Các trung tâm dữ liệu đang tìm ra một cách triển khai pin đầy bất ngờ

(SeaPRwire) –   Cuộc đua tìm đủ nguồn điện cho trí tuệ nhân tạo đã khiến các nhà vận hành trung tâm dữ liệu tìm kiếm mọi giải pháp khả thi. Một giải pháp bất ngờ đang được áp dụng rộng rãi là kết hợp pin — vốn từ lâu được xem là yếu tố then chốt để gia tăng năng lượng tái tạo — với nhiên liệu hóa thạch.

BloombergNEF đã theo dõi 4,9 gigawatt các dự án lưu trữ năng lượng được công bố, được đặt cùng khu vực phát điện bằng nhiên liệu hóa thạch tại chỗ tại các trung tâm dữ liệu. Con số này chiếm khoảng 32% tổng công suất pin tại chỗ của các trung tâm dữ liệu toàn cầu được công bố. Các địa điểm này bao gồm một số khu phức hợp trung tâm dữ liệu AI lớn nhất đang được xây dựng, như siêu máy tính Colossus của Elon Musk ở Memphis, Tennessee, và sự kết hợp này đã trở nên phổ biến đến mức các công ty như Caterpillar Inc. và GE Vernova Inc. đã công bố các sản phẩm hoặc hợp tác kết hợp lưu trữ năng lượng với phát điện bằng khí đốt.

Pin là yếu tố then chốt để khai thác toàn bộ tiềm năng của năng lượng mặt trời và năng lượng gió, bằng cách hấp thụ lượng năng lượng xanh dư thừa rồi xả điện khi không có gió hoặc trời không nắng. Tuy nhiên, giá pin giảm mạnh hiện nay cho phép công nghệ lưu trữ năng lượng được triển khai kết hợp với khí thiên nhiên để cung cấp nguồn điện đáng tin cậy hơn cho các trung tâm dữ liệu.

Mặc dù khí đốt có thể cung cấp điện suốt 24 giờ, không phải tất cả nhà máy đều hoạt động 24/7. Đối với nhiều cơ sở hạ tầng phía sau công tơ điện, các trung tâm dữ liệu đang chọn các tuabin khí hoạt động trong khoảng thời gian ngắn hơn và không tăng công suất đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu tính toán. Điều này khiến các nhà cung cấp dịch vụ đám mây quy mô lớn chuyển sang sử dụng pin có khả năng xả điện nhanh chóng để bù đắp các khoảng trống này. Pin cũng giúp ngăn ngừa hư hỏng cho tuabin khí vốn không được thiết kế để thường xuyên chạy các chu kỳ tăng giảm công suất.

“Tôi từng cho rằng pin sẽ là công cụ phục vụ giảm phát thải carbon,” cho biết Michael Thomas, người sáng lập công ty nghiên cứu năng lượng sạch Cleanview, người cũng đang theo dõi sự gia tăng của các mô hình lưu trữ năng lượng kết hợp với khí đốt. “Điều chúng ta nhận thấy trong kỷ nguyên AI mới này là chúng cũng có thể được dùng như công cụ cho phát điện bằng nhiên liệu hóa thạch, vì các ưu điểm công nghệ của chúng khiến việc xây dựng và vận hành nhà máy phát điện ngoại lưới trở nên khả thi.”

Trong khi các trung tâm dữ liệu hiện phải chờ trung bình 4 năm để nhận điện từ lưới quốc gia, họ đang chuyển sang sử dụng máy phát khí đốt kết hợp với lưu trữ năng lượng làm nguồn điện chuyển tiếp, cho biết Allison Weis, trưởng bộ phận lưu trữ năng lượng toàn cầu của Wood Mackenzie. Do hàng đợi kết nối lưới kéo dài làm trì hoãn các yêu cầu kết nối điện từ công ty điện lực, các nhà phát triển trung tâm dữ liệu nhận thấy tự xây dựng hệ thống phát điện riêng sẽ nhanh hơn.

Các trung tâm dữ liệu cũng thường gặp các đợt tăng nhu cầu điện đột biến do các tác vụ đòi hỏi tính toán cao, như huấn luyện mô hình AI. Pin kết hợp với khí đốt có thể giúp cung cấp điện đủ nhanh để đảm bảo hoạt động diễn ra suôn sẻ. Theo dự báo của BNEF, hệ thống lưu trữ năng lượng sẽ hỗ trợ 9,8 gigawatt-giờ phát điện bằng khí đốt tại các trung tâm dữ liệu đến năm 2030.

Một số dự án trung tâm dữ liệu lớn nhất của Mỹ đang triển khai pin cùng với máy phát khí đốt. Tại cơ sở Colossus của xAI, các dãy sản phẩm Megapack của Tesla Inc. đang được lắp đặt bên cạnh các tuabin khí, là một phần của nhà máy phát điện ngoại lưới công suất 1,2 gigawatt sẽ cung cấp điện cho trung tâm dữ liệu khổng lồ này. Ở miền Tây Texas, trung tâm dữ liệu ngoại lưới GW Ranch của Pacifico Energy sẽ có hệ thống lưu trữ pin công suất 1,8 gigawatt được lắp đặt bên cạnh hệ thống phát điện bằng khí đốt công suất 7,65 gigawatt.

