AI đang tiêu thụ bao nhiêu điện năng?

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), các trung tâm dữ liệu trên thế giới tiêu thụ khoảng 485 TWh điện trong năm 2025, tương đương sản lượng điện hàng năm của Đức và chiếm khoảng 1,5% tổng sản lượng điện toàn cầu.

Tuy nhiên, không phải toàn bộ lượng điện này phục vụ AI. Trung tâm dữ liệu còn là hạ tầng vận hành hầu hết các dịch vụ số như email, tìm kiếm Internet, phát trực tuyến video, bản đồ, ngân hàng số hay các ứng dụng nhắn tin.

TRUNG TÂM DỮ LIỆU MỚI CHIẾM KHOẢNG 1,5% ĐIỆN NĂNG TOÀN CẦU, AI CHỈ KHOẢNG 0,5%

Dựa trên phân tích của IEA, khoảng hai phần ba điện năng được sử dụng cho các trung tâm dữ liệu truyền thống, trong khi các trung tâm dữ liệu chuyên phục vụ AI chiếm khoảng một phần ba. Điều đó đồng nghĩa AI hiện chỉ tiêu thụ khoảng 0,5% lượng điện của thế giới.

Nếu xét trên tổng năng lượng sơ cấp - trong đó điện chỉ chiếm khoảng 20% - thì AI hiện chỉ sử dụng khoảng 0,1-0,2% tổng năng lượng tiêu thụ toàn cầu.

Theo dự báo cơ sở của IEA, nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu sẽ tăng rất nhanh trong những năm tới. Đến năm 2030, lĩnh vực này có thể tiêu thụ khoảng 3% tổng điện năng toàn cầu. Động lực tăng trưởng chủ yếu sẽ đến từ các trung tâm dữ liệu AI.

Một điểm đáng chú ý là điện năng dành cho AI không chỉ bao gồm quá trình huấn luyện các mô hình ngôn ngữ lớn mà còn bao gồm hoạt động vận hành, tức quá trình trả lời các truy vấn của người dùng. Theo các chuyên gia, mặc dù việc huấn luyện mô hình tiêu tốn rất nhiều tài nguyên, phần lớn điện năng hiện nay thực tế lại đến từ quá trình vận hành hàng ngày khi hàng triệu người liên tục sử dụng các chatbot AI.

Các thống kê cũng bao gồm điện phục vụ hệ thống làm mát, chiếu sáng và toàn bộ hạ tầng trung tâm dữ liệu, nhưng không tính điện năng tiêu thụ của máy tính, điện thoại hay các thiết bị đầu cuối của người dùng. Đồng thời, các số liệu này cũng không bao gồm hoạt động khai thác tiền mã hóa.

Theo dự báo cơ sở của IEA, nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu sẽ tăng rất nhanh trong những năm tới. Đến năm 2030, lĩnh vực này có thể tiêu thụ khoảng 3% tổng điện năng toàn cầu. Động lực tăng trưởng chủ yếu sẽ đến từ các trung tâm dữ liệu AI, trong khi mức tiêu thụ của các trung tâm dữ liệu truyền thống tăng chậm hơn đáng kể.

Dù vậy, IEA cũng lưu ý các dự báo vẫn còn nhiều bất định. Tốc độ phát triển AI, nhu cầu sử dụng của người dùng cũng như hiệu quả năng lượng của chip và phần cứng trong tương lai sẽ quyết định mức tăng thực tế.

ÁP LỰC LỚN NHẤT CỦA AI: KHÔNG PHẢI LƯỢNG ĐIỆN TIÊU THỤ

Nếu nhìn ở quy mô toàn cầu, mức tiêu thụ 1,5% điện năng có thể chưa phải con số quá lớn. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ nhu cầu này tập trung tại một số rất ít khu vực.

Theo IEA, khoảng 5% tổng điện năng tại Mỹ hiện được sử dụng cho các trung tâm dữ liệu. Riêng các trung tâm dữ liệu AI ước tính chiếm khoảng 2%.

Tại châu Âu, tỷ lệ trung bình chỉ khoảng 1,6%, nhưng có những quốc gia như Ireland, nơi các trung tâm dữ liệu đã tiêu thụ hơn 20% tổng lượng điện quốc gia.

Ngay tại Mỹ, mức độ tập trung còn rõ rệt hơn. Ở một số bang, trung tâm dữ liệu chiếm trên 10% nhu cầu điện. Đặc biệt tại bang Virginia - nơi được xem là "thủ phủ trung tâm dữ liệu" của thế giới - tỷ lệ này đã vượt 25%.

Theo các chuyên gia, đây mới là thách thức thực sự đối với sự phát triển của AI. Tổng nhu cầu điện của thế giới có thể vẫn đủ đáp ứng, nhưng lưới điện tại từng địa phương có nguy cơ chịu áp lực rất lớn nếu hàng loạt trung tâm dữ liệu tiếp tục được xây dựng trong cùng một khu vực.

Điều này có thể dẫn tới nguy cơ thiếu công suất cục bộ, làm tăng giá điện hoặc buộc các địa phương phải đầu tư mạnh vào hạ tầng truyền tải và nguồn điện mới.

