McKinsey cảnh báo Mỹ nên đầu tư mạnh cho lưới điện, ngay cả khi “bong bóng AI” xì hơi

Các công ty điện lực tại Mỹ đang đứng trước một bài toán khó: phải quyết định xây thêm bao nhiêu công suất điện để đáp ứng nhu cầu bùng nổ từ các datacenter, tức trung tâm dữ liệu – nơi vận hành máy chủ, lưu trữ và xử lý khối lượng lớn tác vụ số, đặc biệt là AI. Theo McKinsey & Company, rủi ro lớn hơn trong vài năm tới không phải là xây quá nhiều, mà là xây quá ít. Báo cáo cho biết mức tiêu thụ điện của datacenter tại Mỹ dự kiến tăng 26% ngay trong năm nay, chủ yếu do cơn sốt AI. Trong 10 năm tới, datacenter có thể chiếm tới 75% phần tăng trưởng nhu cầu điện của Mỹ. Với tốc độ xây dựng hiện tại, hệ thống điện sẽ cần bổ sung gần 30 GW công suất mới mỗi năm. GW, hay gigawatt, là đơn vị đo công suất điện quy mô rất lớn, thường dùng để mô tả năng lực của nhà máy điện hoặc nhu cầu của cả một khu vực.

Dù thị trường AI đang thu hút đầu tư mạnh, McKinsey lưu ý rằng nhu cầu điện tương lai vẫn phụ thuộc vào việc nhu cầu tính toán AI có thực sự duy trì đà tăng hay không. “Tính toán AI” hay AI compute là lượng tài nguyên xử lý cần thiết để huấn luyện và vận hành các mô hình trí tuệ nhân tạo. Theo khảo sát của hãng tư vấn này, 71% tổ chức cho biết họ ghi nhận “kết quả triển khai tiêu cực”, cho thấy việc áp dụng AI trong doanh nghiệp còn nhiều trục trặc và chưa đồng đều. McKinsey cũng thừa nhận một số mảng trong hệ sinh thái AI đang mang đặc điểm giống bong bóng, tức tăng trưởng quá nóng so với giá trị thực hoặc hiệu quả thương mại ngắn hạn.

Điểm cốt lõi trong lập luận của McKinsey là ngay cả khi tăng trưởng AI suy yếu, phần hạ tầng phát điện và truyền tải được xây để phục vụ datacenter cũng khó trở thành tài sản mắc kẹt. “Tài sản mắc kẹt” là các khoản đầu tư lớn nhưng không còn được sử dụng hiệu quả hoặc không thể thu hồi vốn như kỳ vọng. Theo hãng, công suất điện mới vẫn có thể phục vụ các nhu cầu khác của nền kinh tế, đồng thời tăng độ tin cậy và khả năng chống chịu của lưới điện. Đây cũng là quan điểm tương đồng với cảnh báo trước đó từ Bain & Company, rằng ngành năng lượng Mỹ cần tăng tốc đầu tư nếu không muốn cầu điện vượt cung chỉ trong vài năm.

Datacenter không phải nguồn tăng nhu cầu điện duy nhất. Sự phổ biến của xe điện và xu hướng điện hóa các quy trình công nghiệp – tức thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng điện trong sản xuất và vận hành – cũng đang tạo thêm áp lực lên nguồn cung. McKinsey ước tính Mỹ hiện có khoảng 40 GW công suất điều độ dư thừa để đáp ứng tăng trưởng nhu cầu trong ngắn hạn. “Công suất điều độ” hay dispatchable capacity là nguồn điện có thể tăng hoặc giảm phát theo yêu cầu, chẳng hạn nhà máy khí hoặc thủy điện, khác với điện gió và điện mặt trời vốn phụ thuộc thời tiết. Ngoài ra, Mỹ còn có khoảng 100 GW công suất mới đã được cam kết xây dựng.

