AI tại Mỹ "đấu tranh với dân để có điện", năng lượng hạt nhân trở thành "hy vọng của toàn bộ làng Silicon Valley"

Mỹ AI các công ty, gần đây lại bắt đầu bận rộn đầu tư vào các nhà máy điện.

Gần đây, Meta đã ký hợp đồng mua điện dài hạn với công ty điện lực Mỹ Vistra, trực tiếp mua điện từ nhiều nhà máy hạt nhân đang hoạt động của họ; trước đó, Meta còn hợp tác với Oklo, Terra Power và các công ty năng lượng hạt nhân tiên tiến khác để thúc đẩy thương mại hóa các phản ứng hạt nhân nhỏ (SMR) và công nghệ hạt nhân thế hệ thứ tư.

Theo thông tin mà Meta tiết lộ, nếu các hợp tác này tiến triển theo kế hoạch, đến năm 2035, Meta có thể khóa được quy mô cung cấp điện hạt nhân lên tới khoảng 6.6GW (GigaWatt, 1GW=1000MW=10^9 W).

Trong năm qua, các doanh nghiệp AI Bắc Mỹ trong lĩnh vực điện lực đã có những bước đi lớn không còn mới mẻ: Microsoft thúc đẩy khởi động lại các nhà máy điện hạt nhân đã nghỉ hưu, Amazon triển khai các trung tâm dữ liệu quanh các nhà máy điện hạt nhân, Google, xAI và các công ty khác liên tục ký các hợp đồng mua điện dài hạn. Trong bối cảnh cuộc đua tính toán ngày càng nóng lên, điện lực đang chuyển từ chi phí sang thành một nguồn lực chiến lược mà các doanh nghiệp AI phải khóa trước.

Mặt khác, nhu cầu năng lượng do ngành AI thúc đẩy cũng khiến lưới điện Mỹ liên tục “chịu áp lực”.

Theo các báo cáo nước ngoài, do nhu cầu AI tăng đột biến, nhà vận hành lưới điện lớn nhất Mỹ PJM đang đối mặt với thách thức cung cầu nghiêm trọng. Mạng lưới điện này, phục vụ khoảng 67 triệu dân tại 13 bang, đã gần đến giới hạn vận hành.

PJM dự đoán trong mười năm tới, nhu cầu điện sẽ tăng trung bình 4.8% mỗi năm, phần lớn tải mới đến từ các trung tâm dữ liệu và ứng dụng AI, trong khi việc xây dựng phát điện và truyền tải rõ ràng không theo kịp tốc độ này.

Theo dự báo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), AI đã trở thành động lực quan trọng nhất cho sự tăng trưởng tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu, và dự kiến đến năm 2030, lượng điện tiêu thụ của các trung tâm dữ liệu toàn cầu sẽ tăng gấp đôi, đạt khoảng 945 TWh (TeraWatt giờ).

Sự lệch lạc thực tế là: Thời gian xây dựng trung tâm dữ liệu AI thường chỉ mất 1–2 năm, trong khi một tuyến truyền tải điện áp cao mới thường cần 5–10 năm để hoàn thành. Trong bối cảnh này, các doanh nghiệp AI bắt đầu tự mình tham gia, mở ra làn sóng đầu tư vào các nhà máy điện và xây dựng nhà máy điện theo kiểu “cơ sở hạ tầng lớn” khác.

01 Các ông lớn AI “đua xây” nhà máy điện hạt nhân

Trong hơn mười năm qua, các doanh nghiệp AI chủ yếu trong lĩnh vực năng lượng là “mua điện” chứ không phải “sản xuất điện”: thông qua các hợp đồng mua điện dài hạn để mua điện gió, điện quang và một phần điện địa nhiệt, nhằm khóa giá và đáp ứng mục tiêu giảm phát thải.

Lấy Google làm ví dụ, gã khổng lồ AI/Internet này đã ký hàng chục GW hợp đồng mua điện dài hạn từ các dự án điện gió, điện quang toàn cầu, và hợp tác với các doanh nghiệp địa nhiệt để cung cấp điện sạch ổn định cho các trung tâm dữ liệu.

Trong hai năm gần đây, khi nhu cầu điện của AI tăng vọt và các điểm nghẽn lưới điện xuất hiện, một số doanh nghiệp bắt đầu chuyển hướng tham gia xây dựng nhà máy điện hoặc hợp tác sâu với các nhà máy điện hạt nhân, vai trò cũng từ khách hàng sử dụng điện đơn thuần chuyển sang tham gia hạ tầng năng lượng.

Một trong những cách tham gia là “hồi sinh” các nhà máy đã nghỉ hưu, Microsoft tháng 9 năm 2024 đã ký hợp đồng mua điện 20 năm với nhà vận hành điện hạt nhân Constellation Energy, để hỗ trợ khởi động lại một tổ máy hạt nhân nghỉ hưu 835 MW và cung cấp điện lâu dài.

Cùng với Microsoft, chính phủ Mỹ cũng tham gia, tháng 11 năm ngoái, Bộ Năng lượng Mỹ đã hoàn tất khoản vay 1 tỷ USD cho dự án này, nhằm hỗ trợ tài chính một phần, tổ máy này đã được đổi tên thành Crane Clean Energy Center (tên cũ là Nhà máy điện hạt nhân số 1 của Trạm Ba Lơ Đơ).

Thực tế, Crane không phải là nhà máy duy nhất “tái dụng” sau khi nghỉ hưu, tại Pennsylvania, nhà máy dầu khí Eddystone dự kiến nghỉ hưu vào cuối tháng 5 năm 2024, nhưng sau đó Bộ Năng lượng Mỹ đã ra lệnh khẩn cấp để tiếp tục vận hành nhằm tránh thiếu điện trong PJM.

Trong khi đó, Amazon Web Services (AWS) lại chọn cách khác, trực tiếp mua các trung tâm dữ liệu cạnh nhà máy điện hạt nhân. Năm 2024, công ty điện lực Talen đã bán khu trung tâm dữ liệu khoảng 960 MW gần nhà máy điện hạt nhân Susquehanna của Pennsylvania cho AWS. Tháng 6 năm ngoái, Talen còn công bố mở rộng hợp tác, dự định cung cấp cho trung tâm dữ liệu của AWS tối đa 1920 MW điện không phát thải.

Về phần các nhà máy điện mới, trong những năm gần đây, Amazon đã tham gia phát triển dự án nhà máy điện hạt nhân nhỏ (SMR) tại Washington thông qua đầu tư và hợp tác, do các tổ chức như Energy Northwest thúc đẩy, quy mô mỗi nhà máy khoảng 80 MW, có thể mở rộng lên hàng trăm MW, mục tiêu cung cấp điện lâu dài và ổn định cho các trung tâm dữ liệu.

Về phía Google, năm 2024, hợp tác với công ty năng lượng hạt nhân Kairos Power của Mỹ, thúc đẩy dự án phản ứng hạt nhân tiên tiến mới, dự kiến vận hành các tổ máy đầu tiên vào khoảng năm 2030, và đến năm 2035, cung cấp khoảng 500 MW điện hạt nhân không phát thải ổn định để hỗ trợ hoạt động lâu dài của các trung tâm dữ liệu.

Trong làn sóng xây dựng nhà máy điện hạt nhân, Meta là một trong những người tham gia tích cực nhất. Tính đến nay, quy hoạch của họ đã khóa được khoảng 6.6 GW nguồn lực hạt nhân. So sánh, tổng công suất các nhà máy điện hạt nhân đang vận hành của Mỹ khoảng 97 GW.

Các dự án này đều nằm trong khuôn khổ “Meta Compute” của Meta — đây là chiến lược tổng thể mà Meta đề xuất đầu năm nay, nhằm thống nhất quy hoạch hạ tầng tính toán và điện lực cho AI trong tương lai.

Theo dữ liệu của IEA, đến năm 2030, lượng điện tiêu thụ của các trung tâm dữ liệu toàn cầu sẽ tăng gấp đôi, trong đó AI là yếu tố thúc đẩy chính. Mỹ chiếm tỷ lệ cao nhất trong phần tăng này, tiếp theo là Trung Quốc.

Trong khi đó, dự báo của Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA) về việc duy trì ổn định công suất nguồn điện đến năm 2035 rõ ràng đã bị làn sóng AI phá vỡ.

Tổng hợp các thông tin công khai, đến năm 2035, quy mô công suất hạt nhân của các ông lớn AI như Microsoft, Google, Meta, AWS dự kiến sẽ vượt quá 10 GW, và các dự án hạ tầng mới vẫn liên tục được tiết lộ.

AI đang trở thành “ông chủ” mới của sự phục hưng năng lượng hạt nhân, một mặt là lựa chọn thực tế của các doanh nghiệp — so với điện gió, điện quang, năng lượng hạt nhân có lợi thế phát điện ổn định 24/7, ít phát thải và không phụ thuộc vào lưu trữ quy mô lớn; mặt khác, còn liên quan chặt chẽ đến chính sách.

Tháng 5 năm 2025, Tổng thống Mỹ Donald Trump đã ký 4 sắc lệnh hành chính về “Phục hưng năng lượng hạt nhân”, đề ra mục tiêu nâng công suất điện hạt nhân của Mỹ gấp bốn lần trong 25 năm, coi đây là một phần của chiến lược an ninh quốc gia và năng lượng.

Trong vòng chưa đầy một năm sau, giá cổ phiếu các doanh nghiệp liên quan đến điện hạt nhân đã tăng rõ rệt: các nhà vận hành như Vistra đều có mức tăng hơn 1.5 lần; còn các công ty tập trung vào SMR như Oklo, NuScale còn có mức tăng gấp nhiều lần.

Trong một thời gian ngắn, dưới sức mạnh tài chính của ngành AI và sự thúc đẩy của chính phủ, năng lượng hạt nhân đã trở lại trung tâm của các cuộc thảo luận về chính sách năng lượng và công nghiệp của Mỹ.

02 Mô hình chạy nhanh, nhà máy điện không thể xây nhanh

Dù “phục hưng năng lượng hạt nhân” đã thúc đẩy tâm lý đầu tư, tỷ lệ điện hạt nhân trong cơ cấu phát điện của Mỹ vẫn chỉ khoảng 19%, và thời gian xây mới hoặc khởi động lại các nhà máy điện thường kéo dài hàng thập kỷ. Nói cách khác, rủi ro bị đẩy lùi của hệ thống điện do AI gây ra vẫn chưa giảm.

PJM trong nhiều dự báo dài hạn cảnh báo rằng trong mười năm tới, gần như toàn bộ tải mới sẽ đến từ các trung tâm dữ liệu và ứng dụng AI, nếu việc xây dựng phát điện và truyền tải không được đẩy nhanh, độ tin cậy cung cấp điện sẽ gặp thách thức nghiêm trọng.

Là một trong những tổ chức truyền tải điện khu vực lớn nhất của Mỹ, PJM bao phủ 13 bang và Washington D.C., phục vụ khoảng 67 triệu dân, việc vận hành ổn định của họ liên quan trực tiếp đến trung tâm kinh tế cốt lõi phía Đông và Trung Mỹ.

Một mặt là nhiều vốn đổ vào hạ tầng điện lực, mặt khác là tình trạng thiếu điện kéo dài chưa được giải quyết.

Bản chất của mâu thuẫn này là tốc độ mở rộng ngành AI của Mỹ và nhịp độ xây dựng hệ thống điện bị lệch nhau nghiêm trọng. Một trung tâm dữ liệu AI quy mô lớn thường mất 1–2 năm để xây dựng, trong khi xây dựng tuyến truyền tải mới và phê duyệt kết nối lưới thường mất 5–10 năm.

Trong khi đó, nhu cầu tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu và AI ngày càng tăng, nhưng công suất phát mới không theo kịp, dẫn đến giá điện tăng vọt.

Tại các khu vực như Bắc Virginia, nơi tập trung nhiều trung tâm dữ liệu, giá điện sinh hoạt đã tăng mạnh trong vài năm gần đây, có nơi tăng hơn 200%, cao hơn nhiều so với mức lạm phát.

Một số báo cáo thị trường cho thấy, tại khu vực PJM, do tải trung tâm dữ liệu tăng mạnh, chi phí thị trường công suất đã tăng đáng kể: tổng chi phí đấu giá công suất năm 2026–2027 khoảng 16.4 tỷ USD, trong đó chi phí liên quan đến trung tâm dữ liệu đã chiếm gần một nửa trong các vòng đấu giá gần đây. Những chi phí tăng này sẽ được chuyển thành giá điện cao hơn, người tiêu dùng bình thường sẽ gánh chịu.

Khi tâm lý người dân ngày càng bất mãn, tình trạng thiếu điện do thiếu nguồn lực đã nhanh chóng trở thành vấn đề xã hội. Các cơ quan quản lý tại các bang như New York đã rõ ràng đề nghị các trung tâm dữ liệu lớn phải gánh trách nhiệm nhiều hơn đối với nhu cầu sử dụng điện tăng đột biến và chi phí kết nối, mở rộng lưới mới, bao gồm phí kết nối cao hơn và nghĩa vụ công suất dài hạn.

“Trước khi ChatGPT xuất hiện, chúng tôi chưa từng thấy mức tăng tải như thế này.” Chủ tịch Ủy ban Điện lực Công cộng Mỹ Tom Farkone từng phát biểu công khai. “Đây là vấn đề liên quan đến toàn bộ chuỗi cung ứng, liên quan đến các công ty tiện ích, ngành công nghiệp, lực lượng lao động và kỹ sư, những người này không xuất hiện từ hư không.”

