyên biên giới với Indonesia và chấp thuận có điều kiện việc nhập khẩu điện từ Malaysia. Nước này cũng công bố chương trình nhập khẩu 300 MW biomethane để cung cấp cho các trung tâm dữ liệu và những khách hàng công nghiệp khác. Biomethane hiện là nguồn năng lượng đủ điều kiện theo yêu cầu 50%.

Lim Wey-Len, phó chủ tịch điều hành Hội đồng Phát triển Kinh tế Singapore, giải thích mục đích thử nghiệm loại nhiên liệu này trong khuôn khổ cơ chế thử nghiệm có kiểm soát, tức chương trình thử các phương án mới dưới sự giám sát:

Cơ chế thử nghiệm quản lý biomethane này là một chương trình thí điểm quan trọng, giúp Singapore tìm ra những lộ trình khử carbon mới cho các ngành sản xuất và trung tâm dữ liệu,

Một liên danh do Keppel dẫn dắt cũng đã nghiên cứu nhà máy điện công suất 55 đến 65 MW trên đảo Jurong, sử dụng amoniac phát thải carbon thấp nhập khẩu. Tính đến tháng 10 năm 2025, liên danh này vẫn chưa cam kết xây dựng. Lượng năng lượng đủ điều kiện mà các nhà phát triển có thể bảo đảm, giá cả và lịch giao hàng vẫn chưa được giải quyết.

Thay đổi hệ thống làm mát có thể giảm hóa đơn điện

Lộ trình của Singapore cũng nhắm đến lượng điện tiêu thụ trước khi thay thế bất kỳ loại nhiên liệu nào. Lộ trình khuyến khích các đơn vị vận hành tăng nhiệt độ hoạt động lên mức an toàn 26 độ C, nâng cấp thiết bị và cân nhắc các phương pháp làm mát phù hợp với các giá máy tính công suất cao.

Digital Realty dự định tăng dần nhiệt độ tại một phòng máy lên 26 độ C. Jon Curry, phó chủ tịch phụ trách vận hành khu vực châu Á - Thái Bình Dương của công ty, cho biết khách hàng sẽ hưởng lợi nhờ hóa đơn điện thấp hơn. Làm mát ít tốn năng lượng hơn có thể giảm chi phí vận hành, đồng thời giữ máy chủ trong phạm vi nhiệt độ cho phép.

ST Telemedia Global Data Centres là một trong những đơn vị tiên phong triển khai làm mát ngâm ở quy mô lớn tại Singapore. Phương pháp này đặt máy chủ trong chất lỏng dẫn nhiệt ra ngoài nhưng không dẫn điện. Lộ trình đánh giá làm mát ngâm là phương pháp tiết kiệm năng lượng nhất vì không cần làm mát bằng không khí, dù việc chuyển đổi có thể đòi hỏi cơ sở chuyên dụng và thay đổi đáng kể về thiết bị.

Chính phủ cũng hỗ trợ quá trình chuyển đổi. Khi ra mắt lộ trình, Janil Puthucheary, khi đó là quốc vụ khanh cấp cao, cho biết các khoản trợ cấp và phê duyệt công suất sẽ hỗ trợ những đơn vị đáp ứng tiêu chuẩn. Trong một số trường hợp, các chương trình liên quan có thể chi trả khoảng 30% hoặc hơn chi phí vận hành.

Cải thiện hiệu quả còn mở rộng đến bên trong thiết bị điện toán. Thương vụ GlobalFoundries mua lại AMF đã mở rộng vai trò của Singapore trong lĩnh vực quang tử silicon, công nghệ dùng ánh sáng để truyền thông tin. Các kết nối này có thể giảm điện năng tiêu thụ và nhiệt lượng phát sinh khi các hệ thống AI trao đổi lượng dữ liệu ngày càng lớn.

