AI "tranh điện với dân" tại Mỹ, điện hạt nhân trở thành "hy vọng duy nhất của cả làng" Thung lũng Silicon
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
AI "tranh điện với dân" tại Mỹ, điện hạt nhân trở thành "hy vọng duy nhất của cả làng" Thung lũng Silicon
Xây dựng các trung tâm dữ liệu quá nhanh, trong khi mở rộng lưới điện lại quá chậm.
Chuyên sâu báo cáo Web3Các công ty AI của Mỹ gần đây lại đang bận rộn đầu tư vào các nhà máy điện.
Gần đây, Meta đã ký thỏa thuận mua điện dài hạn với công ty điện lực Mỹ Vistra, trực tiếp mua điện từ nhiều nhà máy điện hạt nhân hiện hữu do Vistra vận hành. Trước đó, Meta cũng hợp tác với các công ty năng lượng hạt nhân tiên tiến như Oklo và Terra Power nhằm thúc đẩy thương mại hóa các lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) và công nghệ điện hạt nhân thế hệ thứ tư.
Theo thông tin được Meta tiết lộ, nếu các hợp tác trên được triển khai đúng kế hoạch, đến năm 2035, quy mô nguồn cung điện hạt nhân mà Meta có thể đảm bảo sẽ đạt mức cao nhất khoảng 6,6 GW (gigawatt, 1GW = 1000MW/megawatt = 1 tỷ w).
Trong vòng một năm qua, việc các doanh nghiệp AI Bắc Mỹ đầu tư mạnh tay vào lĩnh vực điện năng đã không còn là điều mới lạ: Microsoft thúc đẩy khởi động lại các nhà máy điện hạt nhân đã ngừng hoạt động; Amazon triển khai trung tâm dữ liệu quanh các nhà máy điện hạt nhân; Google, xAI và các công ty khác liên tục gia tăng các thỏa thuận mua điện dài hạn. Trong bối cảnh cuộc đua năng lực tính toán ngày càng gay gắt, điện năng đang chuyển từ một hạng mục chi phí thành tài nguyên chiến lược mà các công ty AI buộc phải đảm bảo trước.
Mặt khác, nhu cầu năng lượng kích thích bởi ngành công nghiệp AI cũng khiến lưới điện Mỹ liên tục chịu áp lực.
Theo báo chí nước ngoài, do nhu cầu AI tăng mạnh, nhà điều hành lưới điện lớn nhất nước Mỹ PJM đang đối mặt với thách thức nghiêm trọng về cung - cầu. Mạng lưới điện này phục vụ khoảng 67 triệu người tại 13 bang, hiện đã gần chạm giới hạn vận hành.
PJM dự kiến nhu cầu điện trong thập kỷ tới sẽ tăng trưởng trung bình 4,8% mỗi năm, phần tải mới gần như hoàn toàn đến từ trung tâm dữ liệu và ứng dụng AI, trong khi việc xây dựng nguồn phát và truyền tải điện rõ ràng không theo kịp tốc độ này.
Theo dự báo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), AI đã trở thành động lực chính thúc đẩy sự gia tăng tiêu thụ điện tại các trung tâm dữ liệu, và dự kiến mức tiêu thụ điện toàn cầu của các trung tâm dữ liệu đến năm 2030 sẽ tăng lên khoảng 945 TWh, gấp đôi so với mức hiện nay.
Sự lệch pha thực tế nằm ở chỗ: chu kỳ xây dựng trung tâm dữ liệu AI thường chỉ mất 1–2 năm, trong khi một tuyến đường dây truyền tải điện áp cao mới thường cần 5–10 năm để hoàn thiện. Trong bối cảnh này, các công ty AI bắt đầu tự mình tham gia, khởi động một làn sóng đầu tư và xây dựng nhà máy điện – một dạng “cơ sở hạ tầng lớn” khác biệt.
01 Các ông lớn AI "đua nhau" xây dựng nhà máy điện hạt nhân
Hơn mười năm qua, hoạt động chủ yếu của các công ty AI trong lĩnh vực năng lượng là “mua điện” chứ không phải “tạo điện”: thông qua các thỏa thuận mua điện dài hạn để mua điện gió, điện mặt trời và một phần điện địa nhiệt, nhằm cố định giá cả và đáp ứng mục tiêu giảm phát thải carbon.
