IEA nhấn mạnh các cơ hội và thách thức của AI trong lĩnh vực năng lượng toàn cầu

Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã đi sâu vào sự tương tác năng động giữa AI và Global Energy, làm nổi bật cả cơ hội và thách thức mà công nghệ này mang lại cho bàn. Khát khao quyền lực của AI là có thể sờ thấy, đặc biệt là trong các trung tâm dữ liệu rộng lớn nơi các mô hình tinh vi này được đào tạo và triển khai. Theo IEA, một trung tâm dữ liệu trung tâm AI điển hình Guestze nhiều điện như 100.000 hộ gia đình. Và tự chuẩn bị cho mình, các trung tâm dữ liệu lớn nhất hiện đang được xây dựng dự kiến ​​sẽ yêu cầu số tiền đó 20 lần. Đó là một thực tế đáng kinh ngạc mà khó có thể bỏ qua.

Tăng đầu tư vào các trung tâm dữ liệu

Sự thèm ăn toàn cầu đối với các trung tâm dữ liệu đã tăng vọt, với các khoản đầu tư tăng gần gấp đôi kể từ năm 2022 và đạt mốc nửa nghìn tỷ đô la vào năm 2024. Sự gia tăng này đang làm tăng lông mày về nhu cầu điện leo thang. Vào năm 2024, các trung tâm dữ liệu đã tiêu thụ khoảng 1,5% điện toàn cầu, tổng cộng khoảng 415 giờ Terawatt (TWH). Nhưng đừng để tỷ lệ đó đánh lừa bạn, tác động địa phương của họ rõ rệt hơn nhiều. Kể từ năm 2017, mức tiêu thụ đã tăng khoảng 12% mỗi năm, vượt xa sự tăng trưởng chung về nhu cầu điện.

Hoa Kỳ đang dẫn đầu khoản phí, chiếm 45% mức tiêu thụ này, tiếp theo là Trung Quốc ở mức 25% và châu Âu ở mức 15%. Điều thú vị là, gần một nửa công suất trung tâm dữ liệu của Hoa Kỳ được tập trung chỉ trong năm cụm khu vực. Nhìn về phía trước, IEA dự báo rằng mức tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu toàn cầu sẽ tăng gấp đôi vào năm 2030, đạt khoảng 945 TWH. Để đưa điều đó vào viễn cảnh, điều đó hơi nhiều so với tổng mức tiêu thụ điện hiện tại của Nhật Bản.

AI là động lực đằng sau sự tăng trưởng này. Hoa Kỳ dự kiến ​​sẽ thấy sự gia tăng đáng kể nhất, với các trung tâm dữ liệu có khả năng chiếm gần một nửa số tăng trưởng nhu cầu điện vào năm 2030. Vào cuối thập kỷ, các trung tâm dữ liệu của Hoa Kỳ được dự đoán sẽ tiêu thụ nhiều điện hơn so với việc sử dụng kết hợp các ngành công nghiệp sản xuất sử dụng nhiều năng lượng như nhôm, thép, xi măng.

Kịch bản "trường hợp cơ sở" của IEA dự án khoảng 1.200 TWH mức tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu toàn cầu vào năm 2035. Tuy nhiên, có một loạt các độ không chắc chắn, với các dự đoán khác nhau từ 700 TWH trong "trường hợp gió ngược" đến 1.700 TWH trong "trường hợp nâng cấp"

Fatih Birol, giám đốc điều hành của IEA, đã nhấn mạnh tầm quan trọng của AI trong bối cảnh năng lượng: "AI là một trong những câu chuyện lớn nhất trong thế giới năng lượng hiện nay-nhưng cho đến nay, các nhà hoạch định chính sách và thị trường thiếu các công cụ để hiểu đầy đủ các tác động trong phạm vi của Hoa Kỳ.

Đáp ứng nhu cầu năng lượng AI toàn cầu

Để thúc đẩy sự bùng nổ AI này, một hỗn hợp năng lượng đa dạng là rất cần thiết. IEA cho rằng năng lượng tái tạo và khí đốt tự nhiên sẽ đi đầu, nhưng các công nghệ mới nổi như lò phản ứng hạt nhân mô -đun nhỏ (SMRS) và các hệ thống địa nhiệt tiên tiến cũng có vai trò. Khả năng tái tạo, được củng cố bởi cơ sở hạ tầng lưu trữ và lưới điện, dự kiến ​​sẽ đáp ứng một nửa sự tăng trưởng của nhu cầu trung tâm dữ liệu trên toàn cầu vào năm 2035. Khí tự nhiên sẽ rất quan trọng, đặc biệt là ở Mỹ, với mức tăng dự kiến ​​là 175 TWH để đáp ứng nhu cầu của trung tâm dữ liệu vào năm 2035 trong trường hợp cơ sở. Sức mạnh hạt nhân cũng sẽ đóng góp đáng kể, đặc biệt là ở Trung Quốc, Nhật Bản và Mỹ, với các SMR đầu tiên được dự đoán vào khoảng năm 2030.