Malaysia mở thêm hướng đầu tư

Malaysia có khoảng 3,9 GW công suất trung tâm dữ liệu đang được phát triển, tạo ra lựa chọn lân cận cho nhà đầu tư khi Singapore thắt chặt điều kiện tiếp cận. Các công ty Singapore Aolani và Bitdeer đã công bố kế hoạch xây dựng cơ sở tại Malaysia, trong khi thủ tướng Malaysia cho biết SoftBank đang lên kế hoạch đầu tư 50 tỷ USD vào trung tâm dữ liệu và các dự án khác.

Lam Pham, chuyên gia phân tích năng lượng tại Ember, cho rằng các lựa chọn chính sách của Singapore đang khiến đầu tư dịch chuyển:

Chính phủ đang siết chặt các tiêu chuẩn và quy định đối với đầu tư vào trung tâm dữ liệu; vì vậy, nhiều khoản đầu tư đang chuyển sang Malaysia, nơi cũng có hạ tầng số khá tốt,

Hướng dẫn quốc gia của Malaysia về hiệu quả trung tâm dữ liệu mang tính tự nguyện. Tuy nhiên, bang Johor yêu cầu các dự án đáp ứng ngưỡng hiệu quả sử dụng nước 1,8 và chứng minh có nguồn cung nước trước khi được phê duyệt. Thị trường láng giềng này cũng có những điều kiện riêng về tài nguyên, dù có nhiều dư địa phát triển hơn.

Singapore vẫn có thể giữ vai trò quản lý các doanh nghiệp công nghệ trong khu vực, trong khi một số cơ sở điện toán được xây dựng ở nơi khác. Việc OpenAI mở rộng cơ sở tại Singapore diễn ra song song với quá trình tìm kiếm địa điểm trung tâm dữ liệu rộng hơn trên khắp khu vực châu Á - Thái Bình Dương. Trụ sở doanh nghiệp và các cơ sở vật lý phục vụ khách hàng có thể đặt tại những quốc gia khác nhau.

Nguồn cung điện trong khu vực vẫn là một hạn chế. Mark Hutchinson, giám đốc chiến lược của Liên minh Lưu trữ năng lượng và Tích hợp hệ thống năng lượng tương lai, cho biết việc xây dựng các dự án năng lượng tái tạo đang chật vật để theo kịp:

Không quốc gia nào ở châu Á, ngoại trừ có lẽ Australia và Trung Quốc, đang xây dựng đủ nguồn năng lượng tái tạo để đáp ứng ngay cả mức tăng nhu cầu hiện tại, chứ chưa nói đến mức tăng nhanh hơn do các trung tâm dữ liệu tạo ra,

Cách tiếp cận của Singapore biến công suất điện toán mới thành khách hàng của năng lượng sạch hơn. Phép thử thực tế sẽ là liệu các nhà cung cấp nhiên liệu, dự án nhập khẩu điện và thiết kế cơ sở hiệu quả có thể cùng đi vào hoạt động với chi phí mà các đơn vị vận hành duy trì được hay không.

Điểm chính

• Dự luật Hạ tầng số quy định cấp phép cho các trung tâm dữ liệu có tải công nghệ thông tin trọng yếu ít nhất 3 MW.
• Vi phạm các cam kết có thể thực thi có thể bị phạt tới 1 triệu SGD hoặc 10% doanh thu hằng năm tại Singapore, tùy mức nào cao hơn.
• Bốn đơn vị được phân bổ 200 MW trên đảo Jurong đã cam kết sử dụng ít nhất 50% năng lượng xanh đủ điều kiện và đạt PUE từ 1,25 trở xuống.
• Các trung tâm dữ liệu tiêu thụ khoảng 6,5 TWh điện trong năm 2024, nhỉnh hơn một phần mười tổng lượng điện của Singapore.
• Điện nhập khẩu, biomethane và các nhiên liệu đủ điều kiện khác giữ vai trò then chốt trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng sạch mới.
• IMDA sẽ đặt ra các yêu cầu hiệu quả chi tiết và thời hạn thực hiện thông qua các quy định.
• Kế hoạch phát triển ngày càng mở rộng của Malaysia tạo thêm lựa chọn cho nhà đầu tư khi Singapore theo đuổi tăng trưởng có chọn lọc.