Trung tâm dữ liệu AI tạo “nhu cầu điện ma” trên lưới điện Mỹ

Các trung tâm dữ liệu phục vụ AI và điện toán đám mây đang làm thay đổi cách Mỹ quy hoạch hệ thống điện. Tuy nhiên, một đơn xin đấu nối không đồng nghĩa với một trung tâm dữ liệu chắc chắn sẽ được xây dựng và tiêu thụ lượng điện đó.

Khoảng cách này thường được gọi là “nhu cầu điện ma” (ghost demand): phụ tải tiềm năng xuất hiện trong hàng đợi của công ty điện lực và đơn vị vận hành lưới, nhưng có thể bị nộp trùng, bị trì hoãn hoặc không bao giờ thành hiện thực.

Theo rà soát của Reuters, các yêu cầu cấp điện từ nhóm khách hàng tiêu thụ rất lớn — chủ yếu là trung tâm dữ liệu — tại một số vùng Trung Tây, Trung Đại Tây Dương và miền Nam Mỹ đã vượt 700 GW. Con số này lớn hơn hơn 10 lần ước tính của ngành về mức dùng điện hiện tại của toàn bộ trung tâm dữ liệu tại Mỹ. 1 Đây là bài toán dự báo có hệ quả trực tiếp đến độ tin cậy lưới điện, chi phí đầu tư hạ tầng và hóa đơn điện.

“Nhu cầu điện ma” hình thành thế nào?

Một nhà phát triển có thể xin công suất tại nhiều địa điểm, nộp hồ sơ cho nhiều công ty điện lực, hoặc giành vị trí trong hàng đợi trước khi có vốn, giấy phép, thiết bị, quyền sử dụng đất hay khách hàng cam kết. Dự án cũng có thể đổ vỡ vì phải nâng cấp đường truyền tải, thiếu nước, chậm thi công hoặc phương án tự phát điện tại chỗ không khả thi.

Ở góc độ từng doanh nghiệp, việc nộp nhiều yêu cầu là lựa chọn dễ hiểu: công suất lưới điện khan hiếm và thời gian chờ đấu nối kéo dài. Nhưng khi cộng dồn, hàng đợi có thể phóng đại lượng điện thực sự cần dùng, địa điểm cần cấp điện và thời điểm nhu cầu xuất hiện.

Điều đó không có nghĩa nhu cầu điện từ AI hay điện toán đám mây là không có thật. Vấn đề là tổng công suất trong hàng đợi không thể thay thế cho một dự báo phụ tải đã sẵn sàng triển khai.

Những con số khiến giới điện lực lo ngại

Rà soát của Reuters ghi nhận yêu cầu từ các khách hàng điện siêu lớn tại một phần ba vùng trọng yếu của Mỹ đã vượt 700 GW. 1

Riêng tại Texas, yêu cầu từ trung tâm dữ liệu và các khách hàng lớn khác tăng từ khoảng 48 GW năm 2023 lên hơn 474 GW. 1

Các số liệu này phản ánh công suất được yêu cầu, không phải điện năng đang được cấp. Nếu coi toàn bộ là nhu cầu chắc chắn trong tương lai, đơn vị điện lực có thể quy hoạch một hệ thống quá lớn cho các dự án không bao giờ vận hành. Nhưng nếu gạt bỏ tất cả như đầu cơ, khu vực đó lại có thể thiếu chuẩn bị khi một tỷ lệ đáng kể dự án triển khai nhanh.

Vì sao các công ty điện lực đòi hỏi bằng chứng cam kết?

Trước khi đầu tư trạm biến áp, đường dây truyền tải hay nguồn phát điện, các công ty điện lực cần phân biệt giữa sự quan tâm ban đầu và dự án đáng tin cậy. Những công cụ sàng lọc phổ biến gồm:

• tiền đặt cọc hoặc tài sản bảo đảm;
• trả phí cho nghiên cứu phụ tải hoặc nghiên cứu đấu nối;
• cam kết hóa đơn tối thiểu và các cam kết hợp đồng khác;
• các mốc gắn với quyền kiểm soát đất, giấy phép và tiến độ xây dựng; và
• chứng cứ về nguồn vốn cùng lịch dự kiến cấp điện thực tế.

Các yêu cầu này không nhằm ngăn cản dự án hợp pháp. Chúng khiến việc giữ chỗ công suất phải đi kèm chi phí, từ đó khuyến khích nhà phát triển chỉ xin mức điện có khả năng hiện thực hóa.

Exelon là một ví dụ rõ nét. Sau khi sàng lọc dự án qua các thỏa thuận bảo đảm truyền tải — yêu cầu khách hàng đưa ra cam kết tài chính trước khi có đầu tư lớn vào hệ thống — danh mục phụ tải lớn và trung tâm dữ liệu của hãng giảm từ 43 GW xuống 36 GW, tương đương giảm 16%. 25

Tại Ohio, biểu giá dành cho trung tâm dữ liệu của AEP Ohio áp dụng bắt buộc với mọi yêu cầu dịch vụ mới. Trung tâm dữ liệu hoặc dự án mở rộng từ 25.000 kW trở lên phải nộp phí nghiên cứu phụ tải; bên nộp đơn cũng phải kiểm soát khu đất thông qua sở hữu, thuê hoặc quyền chọn thuê/mua. 18

Dự báo sai ảnh hưởng thế nào đến người dùng điện?

