Năng lượng tái tạo là chìa khóa để chiến thắng về AI
Trí tuệ nhân tạo (AI) hiện đang được coi là động lực kinh tế cho toàn cầu, với mức đóng góp có thể lên tới 15 ngàn tỷ USD. Tuy nhiên, để giành chiến thắng trong lĩnh vực AI thì đâu là chìa khóa quyết định?
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), các trung tâm dữ liệu chuyên dụng AI sẽ cần 90 nghìn tỷ watt-giờ điện trên toàn cầu vào năm 2026, gấp hơn 10 lần lượng điện năm 2022. Ảnh: Nikkei montage
Đã có nhiều lạc quan và kỳ vọng mà sự chuyển đổi kép (chuyển đổi số và chuyển đổi xanh) mang tới cho sự phát triển của nhân loại, tuy nhiên đồng xu nào cũng có 2 mặt.
Tiến bộ công nghệ của AI là không thể phủ nhận, tuy nhiên nhu cầu sản xuất chip AI được tăng tốc thì ngành công nghiệp này cũng phải đối mặt với những rào cản đáng kể liên quan đến tiêu thụ năng lượng và phát triển bền vững.
TIÊU HAO LỚN NĂNG LƯỢNG VÀ NƯỚC
Cho đến nay, chi phí môi trường của AI vẫn nằm ở cuối danh sách những lo ngại của hầu hết các chính phủ, đứng sau các vấn đề như vi phạm bản quyền, thay thế việc làm hay robot ngoài tầm kiểm soát.
Ngày càng có nhiều chuyên gia cảnh báo những rủi ro về khí hậu do AI mang đến do hậu quả của tiêu hao năng lượng và lượng nước lớn, lượng khí thải và rác thải điện tử ngày càng tăng, đi kèm với việc triển khai các mô hình AI lớn hơn theo cấp số nhân ở nhiều quốc gia.
Chẳng hạn, việc nhập một câu hỏi vào ChatGPT của OpenAI có thể tiêu thụ nhiều điện hơn từ 50-90 lần so với tìm kiếm thông thường trên Google, theo phân tích của giáo sư khoa học máy tính Wim Vanderbauwhede tại Đại học Glasgow (Scotland).
Việc tạo ra một hình ảnh bằng AI thậm chí còn phát thải lượng carbon lớn hơn. Các nhà nghiên cứu tại công ty khởi nghiệp AI Hugging Face và Đại học Carnegie Mellon (Mỹ) phát hiện ra rằng việc tạo ra một hình ảnh AI có thể sử dụng nhiều năng lượng gấp 522 lần sạc điện thoại thông minh. Việc tạo ra 1.000 hình ảnh có thể thải ra nhiều carbon dioxide tương đương lượng khí thải từ xe ô tô chở khách chạy bằng xăng trong khoảng 6,6 km.
Việc OpenAI, Google và Microsoft phát hành các phiên bản AI mới nhất có chức năng chuyển văn bản thành video còn sử dụng nhiều năng lượng hơn và thải ra nhiều carbon hơn.
"Vẫn còn quá sớm để biết ở cấp độ định lượng rằng AI sẽ gây tổn hại đến môi trường như nào", Robert Pritchard, nhà phân tích chính về công nghệ và dịch vụ doanh nghiệp tại GlobalData nhận xét, "nhưng mọi người đều thừa nhận rằng AI đang có tác động ngày càng tăng lên đến môi trường".
"Thủ phạm" chính gây ra mức tiêu thụ năng lượng của AI là các trung tâm dữ liệu - "bộ não trung tâm" được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhu cầu kỹ thuật số của các quốc gia.
"Cần lưu ý rằng phần lớn các tác động đến môi trường này đến từ việc nhiều trung tâm dữ liệu mới liên tục “mọc” lên trong thời gian ngắn đi kèm với tiêu hao lớn về năng lượng và nước", Pritchard nói với Nikkei Asia.
Theo ước tính của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), trong giai đoạn 2022- 2026 tổng mức tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu toàn cầu sẽ tăng gấp đôi, đạt hơn 1.000 terawatt giờ vào năm 2026 - tương đương với toàn bộ mức tiêu thụ hàng năm của Nhật Bản.
Bản thân AI có thể vô hại, nhưng tốc độ tiêu thụ năng lượng cao độ và lượng khí thải carbon thải ra từ sản xuất chip AI ngày càng tăng có thể gây ra mối hiểm họa đi kèm với biến đổi khí hậu, theo đánh giá của Tờ Nikkei Asia.
