Mỹ xây trung tâm dữ liệu nhanh hơn tốc độ lưới điện có thể đáp ứng

Mỹ đang trở thành tâm điểm của làn sóng xây dựng datacenter, tức các trung tâm dữ liệu dùng để vận hành dịch vụ đám mây, lưu trữ và xử lý khối lượng tính toán khổng lồ. Động lực lớn nhất đến từ AI, đặc biệt là nhu cầu huấn luyện các foundation model — những mô hình nền tảng có quy mô rất lớn, được dùng làm cơ sở cho chatbot, tạo nội dung và nhiều ứng dụng trí tuệ nhân tạo khác. Theo đánh giá mới từ Moody’s, lượng điện mà toàn bộ hệ thống datacenter tại Mỹ tiêu thụ có thể chạm mốc 426 terawatt-giờ (TWh) vào năm 2030. TWh là đơn vị đo điện năng ở quy mô quốc gia hoặc ngành công nghiệp, và con số này gần gấp đôi mức của năm 2025.

Vấn đề lớn nhất hiện nay không còn nằm ở nhu cầu xây dựng, mà ở khả năng cấp điện. Moody’s cho rằng tốc độ mở rộng hạ tầng điện tại Mỹ đang chậm hơn nhịp phát triển của các khu máy chủ mới. Để đáp ứng mức tiêu thụ dự kiến đến năm 2030, ngành điện sẽ cần đầu tư khoảng 110 tỷ USD vào các nguồn phát điện mới, đồng thời làm tăng thêm 25 đến 30 tỷ USD chi phí hệ thống điện mỗi năm. Nói cách khác, cơn bùng nổ datacenter đang buộc nước Mỹ phải tăng tốc xây thêm nhà máy điện, từ khí đốt, năng lượng tái tạo cho tới các giải pháp phát điện quy mô lớn khác.

Ngay cả khi đã có kế hoạch bổ sung nguồn điện, việc triển khai thực tế vẫn gặp hàng loạt nút thắt. Các dự án mới đang bị kéo chậm bởi thủ tục cấp phép kéo dài, thời gian chờ thiết bị trọng yếu quá lâu và tình trạng thiếu vật tư. Trong một số trường hợp, tiến độ có thể bị lùi tới 7 năm. Đây là bài toán quen thuộc của hạ tầng năng lượng: không chỉ cần vốn lớn, mà còn phải vượt qua các quy định về môi trường, xây dựng và đấu nối. Công ty tư vấn Bain & Company từng cảnh báo từ gần hai năm trước rằng các doanh nghiệp điện lực cần đảo ngược nhiều năm tăng trưởng nhu cầu điện gần như đi ngang để chuẩn bị cho làn sóng AI.

Bên cạnh nguồn phát, hệ thống truyền tải điện — mạng lưới đưa điện từ nhà máy tới nơi tiêu thụ — cũng đang trở thành một nút thắt song song. Moody’s cho biết đã có từ 80 đến 115 tỷ USD đầu tư vào lưới điện được phê duyệt hoặc đang xây dựng trên khắp các thị trường điện tại Mỹ, và quy mô này có thể tăng gấp ba trong thập kỷ tới. Nếu không mở rộng đường dây và trạm biến áp, điện có thể được sản xuất ra nhưng vẫn không đến được các cụm datacenter mới đúng lúc.

Ngân hàng đầu tư Jefferies từng nhận định hồi tháng 6 rằng khoảng một nửa công suất datacenter bổ sung dự kiến cho năm 2026 tại Mỹ khó có thể vận hành đúng kế hoạch. Nguyên nhân không chỉ là thiếu điện và chậm đấu nối lưới, mà còn đến từ các rào cản về zoning và permitting. Zoning là quy hoạch sử dụng đất, quyết định khu vực nào được phép xây công trình công nghiệp như trung tâm dữ liệu; còn permitting là quy trình xin giấy phép từ chính quyền và cơ quan quản lý. Khi cả hai khâu này bị kéo dài, tiến độ mở rộng hạ tầng số cũng bị ảnh hưởng dây chuyền.

Những bang có khả năng thúc đẩy phát triển nhanh hơn, điển hình như Texas, đã chứng kiến làn sóng xây dựng datacenter mạnh mẽ. Tuy nhiên, tốc độ này cũng tạo áp lực lớn lên lưới điện địa phương. Trước nguy cơ quá tải, một số cơ quan quản lý đã bắt đầu siết việc cấp kết nối mới cho các cơ sở tính toán quy mô lớn. Điều đó cho thấy ngay cả những khu vực thân thiện với đầu tư cũng không thể mở rộng vô hạn nếu hạ tầng điện phía sau không được nâng cấp tương ứng.

Dù đa số nhà vận hành các khuôn viên CNTT mới vẫn muốn kết nối với lưới điện để giảm chi phí phát triển và tận dụng độ ổn định dịch vụ, nhiều doanh nghiệp đang song song tìm giải pháp thay thế. Một trong số đó là phát điện on-site behind-the-meter, thường viết tắt là BTM. Đây là mô hình đặt nguồn điện ngay trong hoặc gần cơ sở tiêu thụ, phía sau công-tơ điện của khách hàng, giúp datacenter tự cấp một phần hoặc toàn bộ điện năng mà không phải chờ hoàn tất đấu nối lưới. Cách làm này có thể rút ngắn thời gian đưa cơ sở vào hoạt động, nhưng cũng đòi hỏi đầu tư lớn và làm tăng độ phức tạp trong vận hành.

Nhu cầu điện tăng mạnh từ các trang trại máy chủ đang góp phần đẩy giá điện và hóa đơn của người dân tăng lên tại một số khu vực ở Mỹ. Điều này làm dấy lên lo ngại về khả năng chi trả, từ đó thúc đẩy sự phản đối đối với các dự án datacenter mới. Hệ quả là nhiều nơi áp dụng khung phê duyệt nghiêm ngặt hơn, thậm chí ban hành moratorium — tức lệnh tạm dừng cấp phép hoặc tạm ngưng phát triển dự án mới trong một khoảng thời gian nhất định. Áp lực chính trị cũng đã xuất hiện khi Tổng thống Trump đưa ra cam kết bảo vệ người trả tiền điện, yêu cầu các tập đoàn công nghệ và công ty năng lượng hạn chế việc chuyển chi phí của cơn sốt datacenter sang người tiêu dùng.

Dù bức tranh trước mắt còn nhiều rủi ro, Moody’s cho rằng làn sóng đầu tư hạ tầng quy mô lớn cuối cùng có thể mang lại lợi ích dài hạn cho hệ thống điện Mỹ. Việc bổ sung công suất phát điện mới sẽ giúp giảm tình trạng thiếu nguồn kéo dài nhiều năm, đồng thời hạn chế biến động giá trong các giai đoạn thời tiết cực đoan hoặc nhu cầu tăng đột biến. Trong khi đó, mạng lưới truyền tải mở rộng có thể giúp tiếp cận các nguồn điện chi phí thấp hơn. Đáng chú ý, nếu các nhà phát triển datacenter hoặc khách thuê của họ cùng tham gia tài trợ hạ tầng liên quan, áp lực tài chính lên hệ thống điện chung có thể được san sẻ đáng kể.