Lấy Google làm ví dụ, gã khổng lồ AI/internet này đã ký hàng chục gigawatt thỏa thuận mua điện gió, điện mặt trời dài hạn trên toàn cầu, đồng thời thông qua hợp tác với các công ty địa nhiệt để cung cấp nguồn điện sạch ổn định cho trung tâm dữ liệu.
Gần hai năm trở lại đây, khi nhu cầu điện AI tăng vọt và điểm nghẽn lưới điện bộc lộ, một số doanh nghiệp bắt đầu chuyển hướng sang tham gia xây dựng nhà máy điện hoặc gắn bó sâu sắc với các nhà máy điện hạt nhân, vai trò cũng chuyển từ khách hàng sử dụng điện đơn thuần sang người tham gia vào cơ sở hạ tầng năng lượng.
Một trong những cách tham gia là “phục hồi” các nhà máy đã ngừng hoạt động. Tháng 9 năm 2024, Microsoft ký thỏa thuận mua điện dài 20 năm với nhà vận hành điện hạt nhân Constellation Energy, nhằm hỗ trợ tái khởi động một tổ máy điện hạt nhân đã ngừng hoạt động với công suất 835 MW và cung cấp điện lâu dài.
Cùng với Microsoft còn có chính phủ Mỹ, tháng 11 năm ngoái Bộ Năng lượng Mỹ thông báo hoàn tất khoản vay 1 tỷ USD cho dự án này nhằm hỗ trợ một phần tài chính. Tổ máy này sau đó được đổi tên thành Trung tâm Năng lượng Sạch Crane (trước đây là tổ máy số 1 của nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island).
Thực tế, Crane không phải là nhà máy duy nhất “đi làm lại sau nghỉ hưu”, tại Pennsylvania, nhà máy điện khí Eddystone ban đầu dự kiến ngừng hoạt động vào cuối tháng 5 năm 2024, nhưng sau đó bị Bộ Năng lượng Mỹ ra lệnh khẩn cấp tiếp tục vận hành để tránh khoảng trống điện năng tại PJM.
Mặt khác, bộ phận điện toán đám mây AWS của Amazon đi theo hướng khác biệt, trực tiếp mua trung tâm dữ liệu liền kề nhà máy điện hạt nhân. Năm 2024, công ty điện lực Talen bán khu phức hợp trung tâm dữ liệu khoảng 960 MW liền kề nhà máy điện hạt nhân Susquehanna tại Pennsylvania cho AWS. Tháng 6 năm ngoái, Talen lại thông báo mở rộng hợp tác, dự kiến cung cấp tối đa 1.920 MW điện không carbon cho trung tâm dữ liệu AWS.
Về phần xây dựng nhà máy điện mới, Amazon trong những năm gần đây thông qua hình thức đầu tư và hợp tác, tham gia phát triển dự án nhà máy điện hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) tại Washington do các tổ chức như Energy Northwest triển khai, công suất mỗi tổ khoảng 80 MW, có thể mở rộng tổng thể lên hàng trăm megawatt, mục tiêu cung cấp nguồn điện cơ bản ổn định lâu dài cho trung tâm dữ liệu.
Với Google, năm 2024 hợp tác cùng công ty năng lượng hạt nhân Mỹ Kairos Power thúc đẩy kế hoạch xây dựng lò phản ứng hạt nhân tiên tiến mới, dự kiến đưa tổ máy đầu tiên vào vận hành vào khoảng năm 2030 và hình thành nguồn cung điện hạt nhân không carbon ổn định khoảng 500 MW trước năm 2035, nhằm hỗ trợ vận hành lâu dài cho trung tâm dữ liệu.
Trong làn sóng xây dựng nhà máy điện hạt nhân, Meta là một trong những người tham gia tích cực nhất. Tính đến nay, quy mô tài nguyên điện hạt nhân mà Meta dự kiến đảm bảo đã đạt 6,6 GW. Để so sánh, tổng công suất các nhà máy điện hạt nhân đang vận hành tại Mỹ hiện nay khoảng 97 GW.