Các quốc gia trên khắp châu Á và thế giới đang chạy đua xây dựng nhiều trung tâm dữ liệu hơn để thúc đẩy nỗ lực số hóa nhằm đổi mới sáng tạo và duy trì vị thế dẫn đầu về công nghệ.
Singapore - trung tâm dữ liệu của Đông Nam Á- đang có kế hoạch mở rộng năng lực trung tâm dữ liệu của mình thêm hơn 30% sau khi tạm dừng xây dựng các cơ sở mới vào năm 2019. Malaysia cũng đang xây dựng trung tâm dữ liệu Google đầu tiên của mình.
Hình 3: Số lượng các trung tâm dữ liệu (data centers) tại các quốc gia và vùng lãnh thổ ở châu Á (đến tháng 7/2024). Ảnh: Nikkei Asia
Viện Quy hoạch Môi trường Trung Quốc cho biết số lượng trung tâm dữ liệu của quốc gia này sẽ tăng gấp đôi vào năm 2030 so với năm 2021. Còn theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), với các trung tâm dữ liệu dự kiến sẽ chiếm gần 6% tổng nhu cầu điện của quốc gia này vào năm 2026 Trung Quốc sẽ là nước có nhu cầu điện tăng lớn nhất thế giới.
Viện nghiên cứu China Water Risk ước tính mức tiêu thụ nước hàng năm hiện tại của các trung tâm dữ liệu tại Trung Quốc vào khoảng 1,3 tỷ mét khối, gần gấp đôi khối lượng sử dụng cho các hộ gia đình và dịch vụ tại thành phố Thiên Tân.
Đến năm 2030, tổng lượng nước sử dụng của các trung tâm dữ liệu tại Trung Quốc có thể đạt hơn 3 tỷ mét khối, thừa đủ để trang trải cho lượng nước sử dụng hàng năm của Singapore.
Tương tự, Ấn Độ và Đông Nam Á cũng sẽ thúc đẩy nhu cầu điện của thế giới tăng trưởng trong vài năm tới, một phần là do sự phát triển nhanh chóng về mặt kỹ thuật số và tăng trưởng kinh tế.
Nhìn chung, từ 2023 đến 2027 thị trường trung tâm dữ liệu Châu Á - Thái Bình Dương dự kiến sẽ mở rộng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 12% và sẽ đạt 48 tỷ USD vào năm 2027, theo công ty tư vấn Renub Research.
ÔNG LỚN CÔNG NGHỆ TIÊN PHONG ĐẦU TƯ NĂNG LƯỢNG “SẠCH”
Các ông lớn công nghệ như Microsoft, Google và Amazon không chỉ đi đầu trong phát triển AI mà còn sở hữu những trung tâm dữ liệu lớn nhất thế giới thông qua các đơn vị kinh doanh điện toán đám mây của họ.
Phát triển AI đòi hỏi nhu cầu lớn về xây dựng các trung tâm dữ liệu, do đó các công ty đang tìm cách giảm hóa đơn tiền điện, đặc biệt nhiều doanh nghiệp đang dần từ bỏ sử dụng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch.
"Amazon là công ty sử dụng năng lượng tái tạo lớn nhất thế giới", Ken Haig, giám đốc chính sách năng lượng và môi trường khu vực Châu Á - Thái Bình Dương và Nhật Bản tại Amazon Web Services (AWS) - nhà cung cấp dịch vụ đám mây lớn nhất thế giới với hơn 30% thị phần toàn cầu, cho biết.
Hiện Amazon có 50 dự án điện gió và mặt trời trên khắp Ấn Độ, trở thành công ty mua năng lượng tái tạo lớn nhất tại quốc gia này, theo dữ liệu từ Bloomberg New Energy Finance.
"Amazon đang trên con đường đạt được mục tiêu sử dụng 100% năng lượng tái tạo trên toàn cầu, bao gồm cả các trung tâm dữ liệu AWS, vào năm 2025 - sớm hơn 5 năm so với mục tiêu ban đầu là 2030", Haig cho biết.
Một trung tâm dữ liệu của Tencent. Phần lớn ngành công nghiệp trung tâm dữ liệu đang hướng tới năng lượng không carbon trước thập kỷ tới. Ảnh: Yusuke Hinata.
