Trung tâm dữ liệu Mỹ tiêu thụ 17 tỷ gallon nước mỗi năm: Cái giá ẩn của cơn sốt AI

Theo một báo cáo mới được công bố bởi Cơ quan Nghiên cứu Quốc hội Mỹ (CRS), các trung tâm dữ liệu tại Mỹ đã tiêu thụ ước tính khoảng 17 tỷ gallon nước (khoảng 64 tỷ lít) trong năm 2023, tăng gấp ba lần so với mức tiêu thụ của năm 2014. Con số này phản ánh sự bùng nổ xây dựng hạ tầng dữ liệu phục vụ cho làn sóng trí tuệ nhân tạo (AI), nhưng đồng thời cũng hé lộ một vấn đề môi trường lớn đang bị bỏ ngỏ.

Điều đáng chú ý là phần lớn lượng nước này không hề được sử dụng trực tiếp trong khuôn viên trung tâm dữ liệu. Báo cáo chỉ ra rằng hơn 80% dấu chân nước (water footprint) của một trung tâm dữ liệu đến từ việc sản xuất điện năng để vận hành chúng, trong khi lượng nước dùng trực tiếp cho hệ thống làm mát chỉ chiếm khoảng 2% tổng lượng nước tiêu thụ của toàn nước Mỹ.

Nước gián tiếp: Gánh nặng lớn hơn từ ngành điện

Báo cáo của CRS phân biệt rõ hai loại tiêu thụ nước: trực tiếp (dùng cho thiết bị làm mát, vệ sinh) và gián tiếp (dùng để sản xuất điện tại các nhà máy điện). Phần lớn các hệ thống làm mát bay hơi truyền thống và quá trình tạo ra hơi nước quay tua-bin tại các nhà máy nhiệt điện đều cần một lượng nước khổng lồ. Chính vì vậy, việc các trung tâm dữ liệu ngày càng "khát" điện đã vô tình khiến nhu cầu nước tăng theo cấp số nhân.

Các hệ thống AI mới, đặc biệt là các cụm GPU hiệu năng cao phục vụ việc huấn luyện mô hình, thường có mật độ tiêu thụ điện năng lớn hơn hẳn các thế hệ máy chủ cũ. Điều này không chỉ làm tăng nhu cầu làm mát trực tiếp mà còn khiến "hóa đơn" nước gián tiếp từ ngành điện tăng vọt. Dữ liệu của CRS kết thúc vào năm 2023, thời điểm bùng nổ đầu tư vào hạ tầng AI chỉ mới bắt đầu, nên lượng tiêu thụ thực tế hiện tại có thể còn cao hơn nhiều.

"Trung tâm dữ liệu không dùng nước" — một quan niệm sai lầm?

Một điểm quan trọng mà báo cáo nhấn mạnh là sự đánh đổi giữa nước và điện trong các hệ thống làm mát. Một số công ty quảng bá trung tâm dữ liệu của họ là "không dùng nước" (waterless) vì không sử dụng tháp giải nhiệt bay hơi. Tuy nhiên, CRS cảnh báo rằng việc này chỉ đơn thuần là chuyển gánh nặng sang ngành điện. Các hệ thống làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng chất lỏng (liquid cooling) thường tiêu tốn điện năng nhiều hơn đáng kể so với hệ thống bay hơi, do đó lượng nước gián tiếp từ việc sản xuất điện để vận hành chúng lại tăng lên — không hề "biến mất" đi.


Các phương pháp làm mát khác nhau có sự đánh đổi nhất định giữa lượng nước tiêu thụ trực tiếp và điện năng tiêu hao.

Xung đột lợi ích với cộng đồng địa phương

Với việc 97% lượng nước mà các trung tâm dữ liệu sử dụng đến từ hệ thống cấp nước đô thị, sự phát triển này đang trực tiếp cạnh tranh nguồn tài nguyên với người dân và các ngành công nghiệp khác, đặc biệt là tại những khu vực khan hiếm nước như California hay nhiều bang miền Tây nước Mỹ.

Vấn đề này đã dẫn đến các vụ kiện tụng. Gần đây, một trung tâm dữ liệu công suất 330 MW tại California đang xin phép sử dụng 287 triệu gallon nước từ đất nông nghiệp bị bỏ hoang, gây ra tranh chấp pháp lý gay gắt. Báo cáo của CRS không đưa ra giải pháp cụ thể mà chỉ ra rằng chính sự thiếu dữ liệu nhất quán là rào cản lớn nhất để đánh giá các quyết định phân bổ nước.

Thiếu dữ liệu liên bang: Vấn đề gốc rễ

Hiện tại, chính phủ liên bang Mỹ không có hệ thống theo dõi tập trung nào về lượng nước tiêu thụ của ngành công nghiệp trung tâm dữ liệu. Việc cung cấp nước chủ yếu do các bang quản lý, dẫn đến các quy định báo cáo chồng chéo và không thống nhất. Nhiều hợp đồng dịch vụ nước còn có điều khoản bảo mật, hạn chế công khai thông tin về mức phí và lượng nước tiêu thụ của từng doanh nghiệp, khiến các cộng đồng địa phương gặp khó khăn trong việc so sánh giữa lợi ích kinh tế mà trung tâm dữ liệu hứa hẹn với chi phí tài nguyên thực tế.

Quy định pháp lý còn chậm chạp

Mặc dù một số thành viên Quốc hội đã đưa ra các dự luật nhằm cải thiện việc báo cáo sử dụng nước và khuyến khích tái sử dụng, hầu hết vẫn ở giai đoạn giới thiệu ban đầu. Theo thống kê từ trang Data Center Water Leaks, trong khi Liên minh Châu Âu (EU) đã có những quy định bắt buộc báo cáo lượng nước tiêu thụ hàng năm, thì Mỹ vẫn đang loay hoay trong việc thiết lập một chuẩn mực thống nhất cho toàn quốc.


Lượng nước tiêu thụ của trung tâm dữ liệu tại Mỹ tăng gấp ba lần trong giai đoạn 2014-2023.

Bài học cho Việt Nam

Mặc dù quy mô thị trường khác biệt, bài học từ Mỹ là lời cảnh báo hữu ích cho Việt Nam khi ngày càng có nhiều trung tâm dữ liệu được xây dựng phục vụ cho chiến lược chuyển đổi số quốc gia và thu hút đầu tư nước ngoài. Việc quy hoạch các khu công nghệ cao cần tính đồng thời đến bài toán cung cấp điện và nước, đặc biệt tại khu vực phía Nam - nơi thường xuyên đối mặt với nguy cơ hạn hán và thiếu nước. Việc áp dụng sớm các tiêu chuẩn báo cáo minh bạch về tài nguyên sẽ giúp Việt Nam tránh được những xung đột tương tự sau này.

Báo cáo của CRS cho thấy các trung tâm dữ liệu vẫn có thể hoạt động hiệu quả, nhưng cái giá phải trả cho môi trường và cộng đồng địa phương là không hề nhỏ. Khi làn sóng AI tiếp tục lan rộng, cuộc đua về tài nguyên nước và điện sẽ ngày càng trở nên căng thẳng nếu không có những chính sách điều tiết minh bạch và nhìn xa trông rộng.