Tất cả các dự án này đều được đưa vào khuôn khổ “Meta Compute” của Meta – chiến lược cấp cao do Meta đề xuất đầu năm nay, nhằm thống nhất quy hoạch cơ sở hạ tầng tính toán và điện năng cho AI trong tương lai.
Dữ liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế cho thấy đến năm 2030, mức tiêu thụ điện toàn cầu của các trung tâm dữ liệu sẽ tăng gấp đôi, trong đó AI là yếu tố thúc đẩy chính nhất. Mỹ chiếm tỷ trọng cao nhất trong mức tăng này, tiếp theo là Trung Quốc.
Trong khi đó, dự báo trước đó của Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA) về việc "duy trì ổn định" công suất nguồn điện đến năm 2035 rõ ràng đã bị làn sóng AI phá vỡ.
Theo tổng hợp thông tin công khai, đến năm 2035, các ông lớn AI như Microsoft, Google, Meta, AWS... dự kiến sẽ trực tiếp hoặc gián tiếp đảm bảo công suất điện hạt nhân vượt quá 10 GW, và các dự án cơ sở hạ tầng mới vẫn tiếp tục được công bố liên tục.
AI đang trở thành “nhà tài trợ vàng” mới cho sự hồi sinh của điện hạt nhân, một mặt là lựa chọn thực tế của doanh nghiệp – so với điện gió, điện mặt trời, điện hạt nhân có ưu thế cung cấp điện ổn định 24/7, ít carbon và không phụ thuộc vào lưu trữ quy mô lớn; mặt khác cũng liên quan mật thiết đến môi trường chính sách.
Tháng 5 năm 2025, Tổng thống Mỹ Trump ký bốn mệnh lệnh hành pháp về “phục hưng năng lượng hạt nhân”, đề xuất nâng sản lượng điện hạt nhân Mỹ lên gấp bốn lần trong 25 năm, coi đây là một phần của chiến lược an ninh quốc gia và năng lượng.
Trong vòng một năm sau đó, cổ phiếu các công ty liên quan đến điện hạt nhân tăng mạnh toàn diện: đại diện là các nhà vận hành điện hạt nhân như Vistra, mức tăng tích lũy phổ biến trên 1,5 lần; trong khi các công ty tập trung vào lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) như Oklo, NuScale còn tăng mạnh hơn, mức tăng tích lũy đạt vài lần.
Chốc lát, dưới sức ép tiền bạc từ ngành công nghiệp AI và sự thúc đẩy từ chính phủ, điện hạt nhân một lần nữa quay trở lại trung tâm tranh luận về chính sách năng lượng và công nghiệp Mỹ.
02 Mô hình chạy nhanh, nhưng nhà máy xây không kịp
Mặc dù “sự phục hưng năng lượng hạt nhân” đã khích lệ tâm lý đầu tư, nhưng hiện tại điện hạt nhân vẫn chỉ chiếm khoảng 19% trong cơ cấu phát điện của Mỹ, và chu kỳ xây mới hoặc khởi động lại nhà máy thường tính bằng hàng chục năm. Nói cách khác, rủi ro nghẽn mạch hệ thống điện do AI gây ra vẫn chưa giảm.
PJM trong nhiều dự báo dài hạn cảnh báo rằng, trong thập kỷ tới, phần tải mới gần như hoàn toàn đến từ trung tâm dữ liệu và ứng dụng AI, nếu việc xây dựng nguồn phát và truyền tải điện không được đẩy nhanh, độ tin cậy cung cấp điện sẽ đối mặt với thách thức nghiêm trọng.
Là một trong những tổ chức truyền tải điện khu vực lớn nhất nước Mỹ, PJM bao phủ 13 bang và Đặc khu Columbia, phục vụ khoảng 67 triệu người, sự vận hành ổn định của nó ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực kinh tế trọng điểm miền Đông và Trung Bộ nước Mỹ.
Một bên là dòng vốn khổng lồ đổ vào cơ sở hạ tầng điện lực, một bên là tình trạng nghẽn mạch điện vẫn chưa được giải quyết.