Xây thừa có thể đẩy chi phí sang khách hàng

Nếu giả định mọi yêu cầu đều sẽ thành dự án, công ty điện lực có thể xây dư đường dây, trạm biến áp và nguồn phát. Đây là hạ tầng có vòng đời dài, và chi phí thường có thể được thu hồi qua biểu giá điện. Cơ quan Bảo vệ người tiêu dùng Ohio cho biết một thỏa thuận liên quan đến AEP nhằm bảo vệ hộ dân và doanh nghiệp nhỏ trước các chi phí không công bằng gắn với đầu tư hạ tầng, mở rộng truyền tải để phục vụ trung tâm dữ liệu tiêu thụ nhiều điện. 15

Xây thiếu gây áp lực lên độ tin cậy và giá điện

Sai lầm theo chiều ngược lại cũng nghiêm trọng. Nếu đơn vị quy hoạch loại bỏ quá nhiều đề xuất vì cho là đầu cơ, trong khi các dự án thật lại hoàn thành đúng tiến độ, lưới điện có thể thiếu nguồn cung hoặc năng lực truyền tải.

PJM Interconnection — đơn vị vận hành lưới điện phục vụ 13 bang và Đặc khu Columbia — cho biết khoảng cách cung - cầu ngày càng lớn trên hệ thống của họ chủ yếu do nhu cầu từ trung tâm dữ liệu. PJM đã thúc đẩy các kế hoạch để bổ sung nguồn điện và quản lý đợt tăng nhu cầu này. 2

Chi phí của thị trường công suất cho thấy chất lượng dự báo phụ tải quan trọng ra sao. Theo phân tích được đưa tin, đơn vị giám sát thị trường độc lập của PJM ước tính nhu cầu hiện hữu và dự báo từ trung tâm dữ liệu chiếm 29,4 tỷ USD chi phí thị trường công suất trong bốn phiên đấu giá gần nhất của PJM. 29 Không nên hiểu khoản này chỉ là thước đo “nhu cầu ma”: nó bao gồm cả phụ tải đang tồn tại lẫn dự báo, và dữ liệu hiện có không xác định được phần nào bắt nguồn từ các yêu cầu mang tính đầu cơ. Dù vậy, nó cho thấy giả định về nhu cầu có thể đi vào hóa đơn điện của khách hàng.

Vì sao các bang kiểm tra kỹ dự án đề xuất?

Texas và nhiều nơi khác đang rà soát các dự án trung tâm dữ liệu trước khi dành công suất lưới điện khan hiếm hoặc chấp thuận những nâng cấp lớn. Các câu hỏi trọng tâm gồm:

• Ai là chủ sở hữu cuối cùng và nguồn tài chính có đáng tin không?
• Nhà phát triển đã kiểm soát khu đất, có giấy phép hoặc lộ trình khả thi để có giấy phép chưa?
• Tiến độ xây dựng và khách hàng cuối cùng có thực tế không?
• Dự án xin công suất bao nhiêu, muốn đấu nối khi nào và sẽ lấy điện theo phương án nào?
• Nhu cầu nước cùng các ràng buộc môi trường tại địa phương là gì?
• Nếu dự kiến tự phát điện tại chỗ, hệ thống đó có giấy phép, bảo đảm nhiên liệu và thực sự giảm mức rút điện từ lưới hay không?

Trường hợp Pennsylvania cho thấy sự khác biệt giữa một “danh sách dự án được công bố” và các dự án sắp xây dựng: Reuters cho biết mới chỉ có 20 trong hơn 100 trung tâm dữ liệu được đề xuất xin giấy phép. 1

Mục tiêu là dự báo đáng tin, không phải làm hàng đợi ngắn đi

Trung tâm dữ liệu là nhóm phụ tải lớn có thật, có thể đòi hỏi đầu tư đáng kể vào nguồn điện mới và truyền tải. Giải pháp không phải mặc định mọi dự án AI đều là ảo, cũng không phải ngăn cản phát triển một cách tràn lan.

Điều cần thiết là chuyển một hàng đợi gồm nhiều yêu cầu còn sơ bộ thành dự báo đáng tin cậy, có mốc thời gian rõ ràng. Cam kết tài chính, phí nghiên cứu, mốc triển khai có thể thực thi và quy trình thẩm định minh bạch sẽ giúp dành công suất cho các dự án thực sự có thể dùng điện — đồng thời giảm nguy cơ hộ gia đình và doanh nghiệp nhỏ phải trả tiền cho hạ tầng được xây dựng dựa trên nhu cầu không bao giờ xuất hiện.