Bùng nổ trung tâm dữ liệu ở Texas có thể xóa sạch hai thập kỷ cải thiện chất lượng không khí

Làn sóng xây dựng trung tâm dữ liệu đang diễn ra với tốc độ chóng mặt tại Texas, nhưng theo một báo cáo mới công bố hôm thứ Ba, nó có thể xóa sạch phần lớn tiến bộ về chất lượng không khí mà bang này đạt được trong hơn hai thập kỷ qua.

Khu vực xây dựng hạ tầng năng lượng và trung tâm dữ liệu tại Texas

Mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào nguồn điện

Báo cáo do Trung tâm Nghiên cứu Tiên tiến Houston (HARC) thực hiện cho thấy tác động của ngành trung tâm dữ liệu lên chất lượng không khí phụ thuộc rất lớn vào cách các cơ sở này được cấp điện. Kịch bản tồi tệ nhất xảy ra khi trung tâm dữ liệu dựa vào các nhà máy khí đốt tự nhiên.

"Điều chúng tôi muốn chỉ ra ở đây là có sự gia tăng đáng kể lượng khí thải ô nhiễm khác nhau, và cần phải giải quyết vì nếu không sẽ gây hệ lụy nghiêm trọng cho con người và môi trường," Carlos Gamarra, Phó chủ tịch phụ trách năng lượng, không khí và công nghệ thông tin của HARC, cho biết.

Từ năm 2002 đến 2024, Texas đã cắt giảm mạnh các chất ô nhiễm không khí chính, đặc biệt từ lĩnh vực giao thông, công nghiệp và phát điện, ngay cả khi dân số bang tăng thêm hàng triệu người và nền kinh tế gần như tăng gấp đôi. Theo phân tích gần đây của Texas Tribune, ít nhất 288 dự án trung tâm dữ liệu đang được quy hoạch trên khắp bang.

Khí thải có thể tăng tới gần 400%

Theo mô hình của báo cáo, đến năm 2031, lượng khí thải nitơ oxit trên toàn bang có thể tăng 35% ngay cả trong kịch bản "phát thải ròng bằng không" sạch hơn, khi trung tâm dữ liệu kết nối với lưới điện và triển khai điện gió, điện mặt trời tại chỗ.

Tuy nhiên, ở kịch bản trung tâm dữ liệu chọn nguồn điện khí đốt tự nhiên tại chỗ theo cách truyền thống, con số này có thể tăng gần 400%. Tiếp xúc lâu dài với loại khí thải này có thể gây tổn hại hệ hô hấp, dẫn đến bệnh phổi mãn tính.

"Chúng ta cần đối xử với trung tâm dữ liệu như chính các cơ sở công nghiệp mà chúng là… để buộc chúng tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải công nghiệp và phát điện giống như những tiêu chuẩn đã tạo nên tiến bộ của Texas," Gamarra nói.

Nhóm nghiên cứu khẳng định vẫn chưa quá muộn để đảo ngược tình thế. Thay vì chọn những phương án năng lượng rẻ và nhanh nhất, các nhà lập pháp và lãnh đạo ngành tại Texas có cơ hội định hình chất lượng không khí bằng cách lựa chọn các nguồn năng lượng sạch hơn như điện gió, điện mặt trời và ban hành quy định phù hợp.

Vì sao trung tâm dữ liệu ảnh hưởng đến không khí?

Trung tâm dữ liệu cần điện để duy trì hoạt động của máy chủ. Các máy chủ này cũng cần hệ thống làm mát để tránh quá nhiệt, và một số công nghệ tiết kiệm nước nhất lại tiêu thụ điện nhiều nhất. Khi chip tính toán AI ngày càng mạnh và chạy ở nhiệt độ cao hơn, nhu cầu làm mát tăng lên, kéo theo mức tiêu thụ năng lượng tăng theo.

Trước đây, cách phổ biến nhất là kết nối với lưới điện Texas. Nhưng hiện nay thời gian chờ đấu nối rất dài. Theo hồ sơ nhà nước mùa hè này, ERCOT — đơn vị vận hành lưới điện — trong hai năm qua đã nhận hơn 500 yêu cầu đấu nối từ các hộ tiêu thụ điện lớn, phần lớn là trung tâm dữ liệu, so với chỉ khoảng hai chục yêu cầu của năm trước đó.