Phía sau mâu thuẫn này là sự lệch pha nghiêm trọng giữa tốc độ mở rộng ngành công nghiệp AI và nhịp độ xây dựng hệ thống điện. Chu kỳ xây dựng một trung tâm dữ liệu AI siêu quy mô thường mất 1–2 năm, trong khi việc xây dựng đường dây truyền tải mới và hoàn tất phê duyệt nối lưới thường cần 5–10 năm.
Tải điện tiêu thụ từ trung tâm dữ liệu và AI không ngừng tăng, nhưng công suất phát điện bổ sung lại không thể đáp ứng. Dưới áp lực nghẽn mạch tài nguyên điện kéo dài, hậu quả trực tiếp là giá điện tăng vọt.
Tại các khu vực tập trung cao độ trung tâm dữ liệu như Bắc Virginia, giá điện dân dụng trong vài năm qua tăng mạnh, một số khu vực tăng hơn 200%, vượt xa mức lạm phát.
Một số báo cáo thị trường cho thấy, tại khu vực PJM, khi tải trung tâm dữ liệu tăng vọt, chi phí thị trường công suất điện đã tăng mạnh: tổng chi phí công suất đấu giá năm 2026–2027 khoảng 16,4 tỷ USD, chi phí liên quan đến trung tâm dữ liệu trong vài đợt gần đây đã chiếm gần một nửa tổng chi phí. Những chi phí tăng này sẽ được chuyển sang người tiêu dùng thông qua hóa đơn điện cao hơn.
Khi tâm lý dân chúng ngày càng bất mãn, tình trạng nghẽn mạch tài nguyên điện nhanh chóng lan rộng thành vấn đề xã hội. Cơ quan quản lý tại New York và một số nơi khác đã明确提出 yêu cầu các trung tâm dữ liệu lớn phải chịu trách nhiệm nhiều hơn đối với nhu cầu điện tăng vọt và chi phí nối lưới, mở rộng lưới điện, bao gồm phí kết nối cao hơn và nghĩa vụ công suất dài hạn.
“Trước khi ChatGPT xuất hiện, chúng tôi chưa từng thấy sự tăng trưởng tải như vậy,” Chủ tịch Ủy ban Điện lực Công cộng lớn của Mỹ Tom Falcone từng phát biểu công khai. “Đây là vấn đề liên quan đến toàn bộ chuỗi cung ứng, liên quan đến các công ty tiện ích, ngành công nghiệp, lực lượng lao động và kỹ sư – những người này không thể xuất hiện một cách thần kỳ.”
Tháng 11 năm ngoái, cơ quan quản lý thị trường PJM đã gửi khiếu nại chính thức đến Ủy ban Quản lý Năng lượng Liên bang Mỹ (FERC), đề nghị PJM không nên phê duyệt bất kỳ dự án kết nối trung tâm dữ liệu lớn mới nào trước khi cải tiến các thủ tục liên quan, với lý do tồn tại vấn đề về độ tin cậy và khả năng chi trả.
Để đối phó với mức tiêu thụ điện khổng lồ của trung tâm dữ liệu AI, một số bang và công ty điện lực Mỹ đã bắt đầu thiết lập các “hạng mục giá điện riêng cho trung tâm dữ liệu”. Ví dụ, Kansas thông qua quy tắc giá điện mới vào tháng 11 năm 2025, đặt ra yêu cầu về hợp đồng dài hạn, phân bổ giá điện và chia sẻ chi phí cơ sở hạ tầng cho các khách hàng sử dụng điện lớn (như trung tâm dữ liệu) từ 75 MW trở lên, đảm bảo các khách hàng lớn này gánh thêm chi phí lưới và nâng cấp.
Ông Brad Smith, Chủ tịch Microsoft, gần đây trong một cuộc phỏng vấn nói rằng, các nhà vận hành trung tâm dữ liệu nên “tự trả tiền cho con đường của mình”, chi trả giá điện cao hơn hoặc các khoản phí tương ứng cho việc sử dụng điện, nối lưới và nâng cấp lưới điện, tránh chuyển chi phí sang người dùng điện thông thường.
