Nghiên cứu mới từ Đại học Amsterdam cho thấy trí tuệ nhân tạo có thể vượt qua cả việc đào Bitcoin về mức tiêu thụ điện năng vào cuối năm 2025, khi các trung tâm dữ liệu AI dự kiến sẽ chiếm gần một nửa tổng điện năng tiêu thụ của toàn bộ ngành trung tâm dữ liệu toàn cầu.
Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Joule, nhu cầu điện năng từ các hệ thống AI tiên tiến có thể vượt qua mức tiêu thụ điện khét tiếng của việc đào Bitcoin vào cuối năm 2025. Alex de Vries-Gao, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Viện Nghiên cứu Môi trường của Đại học Vrije Amsterdam, dự báo rằng đến cuối năm 2025, AI có thể chiếm gần 50% tổng lượng điện tiêu thụ của các trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới, tăng mạnh từ mức 20% hiện tại.
Để đưa ra con số này, de Vries-Gao đã phân tích khối lượng sản xuất chip AI chuyên dụng, bao gồm dữ liệu từ TSMC về sản xuất bộ vi xử lý cho NVIDIA và AMD, sau đó so sánh với thông tin về mức tiêu thụ năng lượng của chúng. Ông ước tính nhu cầu điện của AI sẽ tăng lên 23 GW – tương đương với mức tiêu thụ của tất cả các trung tâm dữ liệu ở Anh. Con số này gần gấp đôi mức tiêu thụ hiện tại của mạng lưới đào Bitcoin, khoảng 10 GW.
Sự bùng nổ của AI tạo sinh đã kích hoạt làn sóng xây dựng trung tâm dữ liệu và sản xuất phần cứng chưa từng có. Khi các ứng dụng AI trở nên phức tạp hơn và được áp dụng rộng rãi, phần cứng chuyên dụng hỗ trợ chúng – các bộ gia tốc từ Nvidia và AMD – đã phát triển với tốc độ chưa từng thấy. Điều này đã thúc đẩy sự gia tăng đáng kể trong tiêu thụ năng lượng.
Công ty tư vấn ICF cũng dự đoán rằng đến năm 2030, nhu cầu điện từ các trung tâm dữ liệu Mỹ sẽ tăng 25%, với AI và các dịch vụ đám mây truyền thống chiếm phần lớn sự tăng trưởng này. Cơ quan Năng lượng Quốc tế dự báo nhu cầu điện toàn cầu từ các trung tâm dữ liệu có thể tăng gấp đôi từ năm 2022 đến 2026, đạt mức tương đương với mức tiêu thụ hàng năm của Nhật Bản.
Việc tính toán chính xác mức tiêu thụ năng lượng của AI gặp nhiều khó khăn do thiếu tính minh bạch từ phía các tập đoàn công nghệ lớn. Họ không chi tiết trong báo cáo những phần nào của lượng khí thải hoặc tiêu thụ là do AI gây ra. Goldman Sachs Research dự báo nhu cầu điện năng toàn cầu từ các trung tâm dữ liệu sẽ tăng 50% vào năm 2027 và có thể tăng tới 165% vào cuối thập kỷ so với năm 2023.
Tại Mỹ, các trung tâm dữ liệu hiện chiếm 4,4% tổng nhu cầu điện, tăng từ 1,9% năm 2018. Ở một số bang, con số này đã vượt 10% nguồn cung điện, với Virginia đạt tới 25%. Tình trạng này đặt ra thách thức lớn cho lưới điện và có thể ảnh hưởng đến mục tiêu khí hậu của các quốc gia.
Một số startup như DeepSeek tuyên bố mô hình của họ cần ít năng lượng hơn hàng chục lần so với các đối thủ thương mại. Tuy nhiên, ngay cả trong điều kiện này, vẫn tồn tại nguy cơ về nghịch lý Jevons: hiệu quả tăng có thể khuyến khích việc sử dụng AI nhiều hơn và nhìn chung làm tăng tổng mức tiêu thụ năng lượng.
Để quản lý nhu cầu năng lượng mới này, các chuyên gia kêu gọi cần có khoản đầu tư đáng kể vào hệ thống lưới điện. Goldman Sachs Research ước tính khoảng 720 tỷ USD cần được chi cho lưới điện đến năm 2030. Các dự án truyền tải có thể mất vài năm để được cấp phép và vài năm nữa để xây dựng, tạo ra nút thắt tiềm tàng cho sự tăng trưởng của trung tâm dữ liệu.
Mặc dù sự gia tăng nhu cầu điện cho các trung tâm dữ liệu có thể làm tăng lượng khí thải, nhưng mức tăng này sẽ nhỏ trong bối cảnh tổng thể của ngành năng lượng và có thể được bù đắp bởi việc giảm phát thải nhờ AI nếu công nghệ này được áp dụng rộng rãi. AI cũng có thể trở thành công cụ mạnh mẽ trong khám phá khoa học và đẩy nhanh đổi mới trong các công nghệ năng lượng như pin và năng lượng mặt trời.
Câu chuyện về tiêu thụ năng lượng của AI không chỉ là về công nghệ mà còn là bài kiểm tra quan trọng về cách chúng ta xử lý việc điện khí hóa rộng rãi hơn của nền kinh tế trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu.