Nhu cầu điện của AI thúc đẩy công nghệ mới cho lưới điện

Các giám đốc điều hành tại các công ty trí tuệ nhân tạo có một mối quan tâm rất thực tế: tìm đủ điện để duy trì hoạt động của các trung tâm dữ liệu. Trong khi đó, thách thức lớn nhất đối với các công ty điện lực không hẳn là sản xuất điện mà là phân phối điện.

Việc mở rộng lưới điện là một quá trình tốn kém và mất nhiều thời gian, và đây chính là cơ hội cho các công ty khởi nghiệp phát triển công nghệ lưới điện.

Công nghệ siêu dẫn giúp tăng công suất truyền tải điện

Công ty Veir, có trụ sở tại Massachusetts, tin rằng dây dẫn siêu dẫn sẽ là giải pháp cho các nhà cung cấp điện và trung tâm dữ liệu. Công ty đang chuẩn bị triển khai công nghệ này trên quy mô lớn.

Thay vì sử dụng dây kim loại truyền thống căng giữa các cột điện, Veir đề xuất thay thế bằng các ống đen có kích thước tương tự. Bên trong, thay vì dây kim loại, sẽ là các dải băng siêu dẫn—vật liệu đặc biệt có thể truyền tải điện mà không bị tổn hao—được bao quanh bởi nitơ lỏng ở nhiệt độ âm 196 độ C. Theo Veir, công nghệ này giúp dây dẫn có thể truyền tải lượng điện gấp 10 lần so với cáp nhôm cùng kích cỡ.

Một số thử nghiệm trước đây đã được thực hiện. Năm 2013, một dự án do chính phủ Đức tài trợ đã sử dụng công nghệ tương tự để kết nối hai trạm biến áp tại Essen. Dự án có chi phí 13,5 triệu euro (14 triệu USD) và hoạt động đến năm 2021.

Tuy nhiên, công nghệ này chưa được triển khai ở quy mô thương mại do chi phí quá cao. Việc duy trì nhiệt độ thấp đòi hỏi trang bị thêm các máy nén khí sau mỗi vài km, cùng chi phí duy trì nitơ lỏng ở nhiệt độ thấp hơn cả bề mặt Mặt Trăng vào ban đêm.

Giải pháp làm mát bằng bay hơi

Tim Heidel, CEO của Veir, tin rằng công ty đã tìm ra giải pháp: thay vì sử dụng máy nén khí, Veir áp dụng nguyên lý làm mát bằng bay hơi—tương tự cách mồ hôi bay hơi để làm mát cơ thể.

Công ty đã phát triển một thiết bị có kích thước tương đương một thùng rác, được đặt cách nhau vài km trên đường dây. Một phần nhỏ nitơ từ đường ống được phép bay hơi, giúp làm mát lại đường ống trong quá trình này. Lượng nitơ mất đi có thể được bổ sung từ các thiết bị đặt ở hai đầu đường dây.

“Theo tốc độ mở rộng của các trung tâm dữ liệu hiện nay, nhu cầu về hệ thống có khả năng tải điện cao hơn là rất cấp thiết,” Heidel cho biết. “Chúng tôi đang nhận được rất nhiều sự quan tâm từ các đối tác.”

Các nhà đầu tư tin tưởng vào tiềm năng của Veir. Trong vòng gọi vốn mới công bố hôm thứ Ba, Veir đã huy động được 75 triệu USD từ Munich Re Ventures, Microsoft, National Grid Ventures và Breakthrough Energy Ventures, nâng tổng vốn đầu tư lên 115 triệu USD.

Với số vốn này, Veir có ít nhất hai năm để chứng minh tính khả thi của công nghệ, bắt đầu bằng thử nghiệm tại một trung tâm dữ liệu trong năm nay trước khi triển khai thương mại.

Thách thức về chi phí và nhu cầu điện thực tế

Tuy nhiên, khả năng các công ty điện lực sẽ trả phí cao để sử dụng cáp có công suất gấp 10 lần vẫn là một rủi ro. Veir không tiết lộ chi phí chính xác nhưng cho biết chi phí ban đầu có thể cạnh tranh với các dự án cáp điện đắt đỏ nhất, vốn có thể lên tới hơn 6,2 triệu USD mỗi km.

Một số chuyên gia cho rằng công nghệ này có thể chỉ phù hợp với một số ứng dụng đặc thù. “Các công ty điện lực có thể không muốn sử dụng nó, nhưng họ sẽ chấp nhận chi phí nếu đó là giải pháp duy nhất,” Peter Wall, chuyên gia về lưới điện tại BloombergNEF nhận định.

Bên cạnh đó, vẫn có những hoài nghi về việc liệu nhu cầu điện từ AI có thực sự bùng nổ hay không.

Những giải pháp thay thế ít tốn kém hơn

Nếu dây siêu dẫn của Veir quá đắt đỏ, thì TS Conductor—một công ty có trụ sở tại California—đề xuất sử dụng cáp với lõi sợi carbon có thể chứa nhiều nhôm hơn mà không bị đứt gãy, giúp tăng công suất truyền tải điện lên gấp ba lần.

Một lựa chọn tiết kiệm hơn nữa là sử dụng công nghệ “đánh giá đường dây động” (dynamic line rating) thay vì thay thế cáp. Công ty LineVision tại Massachusetts cung cấp cảm biến theo dõi tốc độ gió và độ võng của dây dẫn trong thời gian thực. Khi dây điện mát hơn, nó có thể tải nhiều điện hơn mà không bị chùng xuống hoặc gây cháy.

LineVision đã huy động được 50 triệu USD và đang triển khai công nghệ này trên quy mô thương mại. Một dự án tại Anh đã lắp đặt 11 cảm biến trên đoạn lưới điện dài 35 km, giúp National Grid tiết kiệm 17,5 triệu USD trong năm 2022 bằng cách tăng công suất lưới điện lên thêm 19%. Hiện công ty có dự án tại tám quốc gia và đang tiến gần đến khả năng sinh lời.

Các công ty AI lo ngại về việc tìm đủ điện cho các trung tâm dữ liệu hoạt động. Ảnh: Reuters