Ở nước ngoài, trong những năm gần đây, Amsterdam, Dublin và Singapore – các khu vực ngoài Mỹ – đã tạm dừng nhiều dự án trung tâm dữ liệu mới, nguyên nhân chủ yếu là thiếu cơ sở hạ tầng điện lực tương ứng.
Dưới các ràng buộc nghiêm ngặt hơn về điện năng và đất đai, việc mở rộng trung tâm dữ liệu đã trở thành bài kiểm tra năng lực cơ sở hạ tầng nền tảng và huy động vốn của quốc gia. Ngoài hai cường quốc lớn Trung-Mỹ, hầu hết các nền kinh tế khó có thể đồng thời đáp ứng năng lực kỹ thuật như vậy.
Thậm chí từ tình trạng nghẽn mạch điện hiện tại tại Mỹ cũng dễ nhận thấy: chỉ dựa vào việc đổ tiền xây nhà máy điện mới, cũng chưa chắc đã giải quyết được khủng hoảng năng lượng thời đại AI.
03 Phải xây dựng lưới điện, cũng phải “nhìn trời”
Ngoài phía nhà máy điện, vấn đề cấu trúc lớn hơn của nghẽn mạch điện nằm ở sự tụt hậu kéo dài trong xây dựng lưới truyền tải điện của Mỹ.
Một số báo cáo ngành cho thấy, năm 2024 Mỹ chỉ thêm mới 322 dặm (345kV trở lên) đường dây truyền tải điện áp cao, là một trong những năm xây dựng chậm nhất trong 15 năm qua; trong khi năm 2013 con số này gần 4000 dặm.
Khả năng truyền tải kém có nghĩa là ngay cả khi có thêm nhà máy điện đi vào hoạt động, điện năng cũng có thể không được vận chuyển hiệu quả đến các khu vực tiêu thụ điện dày đặc do không thể truyền tải xa.
Trong giai đoạn 2023–2024, PJM nhiều lần cảnh báo rằng do tốc độ xây dựng truyền tải không thể đẩy nhanh và nguồn phát không theo kịp, sự gia tăng tải trung tâm dữ liệu mới đã buộc các đơn vị vận hành lưới điện phải áp dụng các biện pháp phi thường để duy trì ổn định hệ thống, bao gồm đề xuất cắt điện hoặc yêu cầu một số trung tâm dữ liệu tự cung cấp điện trong điều kiện nhu cầu cực đoan, nếu không rủi ro độ tin cậy sẽ gia tăng nghiêm trọng hơn.
So sánh, Trung Quốc, được mệnh danh là “quái vật cơ sở hạ tầng”, luôn duy trì tốc độ tăng trưởng cao và đổi mới công nghệ trong xây dựng lưới điện. Trong những năm gần đây, Trung Quốc liên tục đẩy mạnh xây dựng siêu cao áp, riêng giai đoạn 2020–2024 đã đưa vào vận hành nhiều tuyến đường dây siêu cao áp ±800kV, 1000kV, trung bình mỗi năm thêm hàng ngàn km đường dây truyền tải.
Về quy mô lắp đặt, đến năm 2025 tổng công suất lắp đặt của Trung Quốc dự kiến vượt quá 3600+ GW, tăng trưởng ổn định so với năm 2024, và kế hoạch thêm mới công suất phát điện tái tạo toàn năm từ 200–300 GW.
Sự chênh lệch về năng lực xây dựng cơ sở hạ tầng lưới điện này trong ngắn hạn không phải là điều Mỹ có thể bù đắp chỉ bằng chính sách hay vốn.
Trong bối cảnh tải AI tăng vọt, Ủy ban Quản lý Năng lượng Liên bang Mỹ (FERC) chính thức ban hành Lệnh số 1920 vào tháng 5 năm 2024, hoàn tất cải cách quy hoạch truyền tải khu vực khởi động từ năm 2021. Quy định mới yêu cầu các công ty tiện ích thực hiện quy hoạch định hướng 20 năm và đưa các tải mới như trung tâm dữ liệu vào thảo luận phân bổ chi phí.