Williams Cos., nhà điều hành đường ống khí thiên nhiên, dự định lắp đặt pin của Tesla cùng với các nhà máy phát điện chạy bằng khí thiên nhiên mà công ty đang xây dựng cho nhiều dự án trung tâm dữ liệu. “Pin thực sự giúp hỗ trợ các tuabin và mang đến cho chúng tôi độ tin cậy 99,999%,” Phó chủ tịch điều hành Rob Wingo cho biết tại Hội nghị Thị trường Năng lượng S&P Global tổ chức ở Las Vegas vào tuần trước.

Việc sử dụng khí thiên nhiên sẽ gia tăng lượng phát thải gây nóng lên toàn cầu vào khí quyển, đồng thời góp phần gây ô nhiễm không khí địa phương. Dự án ở miền Tây Texas gần đây đã nhận được giấy phép ô nhiễm không khí lớn nhất từng được cấp ở Mỹ, trong khi dự án tại Memphis của Musk đã phải đối mặt với nhiều vụ kiện, cho rằng các tuabin khí đang làm xấu đi chất lượng không khí tại các cộng đồng có người da đen sinh sống từ lâu đời.

Pacifico Energy và xAI không phản hồi các yêu cầu bình luận về tác động môi trường của dự án của họ. Người phát ngôn của Williams đã quảng bá việc sử dụng “các tuabin khí thiên nhiên hiện đại, hiệu suất cao với hệ thống kiểm soát phát thải tiên tiến và giám sát liên tục” tại các cơ sở ngoại lưới của công ty. “Việc kết hợp phát điện bằng khí đốt với pin cải thiện hoạt động của các máy phát đó — làm giảm biến động tải và giảm số lần khởi động cũng như tăng giảm công suất, vốn là các điều kiện gây ra phát thải nhiều nhất,” người phát ngôn này viết.

Các công ty điện lực cũng đang xây dựng thêm nhiều cơ sở lưu trữ năng lượng trên lưới điện, cạnh các nhà máy phát điện “để giúp tối đa hóa công suất” và hỗ trợ tăng trưởng tải của các trung tâm dữ liệu, cho biết Noah Roberts, giám đốc điều hành của Liên minh Lưu trữ Năng lượng Mỹ. Pin lớn giúp các công ty điện lực khai thác tối đa lượng điện vốn sẽ bị lãng phí, đồng thời giúp đáp ứng nhu cầu điện và giảm chi phí, ông cho biết.

Roberts đã chỉ ra ví dụ của NIPSCO Generation, một công ty điện lực ở bắc Indiana đang xây dựng hai nhà máy phát điện bằng khí đốt công suất 1,3 gigawatt và hệ thống lưu trữ năng lượng công suất 400 megawatt để phục vụ các trung tâm dữ liệu dự kiến của Amazon.

Còn ở Michigan, công ty điện lực DTE Electric Co. có kế hoạch xây dựng sáu hệ thống lưu trữ năng lượng để bổ sung cho trung tâm dữ liệu công suất 1,4 gigawatt của Oracle Corp. Làm như vậy sẽ giúp công ty điện lực tăng công suất của tất cả nguồn phát điện lên 25%, ông cho biết. Roberts gọi dự án này là “một ví dụ tuyệt vời cho thấy lưu trữ năng lượng hoàn toàn không phụ thuộc vào loại năng lượng cung cấp điện cho lưới điện.”

Cơ quan quản lý Michigan gần đây đã phê duyệt dự án này bất chấp sự phản đối từ tổng chưởng lý tiểu bang về lo ngại chi phí cho khách hàng.

Fluence Energy Inc., nhà cung cấp lưu trữ năng lượng toàn cầu, đang đàm phán với các công ty khí thiên nhiên lớn để cung cấp pin có thể giúp các trung tâm dữ liệu đi vào hoạt động trước khi tuabin được giao, cho biết Giám đốc Phát triển Jeff Monday.

“Chúng ta đang chứng kiến nhu cầu cực lớn đến từ các nhà cung cấp dịch vụ đám mây quy mô lớn và các nhà vận hành trung tâm dữ liệu,” Monday cho biết, đồng thời nhấn mạnh rằng các dự án kết hợp pin với phát điện bằng khí đốt là một phần của phân khúc tăng trưởng nhanh nhất trong danh sách dự án lưu trữ năng lượng của công ty.

Việc kết hợp pin với khí thiên nhiên cũng hứa hẹn kéo dài tuổi thọ và tính hữu dụng của các nhà máy nhiên liệu hóa thạch. Điều này khiến pin có vai trò kép: vừa là yếu tố thúc đẩy đưa nhiều năng lượng xanh hơn vào lưới điện, vừa làm chậm quá trình loại bỏ dần nhiên liệu hóa thạch.

“Bản thân pin không có gì là sạch cả,” Thomas cho biết. “Pin chỉ đơn thuần là một công nghệ.”