AI mở "cánh cửa" cho năng lượng hạt nhân mới

TRƯỜNG ĐẶNG• 15/06/2024 03:30

Nhu cầu điện năng từ trung tâm dữ liệu và AI đang mở ra cơ hội cho các nhà phát triển lò phản ứng hạt nhân nhỏ và sạch đẩy mạnh đầu tư nghiên cứu và thương mại hóa.

AI khiến nhu cầu điện năng tăng vọt và vượt xa khả năng đáp ứng của các nhà máy điện thông thường

Cuộc đua về năng lượng trước cơn sóng AI

Một báo cáo của Goldman Sachs cho thấy các ứng dụng AI thúc đẩy nhu cầu năng lượng tổng thể của trung tâm dữ liệu tăng 160%. Nhiều chuyên gia ước tính rằng các truy vấn ChatGPT cần lượng điện gần gấp 10 lần so với tìm kiếm của Google.

>>Năng lượng tái tạo sẽ chiếm chủ đạo trong các trung tâm dữ liệu

Trên thực tế, lưới điện của một quốc gia như Hoa Kỳ cũng đang đạt hoặc gần tới công suất tối đa trước sự bùng nổ nhu cầu. Nguồn cung điện hiện nay vẫn chủ yếu dựa vào các nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch hiện có, cộng thêm các dự án năng lượng tái tạo từ gió và mặt trời.

Vấn đề ở chỗ, các dự án điện tái tạo còn vướng rất nhiều rào cản, từ khả năng lưu trữ, tính ổn định cho tới khó khăn trong quá trình kết nối với lưới điện. Tất cả những điều đó khiến các chuyên gia đã mường tượng về một cuộc khủng hoảng năng lượng.

Chip H100 của Nvidia, được trang bị 8 GPU và 2 CPU, tiêu tốn từ 8 - 10 kilowatt điện, đồng thời tạo ra nhiều nhiệt đến mức phải sử dụng lượng nước làm mát nhiều hơn tới 30% so với các trung tâm dữ liệu truyền thống.

Theo một nghiên cứu của Đại học Cornell, trên toàn cầu, nhu cầu AI có thể sử dụng tới 6,6 tỷ mét khối nước vào năm 2027, hoặc nhiều hơn tổng lượng nước tiêu thụ hàng năm của Đan Mạch hoặc một nửa Vương quốc Anh.

Công suất sẽ sớm tăng lên 100 kilowatt, tức về cơ bản nó cao gấp 10 lần so với các máy chủ được sử dụng trước đây, theo Arman Shehabi, một chuyên gia nghiên cứu năng lượng cơ sở dữ liệu từ Lawrence Berkeley Lab.

Những giải pháp tiềm năng mới

NuScale Power, một công ty đang thương mại hóa các hệ thống hạt nhân quy mô nhỏ, kỳ vọng đây là "thời điểm độc nhất" trước khi cơ hội mở ra. Công ty này đang đáp ứng những gì mà các trung tâm dữ liệu cần để thúc đẩy sự bùng nổ AI.

Cơ hội tiềm năng mở ra cho các lò phản ứng hạt nhân quy mô nhỏ (SMR) và các sáng kiến năng lượng khác

Những công ty như NuScale Power có một giải pháp: mỗi lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) có thể tạo ra 77 megawatt không chứa carbon liên tục, cho phép chúng hoạt động hoàn toàn độc lập với lưới điện.

Sau hơn một thập kỷ R&D, công ty Mỹ này đang hợp tác với nhà phát triển trung tâm dữ liệu Standard Power để cung cấp 24 SMR có khả năng tạo ra tổng cộng gần 2 gigawatt điện – đủ cho một thành phố cỡ trung bình.

>>Thế giới vẫn đầy trắc trở với năng lượng tái tạo

Tuy nhiên, công ty này chỉ triển khai các lò phản ứng cho đến cuối thập kỷ này. Công ty báo cáo doanh thu chỉ 4,6 triệu USD trong quý đầu tiên và lỗ 56,4 triệu USD khi chuẩn bị giao hàng thương mại.

NuScale là một trong nhiều công ty khởi nghiệp về hạt nhân và pin tận dụng cường độ năng lượng của AI. Doug Vine, Giám đốc phân tích tại Trung tâm Giải pháp Khí hậu và Năng lượng, một tổ chức tư vấn chính sách môi trường ở New York, cho biết các trung tâm dữ liệu điển hình sử dụng khoảng 32 megawatt điện, đủ cung cấp năng lượng cho 6.000 ngôi nhà, so với khoảng 80 megawatt cho các trung tâm dữ liệu định hướng AI.

Tuy nhiên, khó có hệ thống dựa trên phản ứng tổng hợp nào có thể trở nên khả thi về mặt thương mại cho đến những năm 2030.

SMR không phải là lựa chọn hạt nhân duy nhất. Các lò phản ứng vi mô nhỏ hơn như loại do Radiant Industries phát triển có thể được sử dụng để thay thế các máy phát điện dự phòng diesel gây ô nhiễm hoặc làm nguồn điện dự phòng cho các trung tâm dữ liệu khi cần thiết. Các bộ phát điện này có thể được vận chuyển trực tiếp từ nhà máy bằng xe tải hoặc máy bay và sản sinh công suất tới 1 MW.

“Chúng được đựng trong một thùng chứa duy nhất và có thể được thiết lập và bật lên. Điều đó có nghĩa là nếu bạn đột nhiên cần thêm năng lượng cho trung tâm dữ liệu, bạn có thể làm điều đó. Hoặc nếu bạn muốn thiết lập một trung tâm dữ liệu ở rìa hoặc trong lưới điện siêu nhỏ, nó có thể rất phù hợp cho việc đó. Chỉ mất vài ngày để thiết lập một thiết bị và phát huy hết công suất”, Doug Bernauer, CEO của công ty cho biết.

Radiant đã huy động được 60 triệu USD vốn đầu tư mạo hiểm và lên kế hoạch cung cấp các thiết bị thương mại vào cuối thập kỷ này, nếu quá trình thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho diễn ra tốt đẹp.