Các dự án trung tâm dữ liệu đề xuất tại Texas có công suất từ 5 đến 11.000 megawatt. Tổng nhu cầu điện ước tính của các dự án lớn lên tới 439 gigawatt, tương đương khoảng một phần ba tổng công suất phát điện của toàn nước Mỹ. Thống đốc Greg Abbott đã tạm dừng tiếp nhận đấu nối mới cho trung tâm dữ liệu vào lưới điện bang, chờ một cuộc kiểm toán về nhu cầu điện, lượng nước, hệ thống làm mát, hỗ trợ tài chính công và tác động đến cộng đồng của từng cơ sở.

"Thách thức hiện nay là khi các trung tâm dữ liệu muốn đấu nối vào lưới điện, họ phải chờ ba đến năm năm, và họ không thể đợi được. Vì vậy họ bắt đầu triển khai hệ thống năng lượng tại chỗ, và không phải lúc nào cũng chọn phương án phát điện sạch nhất vì áp lực tiến độ," Gamarra giải thích.

Ông cũng lưu ý rằng các công nghệ tái tạo sạch hơn không phải lúc nào cũng cung cấp được nguồn điện liên tục cho trung tâm dữ liệu, và các nhà vận hành chọn công nghệ sạch phải trả giá cao hơn.

Quay lại mức ô nhiễm của đầu những năm 2000

Các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa tác động của bốn kịch bản cung cấp điện lên mức ô nhiễm không khí trong 5 năm tới. Nếu các nhà máy khí đốt tự nhiên trở thành nguồn điện chính cho trung tâm dữ liệu:

• Nồng độ nitơ oxit tăng 136% vào năm 2031, tiến gần mức của năm 2004.
• Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi vượt mức năm 2002 tới 32%.
• Nồng độ bụi mịn (particulate matter) — loại hạt siêu nhỏ có thể xâm nhập sâu vào phổi và đi vào máu — tăng lên mức chưa từng thấy kể từ năm 2006.

Một số nhà khoa học coi bụi mịn là dạng ô nhiễm không khí nguy hiểm nhất vì có thể gây hen suyễn, nhịp tim bất thường và các bệnh hô hấp. Theo Gamarra, động cơ khí đốt tự nhiên tại chỗ thải ra lượng nitơ oxit cao gấp khoảng bốn lần so với điện lưới cho cùng một trung tâm dữ liệu. Ít nhất 32 nhà máy điện khí đang được quy hoạch tại Texas — nhiều hơn bất kỳ bang nào khác, theo tổ chức phi lợi nhuận Environmental Integrity Project.

"Chúng ta cần chú ý đến điều này, bởi vì chúng ta không muốn quay lại mức phát thải của đầu những năm 2000," Gamarra nhấn mạnh.

Các đô thị lớn như Houston, Dallas-Fort Worth, San Antonio và Austin vốn đã thường xuyên khó đáp ứng tiêu chuẩn ô nhiễm không khí liên bang, chủ yếu do lưu lượng giao thông dày đặc và nhiệt độ mùa hè cao. Ngay cả trong kịch bản cung cấp điện sạch nhất, báo cáo vẫn cho thấy khối lượng nhu cầu điện khổng lồ của trung tâm dữ liệu sẽ dẫn đến gia tăng phát thải.

Biểu đồ minh họa tác động môi trường của hạ tầng trung tâm dữ liệu

Bài học cho thị trường trung tâm dữ liệu Việt Nam

Câu chuyện tại Texas mang tính cảnh báo trực tiếp cho các quốc gia đang đẩy mạnh phát triển hạ tầng AI, trong đó có Việt Nam. Khi các ông lớn công nghệ tìm cách mở rộng trung tâm dữ liệu tại Đông Nam Á để đáp ứng nhu cầu AI tăng vọt, áp lực lên lưới điện và môi trường cũng gia tăng tương ứng.

Các chuyên gia cho rằng cơ quan quản lý cần yêu cầu chủ đầu tư công bố mức tiêu thụ điện, nguồn cung năng lượng và lượng phát thải tương ứng, để cộng đồng có thể đánh giá tác động trước khi đưa ra quyết định phát triển. Bên cạnh đó, việc ưu tiên nguồn năng lượng tái tạo, tiêu chuẩn kiểm soát ô nhiễm và minh bạch dữ liệu sẽ là yếu tố then chốt để làn sóng trung tâm dữ liệu không trở thành gánh nặng môi trường dài hạn.