Vì sao các nhà máy điện khí phục vụ trung tâm dữ liệu lại gây ô nhiễm đến vậy?

Amazon vừa thâu tóm một nhà máy điện khí ngoài lưới đang được xây dựng tại Texas để cấp nguồn cho trung tâm dữ liệu, nơi có thể trở thành một trong những nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất nước Mỹ. Nhưng quy mô không phải là lý do duy nhất khiến tác động khí hậu của dự án này nghiêm trọng đến vậy — mà nằm ở công nghệ tua-bin chu trình đơn (simple cycle turbines) kém hiệu quả hơn nhiều so với các nhà máy điện tiêu chuẩn. Xu hướng sử dụng loại tua-bin này đang gia tăng tại các dự án trung tâm dữ liệu trên khắp nước Mỹ, kéo theo những hệ lụy lớn cho ngành AI và lưới điện tương lai.

Công nghệ cũ, hiệu quả thấp

Nhà máy điện của Amazon tại Texas được cấp phép phát thải lên tới 33 triệu tấn khí nhà kính mỗi năm. Điểm đáng chú ý là dự án này chỉ sử dụng tua-bin chu trình đơn — loại tua-bin trộn nhiên liệu và không khí trong buồng đốt để tạo năng lượng, đồng thời thải ra một lượng nhiệt lớn bị lãng phí. Trong khi đó, các nhà máy điện thông thường dùng tua-bin chu trình hỗn hợp (combined cycle units), bổ sung thêm tua-bin hơi nước để tận dụng nhiệt thải, tạo thêm năng lượng và giảm đáng kể lượng phát thải cho cùng một đơn vị điện năng.

Mức phát thải cho phép của các nhà máy khí tự nhiên thường cao hơn nhiều so với thực tế. Nhưng kể cả khi chỉ phát thải một nửa so với giấy phép, nhà máy của Amazon vẫn gây ô nhiễm nhiều hơn 78 nhà máy khí cỡ trung bình, theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA).

Người phát ngôn của Amazon, Margaret Callahan, cho biết qua email với WIRED rằng nhà máy này cung cấp "điện tại chỗ mà không làm tăng chi phí điện cho các gia đình Texas", đồng thời khẳng định địa điểm còn có cả năng lượng mặt trời, lưu trữ pin và công ty vẫn cam kết đạt phát thải ròng bằng 0 vào năm 2040.

Vì sao các ông lớn công nghệ lại chọn tua-bin chu trình đơn?

Sử dụng tua-bin chu trình đơn đang trở thành xu hướng phổ biến trong giới phát triển điện cho trung tâm dữ liệu, bởi chúng cho phép triển khai nhanh chóng và linh hoạt hơn. Theo hồ sơ xin cấp phép, ít nhất ba nhà máy điện đang được công ty dầu khí Williams phát triển tại Ohio cho Meta cũng sẽ dùng loại tua-bin này. Tại Abilene, Texas, công ty Crusoe đang xây dựng nhà máy điện cho khuôn viên Stargate để cấp nguồn cho trung tâm dữ liệu của Microsoft với 39 tua-bin chu trình đơn. Hồ sơ xin phép cho trung tâm dữ liệu Goodnight của Google tại một địa điểm khác ở Texas (do Crusoe phát triển) mô tả việc sử dụng 20 tua-bin loại này. Cả hai khu trung tâm dữ liệu Colossus 1 và Colossus 2 của xAI tại Memphis cũng được cấp nguồn bởi hàng chục tua-bin chu trình đơn. Tất cả đều được phép thải ra hàng triệu tấn khí nhà kính.

Britt Burt, Phó chủ tịch cấp cao tại Industrial Info Resources, một công ty tư vấn thị trường năng lượng, cho biết ông không ngờ giới phát triển trung tâm dữ liệu lại phụ thuộc nặng nề vào tua-bin chu trình đơn đến vậy: "Đây không phải cách hiệu quả nhất để sử dụng tua-bin khí."

Tốc độ và chi phí là yếu tố quyết định

Lý do chính khiến các công ty chấp nhận công nghệ kém hiệu quả nằm ở tốc độ và chi phí. Với các doanh nghiệp đang chạy đua đưa trung tâm dữ liệu vào hoạt động, việc lắp đặt một vài tua-bin chu trình đơn nhanh và rẻ hơn nhiều so với chờ đợi thiết bị bổ sung cho hệ thống chu trình hỗn hợp — đặc biệt trong bối cảnh tồn đọng đơn đặt hàng tua-bin kéo dài nhiều năm.

Ngoài ra, nhu cầu năng lượng của trung tâm dữ liệu, đặc biệt là các hệ thống đào tạo AI, dao động rất mạnh. Tua-bin chu trình đơn có ít bộ phận chuyển động hơn nên khởi động và tắt nhanh hơn, phù hợp với việc AI cần các đợt tăng cường năng lượng đột ngột. Trên thực tế, nhiều nhà điều hành trung tâm dữ liệu báo cáo tua-bin bị hỏng vì stress cực lớn khi bật/tắt liên tục.

Stephen Lynch, giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Đại học Penn State, giám đốc Trung tâm Nghiên cứu và Đào tạo về Tua-bin Khí, nhận định: "Nếu tải dao động mạnh, tốt hơn nên có 30 thiết bị bật/tắt riêng lẻ thay vì một cỗ máy khổng lồ không thích bị bật tắt."

Một ưu điểm khác: tua-bin chu trình đơn thường không cần nước — vốn đang là vấn đề gây tranh cãi tại nhiều cộng đồng gần trung tâm dữ liệu. Burt ước tính một nhà máy chu trình hỗn hợp 250 MW có thể dùng khoảng 75.000 gallon nước mỗi giờ. Hồ sơ xin cấp phép của nhà máy Amazon mới đây thậm chí còn liệt kê việc không sử dụng nước của công nghệ này như một "lợi ích môi trường".

Nguy cơ lưới điện song song gây ô nhiễm

Chính phủ liên bang và ngày càng nhiều thống đốc bang trên khắp nước Mỹ đang khuyến khích các nhà cung cấp điện cho trung tâm dữ liệu tự trang bị hoặc xây dựng nguồn điện riêng để tránh làm tăng hóa đơn tiền điện của người dân. Một số công ty hứa hẹn sẽ kết nối nhà máy của họ với lưới điện trong tương lai — Amazon cho biết nhà máy Texas "được thiết kế để chuyển sang dịch vụ kết nối lưới khi điều kiện cho phép", còn Williams cho biết có thể xem xét kết nối các nhà máy ở Ohio sau này.

Thông thường, các nhà máy dùng tua-bin chu trình đơn (gọi là peaker plants) được vận hành chỉ để cấp điện khẩn cấp khi nhu cầu cao. Nhưng hiện nay, việc xây dựng ồ ạt các nhà máy điện riêng biệt (islanded) với tua-bin kém hiệu quả — nhiều nhà máy được thiết kế để vận hành trong nhiều thập kỷ — đang đe dọa tạo ra một "lưới điện nhiên liệu hóa thạch song song" thải ra hàng triệu tấn khí nhà kính.

Nếu bong bóng AI vỡ hoặc nhu cầu năng lượng của các công ty công nghệ giảm xuống, những nhà máy khí khổng lồ này có thể mất đi mục đích sử dụng. Burt gọi đó là "tài sản chết" (stranded asset), vừa nói vừa cười khẩy.

Bài viết được chuyển thể và biên tập từ báo cáo của WIRED, cập nhật tháng 8/2026, với bối cảnh và thuật ngữ phù hợp cho độc giả Việt Nam quan tâm đến xu hướng năng lượng và AI toàn cầu.