Nắng nóng cực đoan tại Mỹ phơi bày 'cơn khát' điện của các trung tâm dữ liệu AI

Ánh nắng Mặt trời chói chang phủ xuống một góc phố tại thủ đô Washington, D.C., vào chiều 2/7/2026. Ảnh: Ngọc Quang/PV TTXVN tại Mỹ

Theo trang Al Jazeera, sức ép xuất hiện đúng thời điểm Mỹ tăng tốc xây dựng hàng nghìn trung tâm dữ liệu mới để đáp ứng nhu cầu bùng nổ của AI. Tuy nhiên, nhiều công ty điện lực, cơ quan quản lý và giới hoạch định chính sách cảnh báo tốc độ mở rộng này đang vượt quá khả năng nâng cấp hạ tầng điện và cấp nước.

Lo ngại nói trên nhận được sự đồng tình từ cả hai đảng chính trị. Thống đốc bang Texas Greg Abbott mới đây đã kêu gọi cấm xây dựng trung tâm dữ liệu tại các vùng nông thôn. Trước đó, ông nhiều lần cho rằng các cơ sở này cần tự sản xuất điện và tái sử dụng nước thay vì phụ thuộc vào hạ tầng địa phương.

Ở phía đảng Dân chủ, Thượng nghị sĩ Bernie Sanders và Hạ nghị sĩ Alexandria Ocasio-Cortez cũng đề xuất tạm dừng cấp phép xây dựng các trung tâm dữ liệu mới.

Quan điểm này nhận được sự hưởng ứng đáng kể của dư luận. Khảo sát mới đây của Gallup cho thấy 70% người Mỹ không muốn trung tâm dữ liệu được xây dựng gần nơi sinh sống. Trong số đó, khoảng một nửa cho rằng việc tiêu thụ quá nhiều điện và nước là mối lo ngại lớn nhất.

Theo Bộ Năng lượng Mỹ, các trung tâm dữ liệu hiện chiếm khoảng 4% tổng nhu cầu điện của cả nước và tỷ lệ này có thể tăng lên 9% vào năm 2030.

Phép thử đối với lưới điện Mỹ

Ánh nắng Mặt Trời chói chang phủ xuống một góc phố tại thủ đô Washington, D.C., chiều 2/7/2026. Ảnh: Ngọc Quang/PV TTXVN tại Mỹ

Hiện tượng “vòm nhiệt” bao phủ phần lớn lãnh thổ Mỹ đang trở thành phép thử đối với hệ thống điện, trong bối cảnh các hiện tượng thời tiết cực đoan xuất hiện ngày càng thường xuyên.

Ông Arif Gasilov, phụ trách mảng tài nguyên thiên nhiên và môi trường xây dựng của Gasilov Group, cho rằng các đợt nắng nóng cho thấy mô hình bố trí và làm mát của trung tâm dữ liệu vốn được thiết kế cho điều kiện khí hậu ổn định, trong khi những điều kiện đó đang dần biến mất dưới tác động của biến đổi khí hậu.

Áp lực đã buộc các đơn vị vận hành lưới điện phải tính đến những biện pháp ứng phó khẩn cấp.

Tại bờ Đông nước Mỹ, PJM Interconnection - đơn vị vận hành lưới điện lớn nhất nước này – đã đề nghị Bộ Năng lượng yêu cầu các trung tâm dữ liệu chuyển sang sử dụng máy phát điện dự phòng trong vòng 15 phút kể từ khi nhận tín hiệu khẩn cấp. Theo PJM, biện pháp này sẽ giải phóng thêm công suất cho các hộ gia đình và doanh nghiệp.

Đề xuất được đưa ra khi hiện tượng “vòm nhiệt” bao phủ dọc bờ Đông, với nhiệt độ cảm nhận tại thủ đô Washington, D.C, có thể vượt 38,9 độ C, còn New York khoảng 37,7 độ C. Riêng khu vực Công viên Trung tâm (Central Park) được dự báo ghi nhận mức nhiệt cao nhất trong hơn một thập kỷ.

Theo Trung tâm Nghiên cứu Pew, phần lớn trung tâm dữ liệu tại Mỹ tập trung ở miền Nam và Trung Tây. Khoảng 38% người dân nước này đang sinh sống trong bán kính 8 km quanh một trong khoảng 3.000 trung tâm dữ liệu đang hoạt động.

Ngay cả trong điều kiện thời tiết bình thường, hệ thống làm mát đã chiếm tới 40% lượng điện tiêu thụ của một trung tâm dữ liệu. Khi nhiệt độ tăng cao, tỷ lệ này còn lớn hơn, khiến nhu cầu điện tiếp tục leo thang.

Không chỉ tiêu thụ điện, các trung tâm dữ liệu còn tạo ra hiện tượng “đảo nhiệt”. Nghiên cứu của Đại học Cambridge cho thấy nhiệt độ quanh các cơ sở này cao hơn trung bình khoảng 2 độ C, thậm chí tăng tới 9,2 độ C tại khu vực lân cận.

Theo các chuyên gia, đợt nắng nóng hiện nay chỉ là dấu hiệu báo trước những sức ép lớn hơn mà hệ thống điện Mỹ sẽ phải đối mặt khi số lượng trung tâm dữ liệu AI tiếp tục gia tăng.

Áp lực đó thực tế đã xuất hiện từ trước.