Tuy nhiên, chỉ đơn giản là tăng cường thế hệ là không đủ. IEA nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết để nâng cấp cơ sở hạ tầng, đặc biệt là trong các khoản đầu tư lưới. Các lưới hiện tại đã bị căng thẳng, có thể trì hoãn khoảng 20% ​​dự án trung tâm dữ liệu được lên kế hoạch trên toàn cầu do hàng đợi kết nối phức tạp và thời gian dẫn dài cho các thành phần quan trọng như máy biến áp.

Tiềm năng của AI để tối ưu hóa các hệ thống năng lượng

Ngoài sự thèm ăn năng lượng phàm ăn của nó, AI nắm giữ tiềm năng to lớn để cách mạng hóa ngành năng lượng. IEA phác thảo một số ứng dụng:

• Cung cấp năng lượng: Ngành công nghiệp dầu khí, người sử dụng sớm, tận dụng AI để tối ưu hóa việc thăm dò, sản xuất, bảo trì và an toàn, bao gồm giảm lượng khí thải metan. AI cũng có thể tăng cường thăm dò khoáng chất quan trọng.
• Lĩnh vực điện: AI có thể cải thiện dự báo cho năng lượng tái tạo khác nhau, giảm hạn chế. Nó tăng cường cân bằng lưới, phát hiện lỗi (giảm 30-50%thời lượng ngừng hoạt động) và có thể mở khóa khả năng truyền tải đáng kể thông qua quản lý thông minh hơn, có khả năng 175 GW mà không cần xây dựng các dòng mới.
• Sử dụng cuối cùng: Trong ngành công nghiệp, việc áp dụng AI rộng rãi để tối ưu hóa quá trình có thể mang lại tiết kiệm năng lượng tương đương với tổng mức tiêu thụ năng lượng của Mexico ngày nay. Các ứng dụng vận chuyển như quản lý giao thông và tối ưu hóa tuyến đường có thể tiết kiệm năng lượng tương đương với 120 triệu xe, mặc dù các hiệu ứng hồi phục từ các phương tiện tự trị cần giám sát. Tiềm năng tối ưu hóa xây dựng là đáng kể nhưng bị cản trở bởi số hóa chậm hơn.
• Đổi mới: AI có thể tăng tốc đáng kể việc khám phá và thử nghiệm các công nghệ năng lượng mới, chẳng hạn như hóa chất pin tiên tiến, chất xúc tác cho nhiên liệu tổng hợp và vật liệu thu carbon. Tuy nhiên, ngành năng lượng hiện đang sử dụng AI cho sự đổi mới so với các lĩnh vực như y sinh.

Hợp tác là chìa khóa để điều hướng các thách thức

Bất chấp tiềm năng, những rào cản đáng kể cản trở sự tích hợp đầy đủ của AI vào lĩnh vực năng lượng. Chúng bao gồm truy cập dữ liệu và các vấn đề chất lượng, cơ sở hạ tầng và kỹ năng kỹ thuật số không đầy đủ (nồng độ tài năng AI thấp hơn trong các lĩnh vực năng lượng), các rào cản theo quy định và các mối quan tâm về bảo mật. An ninh mạng là một thanh kiếm hai lưỡi: trong khi AI tăng cường khả năng phòng thủ, nó cũng trang bị cho những kẻ tấn công các công cụ tinh vi. Các cuộc tấn công mạng trên các tiện ích đã tăng gấp ba trong bốn năm qua.

An ninh chuỗi cung ứng là một mối quan tâm quan trọng khác, đặc biệt liên quan đến các khoáng chất quan trọng như gallium (được sử dụng trong chip tiên tiến), trong đó nguồn cung tập trung cao độ. IEA kết luận rằng đối thoại và hợp tác sâu sắc hơn giữa lĩnh vực công nghệ, ngành năng lượng và các nhà hoạch định chính sách là điều tối quan trọng. Giải quyết các thách thức tích hợp lưới đòi hỏi địa điểm trung tâm dữ liệu thông minh hơn, khám phá tính linh hoạt hoạt động và hợp lý cho phép.

Mặc dù AI mang đến cơ hội giảm phát thải đáng kể thông qua tối ưu hóa, những lợi ích này không được đảm bảo và có thể được bù đắp bằng các hiệu ứng hồi phục. "AI là một công cụ, có khả năng là một công cụ cực kỳ mạnh mẽ, nhưng tùy thuộc vào chúng ta - xã hội, chính phủ và công ty của chúng ta - cách chúng ta sử dụng nó", Tiến sĩ Birol nói.

"IEA sẽ tiếp tục cung cấp dữ liệu, phân tích và diễn đàn để đối thoại để giúp các nhà hoạch định chính sách và các bên liên quan khác điều hướng con đường phía trước khi ngành năng lượng định hình tương lai của AI và AI định hình tương lai của năng lượng."