Mỹ chi 1,9 tỷ USD nâng cấp lưới điện khi trung tâm dữ liệu đụng “trần” công suất

Bộ Năng lượng Mỹ (DoE) vừa công bố gói đầu tư trị giá 5,25 tỷ USD cho hàng chục dự án nâng cấp lưới điện trên toàn quốc, trong đó gồm 1,9 tỷ USD vốn liên bang và 3,35 tỷ USD vốn đối ứng từ các bên tham gia. Mục tiêu là mở khóa thêm ít nhất 23 gigawatt công suất điện — tương đương quy mô của nhiều nhà máy điện lớn cộng lại — trong bối cảnh các trung tâm dữ liệu, đặc biệt là hạ tầng phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI), đang tiêu thụ điện với tốc độ ngày càng cao.

Chương trình trải rộng trên 31 dự án tại 26 bang, thuộc sáng kiến SPARK của DoE. SPARK là viết tắt của chương trình thúc đẩy tăng tốc nâng cấp dây dẫn truyền tải và các công nghệ truyền tải điện tiên tiến khác. Thay vì chỉ xây thêm nhà máy điện mới, kế hoạch này nhắm vào việc tận dụng tốt hơn hạ tầng sẵn có bằng cách thay mới hoặc cải tạo hơn 1.500 dặm đường dây truyền tải, đồng thời triển khai công nghệ tăng cường lưới điện trên khoảng 21.000 dặm hạ tầng hiện hữu.

Một trong những trọng tâm của chương trình là reconductoring — tức thay dây dẫn cũ bằng loại dây hiệu suất cao hơn để truyền được nhiều điện hơn trên cùng hành lang truyền tải. Đây là cách nâng công suất nhanh hơn và thường rẻ hơn so với xây đường dây mới. Bên cạnh đó là GETs, viết tắt của grid-enhancing technologies, tức các công nghệ tăng cường lưới điện như cảm biến, thiết bị điều khiển dòng công suất và công cụ phân tích dữ liệu. Các cảm biến giúp theo dõi tình trạng đường dây theo thời gian thực; thiết bị điều khiển dòng công suất giúp phân phối điện hiệu quả hơn giữa các tuyến; còn công cụ phân tích giúp nhà vận hành dự báo nghẽn mạch và tối ưu hóa tải trên toàn hệ thống.

Ngoài việc giải phóng thêm công suất, các dự án tại khu vực dễ chịu tác động của thiên tai cũng sẽ tập trung tăng khả năng chống chịu của lưới điện. Khái niệm này thường được gọi là grid resilience, tức khả năng hệ thống điện tiếp tục vận hành hoặc phục hồi nhanh sau sự cố như bão, cháy rừng hay nắng nóng cực đoan. Theo DoE, chương trình có thể giúp cải thiện độ tin cậy cung cấp điện và giảm chi phí điện cho khoảng 100 triệu người dân Mỹ.

Dù gói đầu tư mới được xem là cú hích quan trọng, áp lực từ làn sóng xây dựng trung tâm dữ liệu vẫn rất lớn. Khi các công ty công nghệ đổ tiền vào AI, nhu cầu mở rộng datacenter tăng mạnh, kéo theo mức tiêu thụ điện khổng lồ cho máy chủ, hệ thống làm mát và thiết bị mạng. Theo đánh giá gần đây của Moody’s, tốc độ xây dựng trung tâm dữ liệu tại Mỹ hiện đang vượt khả năng bổ sung công suất của lưới điện. Tổ chức này dự báo đến năm 2030, mức tiêu thụ điện của datacenter tại Mỹ sẽ đạt 426 TWh. TWh, hay terawatt-giờ, là đơn vị đo sản lượng điện rất lớn; 426 TWh tương đương hàng trăm tỷ kilowatt-giờ và gần gấp đôi mức của năm 2025.

Áp lực điện năng đang thúc đẩy nhiều hướng đi mới ngoài lưới điện truyền thống. Trong số đó có lò phản ứng mô-đun nhỏ, hay SMR (small modular reactor) — loại lò hạt nhân có thiết kế nhỏ gọn hơn, có thể sản xuất theo mô-đun để triển khai linh hoạt; điện địa nhiệt, tức khai thác nhiệt từ lòng đất để phát điện; và cả việc tái khởi động một số nhà máy điện hạt nhân cũ. Song song, các hãng chip như Nvidia cũng đang cổ vũ cho mô hình trung tâm dữ liệu thông minh hơn, kết nối chặt chẽ hơn với lưới điện để tối ưu hiệu suất. Về lý thuyết, những datacenter này có thể điều chỉnh tải tiêu thụ khi cần, thậm chí trả lại một phần công suất khả dụng cho lưới trong các thời điểm cao điểm.

Thông điệp từ gói đầu tư mới khá rõ ràng: Mỹ đang cố khai thác tối đa hạ tầng điện hiện có để theo kịp cơn bùng nổ AI và trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, ngay cả khi 23 gigawatt công suất mới được mở khóa, đây có thể chỉ là bước đệm đầu tiên. Trong cuộc đua công nghệ hiện nay, năng lực tính toán không còn chỉ là câu chuyện của chip hay máy chủ, mà ngày càng trở thành câu chuyện của điện năng, truyền tải và khả năng vận hành một lưới điện linh hoạt hơn.