Cơn sốt AI mang lại cơ hội mới cho các nhà máy điện hạt nhân tại Mỹ

Three Mile Island đang hồi sinh trở lại với tư cách là một phần trong các nỗ lực nhằm đáp ứng nhu cầu khổng lồ về điện của ngành công nghiệp trí tuệ nhân tạo. Ảnh: Getty Images

Nhà máy điện hạt nhân hồi sinh nhờ Microsoft

Khi nhà máy điện Three Mile Island ở bang Pennsylvania ngừng hoạt động vào năm 2019, nó được coi là tín hiệu cho sự kết thúc mang tính biểu tượng của ngành công nghiệp năng lượng hạt nhân tại Mỹ. Năm 1979, cơ sở này là nơi xảy ra thảm họa hạt nhân tồi tệ nhất trong lịch sử nước Mỹ khi một lò phản ứng bị tan chảy một phần.

Những lo ngại về vụ việc đã thúc đẩy một loạt quy định kiểm soát chặt chẽ hơn, được cho là góp phần loại bỏ hầu hết các dự án năng lượng hạt nhân trong nhiều thập kỷ sau đó.

Nhiều nhà máy đã được xây dựng từ trước vẫn tiếp tục duy trì hoạt động. Tuy nhiên, 40 năm sau, phần lớn các cơ sở, bao gồm cả Three Mile Island đã lần lượt bị đóng cửa, do những khó khăn về tài chính, và sự cạnh tranh quyết liệt từ khí đốt tự nhiên giá rẻ. Các vụ đóng cửa đã phủ bóng đen lên tương lai của năng lượng hạt nhân tại Mỹ.

Thế nhưng, giờ đây, Three Mile Island đang hồi sinh trở lại với tư cách là một phần trong các nỗ lực nhằm đáp ứng nhu cầu khổng lồ về điện của ngành công nghiệp trí tuệ nhân tạo (AI). Chủ sở hữu nhà máy Constellation Energy hồi tuần trước cho biết sẽ mở lại cơ sở này sau khi Microsoft đồng ý mua 100% sản lượng điện từ nhà máy trong 20 năm để cung cấp năng lượng sạch cho các trung tâm dữ liệu của mình.

“Đây là nơi xảy ra thất bại lớn nhất của ngành, và giờ đây, nó rất có thể sẽ là nơi mở đầu cho một sự tái sinh”, ông Joseph Dominguez, Giám đốc điều hành của Constellation, chia sẻ với tờ The New York Times.

Dự kiến, Three Mile Island sẽ chính thức mở cửa trở lại vào năm 2028 sau khi chi khoảng 1,6 tỉ đô la Mỹ để tân trang, cải tạo cơ sở hạ tầng, và đổi tên thành Trung tâm Năng lượng sạch Crane. Nếu được các cơ quan quản lý chấp thuận, Three Mile Island sẽ cung cấp cho Microsoft lượng điện 835 megawatt, đủ dùng cho 700.000 ngôi nhà.

Quá trình này được dự báo sẽ không dễ dàng bởi Constellation sẽ cần phải vượt qua các rào cản pháp lý nghiêm ngặt, bao gồm các cuộc thanh tra an toàn chuyên sâu từ Ủy ban Quản lý hạt nhân liên bang. Thỏa thuận này cũng đặt ra những câu hỏi hóc búa về các khoản miễn thuế liên bang, vì năng lượng từ nhà máy sẽ được sản xuất cho một công ty tư nhân duy nhất thay vì một công ty tiện ích phục vụ toàn bộ cộng đồng.

Thông tin này đã được đón nhận với nhiều phản ứng trái chiều. Trong khi những người ủng hộ an toàn hạt nhân đã bày tỏ sự lo ngại, một số nhà lãnh đạo cộng đồng lại hoan nghênh sự phát triển này khi đề cập đến tiềm năng phục hồi kinh tế trong bối cảnh khu vực này đang gặp nhiều khó khăn về tài chính.

Điện hạt nhân - lời giải cho bài toán năng lượng phục vụ AI

Nếu kế hoạch thành công, đây sẽ là lần đầu tiên một nhà máy điện hạt nhân của Mỹ mở cửa trở lại sau khi ngừng hoạt động, và cũng là lần đầu tiên toàn bộ sản lượng của một nhà máy điện hạt nhân thương mại được phân bổ cho một khách hàng duy nhất. Điều này diễn ra trong bối cảnh cả ngành điện và công nghệ đều đang thay đổi nhanh chóng.

Công nghệ nền tảng của các chương trình AI như ChatGPT của OpenAI, AI Overviews của Google và Copilot của Microsoft tiêu thụ rất nhiều điện năng. Các chương trình này sử dụng nhiều dữ liệu hơn, phức tạp hơn và sử dụng phần cứng tiêu tốn nhiều điện hơn so với các thuật toán web truyền thống. Ví dụ, việc tìm kiếm trên web hỗ trợ AI có thể tiêu tốn lượng điện gấp 5-10 lần so với các web thông thường.

Thế giới hiện đang phải vật lộn để tạo ra đủ lượng điện đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của Internet, và sự xuất hiện của các công nghệ AI càng khiến sức ép đối với nguồn cung trở nên nặng nề hơn. Các mạng lưới điện lớn và các công ty điện trên khắp nước Mỹ đang cảnh báo rằng nhu cầu điện cho công nghệ AI đang vượt quá năng lực của họ.