Bên cạnh đó, tác động môi trường của AI cũng không chỉ phụ thuộc vào lượng điện tiêu thụ mà còn phụ thuộc vào cách sản xuất điện. Một trung tâm dữ liệu vận hành bằng điện từ than đá sẽ tạo ra lượng phát thải carbon cao hơn rất nhiều so với trung tâm dữ liệu sử dụng điện từ năng lượng tái tạo hoặc điện hạt nhân.

Nói cách khác, câu hỏi quan trọng không chỉ là AI dùng bao nhiêu điện mà còn là nguồn điện đó được tạo ra như thế nào.

MỘT TRUY VẤN AI CHỈ TIÊU THỤ LƯỢNG ĐIỆN RẤT NHỎ

Bên cạnh quy mô của các trung tâm dữ liệu, một câu hỏi khác được nhiều người quan tâm là mỗi lần sử dụng ChatGPT hay Gemini thực sự tiêu tốn bao nhiêu điện.

Do phần lớn doanh nghiệp công nghệ chưa công bố dữ liệu chi tiết, các ước tính hiện vẫn khá hạn chế. Tuy nhiên, những số liệu được công bố gần đây lại cho thấy mức tiêu thụ thấp hơn nhiều so với suy nghĩ phổ biến.

Google là một trong những công ty đầu tiên công bố dữ liệu về mô hình Gemini. Theo hãng, một truy vấn văn bản thông thường tiêu thụ trung bình khoảng 0,24 Wh điện.

Một truy vấn trung bình trên ChatGPT tiêu thụ khoảng 0,34 Wh điện. Trong khi đó, tổ chức nghiên cứu Epoch AI đưa ra ước tính khoảng 0,3 Wh cho một truy vấn ChatGPT thông thường.

Ông Sam Altman, Giám đốc điều hành OpenAI, trước đó cũng cho biết một truy vấn trung bình trên ChatGPT tiêu thụ khoảng 0,34 Wh điện. Trong khi đó, tổ chức nghiên cứu Epoch AI đưa ra ước tính khoảng 0,3 Wh cho một truy vấn ChatGPT thông thường.

Các con số này tương đối đồng nhất, cho thấy phần lớn các câu hỏi đơn giản chỉ tiêu tốn lượng điện rất nhỏ.

Để dễ hình dung, 0,24 Wh tương đương lượng điện một chiếc lò vi sóng tiêu thụ trong chưa đầy một giây hoặc một chiếc tivi hoạt động khoảng 10 giây.

Tuy nhiên, mức tiêu thụ sẽ tăng đáng kể với các tác vụ phức tạp hơn.

Theo Epoch AI, một truy vấn dài khoảng 7.500 từ có thể tiêu thụ khoảng 2,5 Wh điện, còn truy vấn cực dài khoảng 75.000 từ có thể lên tới 40 Wh.

Báo cáo năm 2026 của IEA cũng đưa ra các ước tính đối với AI Agent. Một yêu cầu thông thường sử dụng AI Agent tiêu thụ khoảng 1,1 Wh, trong khi một tác vụ suy luận phức tạp (reasoning) có thể lên tới khoảng 50 Wh.

Dù vậy, ngay cả các mức tiêu thụ này vẫn khá nhỏ nếu so với lượng điện sử dụng hàng ngày của mỗi người.

Theo IEA, một người dân Liên minh châu Âu trung bình tiêu thụ khoảng 17.000 Wh điện mỗi ngày. Như vậy, lượng điện này tương đương khoảng 6.800 truy vấn AI dài (2,5 Wh/truy vấn) hoặc khoảng 425 truy vấn AI cực lớn ở mức 40 Wh mỗi truy vấn.

Tại Mỹ, mức tiêu thụ điện bình quân đầu người còn cao gần gấp đôi, khiến tỷ trọng điện năng dành cho các truy vấn AI trong tổng mức sử dụng điện cá nhân càng nhỏ hơn.

Các chuyên gia vì vậy cho rằng, nếu xét ở góc độ cá nhân, việc sử dụng chatbot AI không tạo ra tác động đáng kể đến mức tiêu thụ điện của mỗi người. Thách thức chủ yếu nằm ở quy mô hàng tỷ truy vấn được xử lý mỗi ngày và sự tập trung của các trung tâm dữ liệu tại một số khu vực.

Trong dài hạn, nhu cầu điện của AI chắc chắn sẽ tiếp tục tăng nhưng tốc độ tăng đến đâu vẫn còn là dấu hỏi lớn. Điều này sẽ phụ thuộc đồng thời vào tốc độ phổ cập AI, khả năng cải thiện hiệu suất của chip, công nghệ làm mát và hiệu quả vận hành của các trung tâm dữ liệu.

Theo IEA, dù các kịch bản tương lai rất khác nhau, một kết luận gần như không thay đổi là AI sẽ tiếp tục làm gia tăng nhu cầu điện của thế giới, nhưng yếu tố quyết định tác động đến khí hậu không nằm ở lượng điện tiêu thụ mà ở việc hệ thống điện có chuyển dịch đủ nhanh sang các nguồn năng lượng phát thải thấp hay không. Đây mới là yếu tố quyết định AI sẽ trở thành gánh nặng hay động lực cho quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu.

Hoàng Hà