Tuy nhiên, do quy trình triển khai, phê duyệt dự án và chu kỳ xây dựng kéo dài, chính sách này giống như công cụ “bù đắp lưới” trung và dài hạn, áp lực nghẽn mạch tài nguyên điện thực tế vẫn sẽ tiếp diễn. Trong bối cảnh này, triển khai tính toán trên không gian đã trở thành hướng đi mới được ngành công nghiệp nhắm tới.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp công nghệ toàn cầu đang thúc đẩy khái niệm “năng lực tính toán không gian”, tức là triển khai các nút tính toán hoặc trung tâm dữ liệu có khả năng huấn luyện/suy luận AI trên quỹ đạo thấp (LEO), nhằm giải quyết các điểm nghẽn về năng lượng, tản nhiệt và kết nối của trung tâm dữ liệu mặt đất.
Điển hình là SpaceX, vệ tinh quỹ đạo thấp và liên kết laser giữa các vệ tinh được coi là nền tảng để xây dựng mạng “tính toán quỹ đạo” phân tán. SpaceX tận dụng chòm sao Starlink để khám phá tính toán biên trên quỹ đạo, phục vụ xử lý cảm biến từ xa và suy luận thời gian thực, giảm áp lực truyền về mặt đất và tiêu thụ năng lượng.
Mặt khác, công ty khởi nghiệp Starcloud đã phóng vệ tinh Starcloud-1 vào tháng 11 năm 2025, mang theo chip NVIDIA H100 và hoàn thành xác minh suy luận trên quỹ đạo. Trường hợp này cho thấy việc triển khai năng lực tính toán trên không gian đã có thể bước vào giai đoạn triển khai thực tế.
Trung Quốc cũng đang đẩy mạnh triển khai tính toán trên không gian. Chòm sao tính toán Tam Thể do Phòng thí nghiệm Chiết Giang dẫn đầu đã phóng thành công 12 vệ tinh đầu tiên, quy hoạch chính thức đạt mức năng lực tính toán 1000 POPS, dùng cho tính toán biên quỹ đạo, xử lý sơ bộ dữ liệu khối lượng lớn và suy luận AI.
Tuy nhiên, dù là tính toán trên không gian hay hệ thống năng lượng thế hệ mới, đều vẫn đang ở giai đoạn xác minh ban đầu. Điều này cũng giải thích vì sao trong năm qua, các ông lớn AI Mỹ đua nhau đầu tư vào cơ sở hạ tầng điện lực như nhà máy điện hạt nhân.
“Chúng ta cần nguồn điện sạch, đáng tin cậy có thể vận hành liên tục 24/7, 7 ngày mỗi tuần,” Giám đốc IEA Fatih Birol từng nói trong một buổi phỏng vấn, ông cho biết “năng lượng hạt nhân đang quay trở lại trung tâm sân khấu trên toàn cầu.”
Trong thực tế lưới điện mở rộng và xây dựng nguồn phát khó có thể theo kịp trong ngắn hạn, tình trạng nghẽn mạch tài nguyên điện tại Mỹ hiện nay không thể nhanh chóng được giảm nhẹ, việc tiếp tục đầu tư vốn quy mô lớn vào điện năng, đặc biệt là ngành công nghiệp điện hạt nhân, vẫn là lựa chọn duy nhất hiện tại.
Wood Mackenzie trong dự báo mới nhất chỉ ra rằng, khi tải trung tâm dữ liệu và trí tuệ nhân tạo tiếp tục đẩy cao nhu cầu điện, sản lượng điện hạt nhân của Mỹ sau năm 2035 có tiềm năng tăng khoảng 27% so với mức hiện nay.
Theo báo chí nước ngoài, chính phủ Mỹ đang hỗ trợ các nhà sản xuất thiết bị điện hạt nhân như Westinghouse thông qua các khoản vay, tín dụng xuất khẩu và dự án mẫu của Bộ Năng lượng, thúc đẩy xây dựng lò phản ứng mới và nâng cấp kéo dài tuổi thọ tổ máy, tái thiết năng lực công nghiệp điện hạt nhân.
Trong bối cảnh kép của ngành công nghiệp và chính sách thúc đẩy, trong một thời gian dài sắp tới, các ông lớn AI của Mỹ sẽ gắn chặt với ngành công nghiệp năng lượng hạt nhân.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