Một số trung tâm dữ liệu lớn nhất thế giới - bao gồm Thụy Điển, Singapore, Amsterdam (Hà Lan) và vùng ngoại ô Washington, D.C. (Mỹ) đều đang phải vật lộn tìm kiếm nguồn điện để vận hành các dự án mới xây dựng. Rất khó để dự đoán chính xác lượng điện mà AI sẽ cần trong vòng vài năm tới, nhưng đó có thể là một con số rất lớn. Theo ước tính sơ bộ, lượng điện này có thể tương đương với mức tiêu thụ hàng năm của Argentina, hoặc thậm chí là Ấn Độ.

Để lấp đầy khoảng trống, nhiều công ty công nghệ đã chuyển sang nguồn điện dồi dào, đáng tin cậy sẵn có: đốt nhiên liệu hóa thạch. Tại Mỹ, những kế hoạch đóng cửa các nhà máy điện chạy bằng than đang bị trì hoãn ở Tây Virginia, Maryland, Missouri và nhiều nơi khác để đảm bảo cung cấp đủ điện cho các trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, việc đốt nhiên liệu hóa thạch để cung cấp điện cho AI có nghĩa là sự bùng nổ của công nghệ mới có thể đe dọa làm chậm quá trình chuyển đổi sang năng lượng xanh.

Đây là một vấn đề lớn đối với các công ty công nghệ đang phát triển các trung tâm dữ liệu, đặc biệt là khi nhiều công ty trong số này đã cam kết cắt giảm đáng kể lượng khí thải carbon. Ví dụ, Microsoft đã cam kết sẽ đạt được “âm carbon” - tức là loại bỏ nhiều carbon khỏi khí quyển hơn lượng phát thải, vào năm 2030.

Trong khi đó, các dự án năng lượng tái tạo, bao gồm điện mặt trời, điện gió và địa nhiệt hiện không theo kịp nhu cầu của AI, cả về công suất lẫn mức độ ổn định. Đây là thách thức lớn với các công ty công nghệ, bởi nhu cầu điện của các trung tâm dữ liệu cần phải được đáp ứng vào mọi thời điểm trong ngày, không chỉ khi trời nắng hay gió thổi.

Do vậy, việc đầu tư vào năng lượng hạt nhân được kỳ vọng sẽ giúp giải quyết các vấn đề trên. Một mặt, đây được coi là nguồn năng lượng sạch, không tạo ra khí thải nhà kính. Mặt khác, điện hạt nhân cũng giúp mang lại nguồn điện ổn định, đáng tin cậy hơn so với năng lượng tái tạo, và đáp ứng tốt nhu cầu của các trung tâm dữ liệu.

Theo dữ liệu của Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ, các nhà máy điện hạt nhân đã tạo ra khoảng 18,6% tổng lượng điện tại nước này trong năm ngoái.

Tuy nhiên, kế hoạch của Microsoft cũng làm dấy lên mối lo ngại trong số những người ủng hộ năng lượng sạch rằng các công ty công nghệ đang chuyển từ việc thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch sang cản trở quá trình này bằng việc giành lấy một lượng điện sạch quá lớn.

Ngành công nghệ đặt niềm tin vào điện hạt nhân

Three Mile Island không phải là nhà máy hạt nhân duy nhất có thể khôi phục hoạt động. Công ty Holtec - chủ sở hữu của nhà máy Palisades đã ngừng hoạt động ở Tây Michigan, cũng đang nỗ lực đưa cơ sở này mở cửa trở lại. Ban lãnh đạo hãng kỳ vọng sẽ đưa năng lượng hạt nhân từ Palisades vào lưới điện của khu vực từ cuối năm sau.

Các công ty công nghệ cũng đang hành động một cách khẩn trương. Microsoft đang nỗ lực xây dựng một lưới điện không phát thải carbon để cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động của mình, bao gồm cả các trung tâm dữ liệu. Trong đó, các nhà máy hạt nhân sẽ là một thành phần quan trọng, giúp đảm bảo “nguồn cung điện chắc chắn”.

Hồi đầu năm nay, một đại gia công nghệ lớn khác là Amazon cũng đã đạt thỏa thuận mua một trung tâm dữ liệu hoàn toàn chạy bằng điện hạt nhân tại bang Pennsylvania trị giá 650 triệu đô la Mỹ. Công ty này cũng đang đàm phán để đảm bảo nguồn cung năng lượng dọc theo Bờ Đông nước Mỹ từ một nhà máy điện hạt nhân khác của Constellation.

Ngoài việc tìm kiếm hợp đồng cung cấp điện từ các nhà máy hạt nhân hiện có, các công ty công nghệ cũng rất lạc quan về các công nghệ hạt nhân thế hệ tiếp theo. Một số công ty đang nghiên cứu tiềm năng đặt cơ sở của họ gần các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ, có thể cung cấp điện trực tiếp.

Các công nghệ như vậy vẫn còn trong giai đoạn trứng nước và vẫn chưa được các cơ quan quản lý chấp thuận. Tuy nhiên, những thách thức đó không thể ngăn cản TerraPower - công ty khởi nghiệp do tỉ phú Bill Gates đồng sáng lập mạnh tay đầu tư, và khởi công xây dựng một cơ sở hạt nhân hồi tháng 6 vừa qua tại bang Wyoming.

Google, Microsoft và một số công ty khác cũng đã đầu tư hoặc đồng ý mua điện từ các công ty khởi nghiệp có những dự án đầy hứa hẹn về phản ứng tổng hợp hạt nhân - một dạng năng lượng hạt nhân thậm chí còn mạnh hơn và sạch hơn vẫn còn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Microsoft đã ký hợp đồng mua năng lượng tổng hợp từ một công ty khởi nghiệp tuyên bố có thể cung cấp loại năng lượng này vào năm 2028.

Nguồn: The Atlantic, Washington Post, Reuters, Politico

Song Thanh