Dù vậy, bức tranh tổng thể vẫn không mấy dễ chịu. Từ 50 đến 75 GW công suất từ các nhà máy than và tua-bin hơi chạy khí đốt dự kiến sẽ nghỉ hưu trong những năm tới, trong khi nhu cầu điện toàn quốc được dự báo tăng khoảng 120 GW. Điều này để lại khoảng trống công suất trên toàn nước Mỹ ở mức 30 đến 55 GW vào năm 2030. Để lấp khoảng trống đó và duy trì độ ổn định của lưới điện, nhiều công ty điện lực đã phải tái khởi động các nhà máy từng ngừng hoạt động hoặc kéo dài tuổi thọ của các cơ sở than và khí đốt. Tuy nhiên, McKinsey cho rằng đây chỉ là giải pháp tạm thời, khó đủ sức giải quyết vấn đề dài hạn.

Trong tháng 6, chính quyền Trump đã phê duyệt khoản tài trợ lên tới 500 triệu USD để duy trì thêm 13 nhà máy điện than, với mục tiêu tăng khả năng chống chịu cho hạ tầng năng lượng trọng yếu. Song song với đó, nhiều nhà phát triển và đơn vị vận hành các campus datacenter – tức các cụm trung tâm dữ liệu quy mô lớn – đang chuyển sang tự phát điện tại chỗ vì chậm được đấu nối lưới điện. Các giải pháp phổ biến gồm tua-bin khí, pin nhiên liệu và hệ thống lưu trữ bằng pin. Phát điện tại chỗ, hay on-site generation, là mô hình doanh nghiệp tự sản xuất điện ngay trong khuôn viên cơ sở thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào lưới điện công cộng.

Theo khảo sát của McKinsey với các lãnh đạo ngành điện, gần 60% người tham gia tin rằng đến năm 2030, datacenter vẫn sẽ duy trì nguồn phát điện tại chỗ lâu dài, ngay cả sau khi đã có kết nối lưới. Trong nhóm dự định dùng điện tại chỗ, 64% sẽ dựa vào khí tự nhiên. Xa hơn sau năm 2030, McKinsey kỳ vọng điện mặt trời kết hợp pin lưu trữ sẽ đóng vai trò lớn hơn bên cạnh khí đốt. Mô hình này hấp dẫn nhờ chi phí cạnh tranh và tốc độ triển khai nhanh. Tuy nhiên, hãng cũng nhấn mạnh triển vọng đó còn phụ thuộc vào chính sách hỗ trợ và việc chi phí lưu trữ điện tiếp tục giảm. Pin lưu trữ ở đây là các hệ thống battery storage quy mô lớn, dùng để tích điện khi nguồn tái tạo dư thừa và xả điện khi nhu cầu tăng cao.

Với điện hạt nhân, McKinsey cho rằng tăng trưởng đáng kể trong thập kỷ tới chủ yếu sẽ đến từ việc gia hạn vận hành và nâng cấp các nhà máy hiện có, thay vì xây mới quy mô lớn. Những công nghệ mới như lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ, hay SMR (Small Modular Reactor), đang thu hút vốn đầu tư nhờ thiết kế nhỏ hơn, có thể sản xuất theo mô-đun và kỳ vọng triển khai linh hoạt hơn nhà máy hạt nhân truyền thống. Bên cạnh đó là địa nhiệt thế hệ mới, công nghệ khai thác nhiệt trong lòng đất bằng các kỹ thuật tiên tiến hơn để mở rộng khu vực có thể phát điện. Dù nhận được nhiều quan tâm từ nhà đầu tư và khách hàng, McKinsey nhận định các công nghệ này khó tạo ra tác động đáng kể lên công suất hệ thống trước giữa thập niên 2030.

Kết luận của McKinsey khá rõ ràng: ngành điện Mỹ nhiều khả năng sẽ đối mặt với thiếu hụt công suất trong ngắn hạn, vì vậy rủi ro xây thiếu lớn hơn rủi ro xây thừa. Trong bối cảnh AI còn nhiều tranh cãi về hiệu quả thương mại, thông điệp này cho thấy bài toán năng lượng không chỉ xoay quanh một cơn sốt công nghệ nhất thời. Hạ tầng điện, từ phát điện đến truyền tải, vẫn là nền móng cho datacenter, xe điện, công nghiệp điện hóa và toàn bộ nền kinh tế số. Nếu Mỹ chần chừ, nút thắt thực sự có thể không nằm ở chip AI hay máy chủ, mà ở chính lượng điện cần để vận hành chúng.