Nỗi lo “lịch sử lặp lại”

Sự bùng nổ các trung tâm dữ liệu tại Texas đang đẩy nhu cầu điện tăng cao vào mùa đông, làm trầm trọng thêm nguy cơ thiếu hụt nguồn cung – có thể dẫn đến mất điện khi nhiệt độ xuống dưới mức đóng băng.

Texas đang tiếp nhận lượng lớn đề xuất xây dựng trung tâm dữ liệu nhờ nguồn năng lượng tái tạo và khí tự nhiên dồi dào, cùng môi trường kinh doanh thuận lợi. Điển hình, OpenAI đang triển khai khu phức hợp trung tâm dữ liệu Stargate tại Abilene, dự kiến cần tới 1,2GW công suất – tương đương một nhà máy điện hạt nhân lớn. Mức mở rộng “khổng lồ” này đặt áp lực lên vận hành hệ thống điện, đặc biệt vào mùa đông, khi phụ tải tăng mạnh và nhiều nhà máy có nguy cơ suy giảm công suất do thời tiết giá rét.

Một công nhân sửa chữa đường dây điện ở Austin, Texas (Mỹ), ngày 18/2/2021

Texas từng trải qua sự cố nghiêm trọng vào năm 2021 khi bão mùa đông Uri khiến hàng loạt nhà máy điện – chủ yếu là các tổ máy khí tự nhiên – gặp sự cố do đóng băng thiết bị. Đơn vị vận hành lưới điện Texas (ERCOT) buộc phải cắt luân phiên khoảng 20GW phụ tải để tránh hệ thống sụp đổ. Khoảng 4,5 triệu người bị mất điện kéo dài và ít nhất 210 trường hợp tử vong được ghi nhận, chủ yếu do các nguyên nhân liên quan mất điện như hạ thân nhiệt, ngộ độc khí CO và các bệnh lý trầm trọng hơn dưới nhiệt độ thấp.

Theo NERC, trong điều kiện cực đoan tương tự Uri, phụ tải đỉnh mùa đông tại Texas có thể đạt 85,3GW, trong khi nguồn khả dụng có thể giảm xuống chỉ còn 69,7GW – tạo ra mức thiếu hụt hơn 15 GW. Sự kết hợp giữa nhu cầu tăng cao cho sưởi ấm, sản lượng khí tự nhiên giảm, sự cố đường dây và hiệu suất thấp của các nguồn năng lượng phụ thuộc thời tiết khiến hệ thống điện bị đặt trong trạng thái “căng như dây đàn”.

Sự xuất hiện liên tục của các trung tâm dữ liệu tiêu thụ điện 24/7 khiến bài toán cân bằng cung – cầu càng trở nên thách thức hơn. “Chúng ta đang chứng kiến sự thay đổi mang tính bước ngoặt đối với ngành điện,” đại diện NERC nhận định. Các trung tâm dữ liệu, nếu không linh hoạt phụ tải, có thể khiến việc duy trì đủ dự trữ vận hành trong những đợt bão kéo dài trở nên khó khăn.

Khi các nhà máy khí gặp sự cố quy mô lớn, điện mặt trời và lưu trữ pin cũng chịu thách thức, theo NERC. Phụ tải đỉnh mùa đông thường rơi vào sáng sớm – thời điểm bức xạ mặt trời thấp và pin có thể không kịp nạp đầy. Với các trung tâm dữ liệu vận hành suốt ngày đêm, “việc duy trì trạng thái sạc pin đủ cao sẽ ngày càng khó khăn trong những đợt phụ tải kéo dài nhiều ngày như bão Uri” - NERC cảnh báo.

“Thiếu hụt điện và cắt điện luân phiên hoàn toàn có thể xảy ra trong vài năm tới tại một số khu vực ở Mỹ” khi nhu cầu từ trung tâm dữ liệu vượt nguồn cung, ông Rob Gramlich – Chủ tịch hãng tư vấn năng lượng Grid Strategies – nhận định. “Đó là điều không ai ở Mỹ có thể chấp nhận.”

Dự báo phụ tải trong tương lai gặp khó

Theo NERC, trong năm 2024–2025, Texas ghi nhận lượng yêu cầu đấu nối từ các trung tâm dữ liệu, cơ sở khai thác tiền điện tử và khách hàng công nghiệp lớn tăng “đột biến”, vượt 220GW – mức tăng 170% chỉ trong vòng chưa đầy một năm. Khoảng 73% trong số này là các dự án trung tâm dữ liệu. Nếu toàn bộ dự án này được xây dựng, mức tiêu thụ điện tương đương sản lượng điện hàng năm của gần 154 triệu hộ dân Texas – trong khi dân số bang chỉ khoảng 30 triệu người.

Beth Garza, cựu lãnh đạo bộ phận giám sát của ERCOT, bày tỏ hoài nghi rằng tất cả các dự án này sẽ thành hiện thực, cho rằng con số trên là “khổng lồ đến mức phi lý”.

“Không có đủ hạ tầng, thiết bị để đáp ứng mức phụ tải lớn như vậy,” bà Garza nói. “Trên thế giới cũng không có đủ "nguyên liệu" để làm những con số đó trở nên khả thi.”

Mặc dù tổng yêu cầu đấu nối vượt 220GW, nhưng theo ERCOT, chỉ khoảng 7,5GW dự án đã đạt đủ điều kiện kết nối. Phần lớn các yêu cầu còn lại chưa hoàn thành nghiên cứu quy hoạch hoặc mang tính “khảo sát thị trường”, gây khó khăn cho các đơn vị điện lực trong dự báo phụ tải tương lai. Tuy nhiên, ngay cả mức 7,5GW này cũng là áp lực đáng kể đối với vận hành mùa đông trong vài năm tới.

Một số chuyên gia nhận định, nhu cầu ổn định từ các trung tâm dữ liệu có thể thu hút thêm các khoản đầu tư tư nhân vào nguồn điện mới. Tuy vậy, tốc độ đưa nguồn mới vào vận hành khó có thể bắt kịp tốc độ mở rộng của các dự án cần phụ tải lớn, nhất là trong bối cảnh thời tiết cực đoan xảy ra với ngày một nhiều hơn.