Trong khi đó, Microsoft và Google đã công bố hợp tác để mua điện được tạo ra từ địa nhiệt, hydro sạch, lưu trữ pin và các công nghệ hạt nhân tiên tiến. Đầu năm nay, Microsoft cũng đã thuê một giám đốc công nghệ hạt nhân để phát triển lò phản ứng nguyên tử cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu của mình.
"Microsoft đã có cách tiếp cận tiên phong trong việc hỗ trợ cơ sở hạ tầng điện không phát thải carbon, thực hiện các khoản đầu tư dài hạn để đưa nhiều năng lượng tái tạo hơn vào tất cả các lưới điện mà chúng tôi hoạt động, bao gồm cả ở Châu Á", một đại diện của Microsoft chia sẻ với Nikkei Asia.
"Để mở rộng nguồn cung cấp điện “sạch” cho các hoạt động và mạng lưới chi nhánh toàn cầu, chúng tôi thúc đẩy sự kết hợp đa dạng các nguồn năng lượng không phát thải carbon để tạo ra một lưới điện đáng tin cậy, linh hoạt và bền vững. Điều này bao gồm việc sử dụng năng lượng gió, mặt trời, thủy điện, hydro xanh và cả năng lượng hạt nhân".
Mục tiêu của Microsoft là cung cấp năng lượng cho tất cả các trung tâm dữ liệu tại cơ sở của mình bằng 100% năng lượng tái tạo mới bổ sung vào năm 2025, phù hợp với mức tiêu thụ điện hàng năm, đại diện này cho biết.
Năm 2020, Google cũng đặt mục tiêu vận hành tất cả các trung tâm dữ liệu và khuôn viên văn phòng của mình bằng năng lượng không phát thải carbon 24/7 (CFE) vào năm 2030.
Tháng 6/2024, Singapore đã công bố một trong những tiêu chuẩn bền vững đầu tiên trên thế giới dành cho các trung tâm dữ liệu. Theo đó, các nhà khai thác được khuyến khích tăng dần nhiệt độ hoạt động chung trong các văn phòng, cơ sở làm việc lên 26 độ C hoặc cao hơn.
Việc tạo ra một hình ảnh AI có thể sử dụng nguồn năng lượng tương tự 522 lần sạc điện thoại thông minh. Ảnh: Suzu Takahashi
Chính phủ Singapore cho biết, với mỗi lần tăng nhiệt độ phòng lên 1 độ C, các nhà khai thác có thể tiết kiệm được 2% đến 5% năng lượng mà họ sử dụng cho thiết bị làm mát.
CƠ HỘI TỪ TRONG THÁCH THỨC
Trong khi đó, một số nhà đầu tư đang nhìn thấy những cơ hội trong quá trình chuyển đổi năng lượng được thúc đẩy bởi AI.
"Các cơ sở hạ tầng năng lượng bắt đầu ngày càng tụt hậu. Đó là cơ hội kinh doanh mà chúng tôi nhận thấy", Amit Midha, Giám đốc điều hành của quỹ đầu tư công nghệ lớn Alat của Ả Rập Xê Út cho hay. Alat đã cam kết đầu tư 100 tỷ USD để phát triển một trung tâm sản xuất bền vững chạy bằng năng lượng sạch vào 2030.
"Tôi hy vọng các chính phủ nhận được thông điệp rằng để giành chiến thắng trong lĩnh vực AI, bạn cũng cần phải giành chiến thắng trong lĩnh vực năng lượng".
Trí tuệ nhân tạo cũng có kỹ năng xử lý những dữ liệu phức tạp và đồ sộ trong lĩnh vực khí hậu. AI có thể giúp giảm thiểu khủng hoảng do biến đổi khí hậu bằng cách phân tích dữ liệu để dự đoán cháy rừng, lũ lụt và các sự kiện thời tiết khắc nghiệt khác, cũng như tìm cách ngăn ngừa chúng.
Theo báo cáo của Boston Consulting Group do Google ủy quyền, AI cũng có tiềm năng giảm 5% đến 10% lượng khí thải nhà kính toàn cầu vào năm 2030 thông qua việc tối ưu hóa việc triển khai tài nguyên. Con số này tương đương với tổng lượng khí thải hàng năm của Liên minh Châu Âu (EU).
"Nhưng chúng tôi nghĩ rằng nhiệm vụ cốt lõi là thay đổi cách tạo ra, lưu trữ, truyền tải và sử dụng năng lượng", báo cáo khẳng định.