Sau nhiều thập kỷ gần như không tăng, nhu cầu điện trên toàn nước Mỹ đang tăng trở lại. Động lực chủ yếu đến từ sự phát triển của AI, quá trình điện khí hóa giao thông và sự mở rộng của hoạt động sản xuất công nghiệp. Điều này buộc các công ty điện lực phải kéo dài thời gian vận hành các nhà máy cũ, đồng thời tăng tốc đầu tư vào các nguồn phát điện và hệ thống truyền tải mới.

Tác động đã lan tới cả doanh nghiệp và người dân. Đầu năm nay, khoảng 50.000 khách hàng sử dụng điện gần hồ Tahoe, bang California, được yêu cầu tìm nhà cung cấp khác do nhu cầu điện tăng mạnh từ các trung tâm dữ liệu.

Tại hạt Henrico, bang Virginia, nơi có 37 trung tâm dữ liệu, chính quyền đã yêu cầu các trường học hạn chế sử dụng điện nhằm giảm tải cho lưới điện.

Virginia hiện là bang có nhiều trung tâm dữ liệu nhất nước Mỹ với 398 cơ sở đang hoạt động và thêm 287 dự án được quy hoạch. Đứng thứ hai là Texas với 296 trung tâm đang vận hành và 170 dự án mới.

Một siêu trung tâm dữ liệu thường cần công suất từ 100 - 300 MW, tương đương lượng điện phục vụ khoảng 300.000 hộ gia đình hoặc một thành phố khoảng 750.000 dân.

Tính chung, các trung tâm dữ liệu tại Mỹ tiêu thụ khoảng 176 terawatt giờ điện mỗi năm, đủ cung cấp điện cho khoảng 16 triệu hộ gia đình, tương đương nhu cầu của khoảng 40 triệu người - xấp xỉ dân số Canada hoặc bang California.

Áp lực không chỉ nằm ở điện

Đài phun nước tại khu vực Quảng trường Quốc gia ở thủ đô Washington, D.C., trở thành nơi người dân và du khách giải nhiệt giữa đợt nắng nóng cực đoan. Ảnh: Ngọc Quang/PV TTXVN tại Mỹ

Nếu điện là bài toán dễ nhìn thấy thì nước mới là thách thức âm thầm nhưng ngày càng nghiêm trọng.

Trong những đợt nắng nóng cực đoan, các hệ thống làm mát phải hoạt động với cường độ cao để duy trì nhiệt độ an toàn cho máy chủ, kéo theo nhu cầu sử dụng nước tăng mạnh. Nhiều hệ thống không tuần hoàn nước, khiến gần 80% lượng nước sạch dùng để làm mát bị thất thoát qua quá trình bay hơi.

Theo ông Arif Gasilov, khi một trung tâm dữ liệu sử dụng công nghệ làm mát bằng bay hơi trong đợt nắng nóng, cơ sở đó sẽ khai thác chính nguồn nước mà cộng đồng địa phương cũng đang phải tiết kiệm.

Hiện các trung tâm dữ liệu tiêu thụ khoảng 2,85 tỷ lít nước mỗi ngày - thấp hơn nhiều so với chăn nuôi, sản xuất thép hay nhu cầu sinh hoạt. Tuy nhiên, cùng với sự bùng nổ của AI, lượng nước tiêu thụ của ngành này được dự báo sẽ tăng nhanh.

Điều đáng lo ngại là khoảng hai phần ba số trung tâm dữ liệu mới được xây dựng hoặc triển khai từ năm 2022 lại nằm tại các khu vực vốn đã khan hiếm nước.

Một trung tâm dữ liệu AI quy mô lớn có thể sử dụng tới 18,9 triệu lít nước mỗi ngày. Nhu cầu này thường đạt đỉnh đúng vào thời điểm các địa phương cũng phải đối mặt với tình trạng thiếu nước nghiêm trọng.

Ông Alex MacColl, quản lý dự án khu vực châu Âu, Trung Đông và châu Phi của Datamove, nhận định phần lớn hệ thống làm mát hiện vẫn phụ thuộc vào nước. Điều đó đồng nghĩa các trung tâm dữ liệu sẽ cạnh tranh trực tiếp với nhu cầu sinh hoạt của người dân đúng vào lúc nguồn cung khan hiếm nhất. Theo ông, đây là vấn đề mang tính cơ cấu chứ không đơn thuần là khó khăn theo mùa.

Theo Viện Môi trường và Năng lượng Mỹ, một trung tâm dữ liệu lớn có thể tiêu thụ lượng nước tương đương nhu cầu hằng ngày của một thành phố khoảng 50.000 dân.

Điều này đặc biệt đáng lo ngại tại Corpus Christi (bang Texas), nơi giới chức địa phương cảnh báo thành phố có nguy cơ thiếu nước ngọt. Khu vực đô thị này hiện có ba trung tâm dữ liệu, dù một cơ sở khẳng định không sử dụng nước trong quá trình vận hành.

Sau 5 năm liên tiếp chịu hạn hán, một số hồ chứa tại đây chỉ còn dưới 10% dung tích. Báo Austin American-Statesman cho biết giới chức địa phương cho rằng kế hoạch xây dựng thêm một trung tâm dữ liệu ở cộng đồng cách thành phố khoảng một giờ di chuyển về phía Bắc đã làm chậm tiến độ triển khai dự án cấp nước khẩn cấp cho Corpus Christi.

Hải Vân/Báo Tin tức và Dân tộc