Tháng 11 năm ngoái, cơ quan quản lý thị trường PJM đã gửi đơn khiếu nại chính thức tới Ủy ban Quản lý Năng lượng Liên bang Mỹ (FERC), đề nghị PJM không phê duyệt các dự án kết nối trung tâm dữ liệu mới cho đến khi hoàn thiện các quy trình liên quan, lý do là vấn đề về độ tin cậy và khả năng chi trả.

Để đối phó với lượng tiêu thụ điện khổng lồ của các trung tâm dữ liệu AI, một số bang và công ty điện lực Mỹ đã bắt đầu thiết lập “loại giá điện trung tâm dữ liệu”. Ví dụ, Kansas đã ban hành quy định giá điện mới vào tháng 11 năm 2025, dành cho các khách hàng sử dụng điện lớn (như trung tâm dữ liệu) từ 75 MW trở lên, yêu cầu ký hợp đồng dài hạn, chia sẻ giá điện và chi phí nâng cấp hạ tầng, đảm bảo các khách hàng lớn này gánh nhiều hơn phí kết nối và chi phí nâng cấp.

Giám đốc điều hành Microsoft Brad Smith gần đây trong một cuộc phỏng vấn đã nói rằng, các nhà vận hành trung tâm dữ liệu nên “trả phí đúng mức”, để trả cho việc sử dụng điện, kết nối và nâng cấp lưới, tránh chuyển gánh nặng sang người tiêu dùng điện bình thường.

Ở nước ngoài, trong những năm gần đây, nhiều dự án trung tâm dữ liệu mới tại Amsterdam, Dublin và Singapore đã bị tạm dừng, chủ yếu do thiếu cơ sở hạ tầng điện phù hợp.

Trong bối cảnh hạn chế nghiêm ngặt hơn về năng lượng và đất đai, việc mở rộng trung tâm dữ liệu đã trở thành thử thách đối với khả năng xây dựng hạ tầng nền tảng quốc gia và huy động vốn. Ngoài Trung Quốc và Mỹ, hầu hết các nền kinh tế khác rất khó để đồng thời đáp ứng được năng lực kỹ thuật như vậy.

Thậm chí, từ tình trạng thiếu điện hiện tại của Mỹ cũng có thể thấy rõ: chỉ dựa vào đầu tư xây mới nhà máy điện, chưa chắc đã giải quyết được khủng hoảng năng lượng trong kỷ nguyên AI.

03 Cần xây lưới điện, cũng cần “nhìn trời”

Ngoài phía nhà máy điện, vấn đề cấu trúc lớn hơn của tình trạng thiếu điện là sự chậm trễ dài hạn trong xây dựng lưới truyền tải của Mỹ.

Một số báo cáo ngành cho biết, năm 2024, Mỹ chỉ xây mới 322 dặm (khoảng 345kV trở lên) đường truyền điện cao áp, là một trong những năm xây dựng chậm nhất trong 15 năm qua; trong khi năm 2013, con số này gần 4000 dặm.

Việc năng lực truyền tải chậm hơn đồng nghĩa, dù có nhiều nhà máy điện hơn đi vào hoạt động, điện vẫn có thể không đến được các khu vực tiêu thụ đông đúc do không thể truyền tải xa.

Trong giai đoạn 2023–2024, PJM nhiều lần cảnh báo rằng, do tốc độ xây dựng truyền tải không thể đẩy nhanh và nguồn điện không theo kịp, việc tăng tải trung tâm dữ liệu đã buộc các nhà vận hành lưới điện phải sử dụng các biện pháp bất thường để duy trì hệ thống ổn định, bao gồm đề xuất cắt điện một số trung tâm dữ liệu trong các nhu cầu cực đoan hoặc tự trang bị phát điện, nếu không sẽ làm tăng nguy cơ mất độ tin cậy.

Ngược lại, Trung Quốc, với danh xưng “kẻ điên xây dựng hạ tầng”, luôn duy trì tốc độ tăng trưởng cao và đổi mới công nghệ trong xây dựng lưới điện. Gần đây, Trung Quốc liên tục đẩy mạnh xây dựng siêu cao áp, từ năm 2020 đến 2024 đã vận hành nhiều tuyến ±800kV, 1000kV, trung bình mỗi năm mở rộng hàng nghìn km đường truyền.

Về quy mô công suất, dự kiến đến năm 2025, tổng công suất lưới điện của Trung Quốc sẽ vượt quá 3600+ GW, tăng trưởng ổn định so với năm 2024, và dự kiến trong năm sẽ bổ sung thêm 200–300 GW năng lượng tái tạo.

Khoảng cách về năng lực xây dựng lưới điện này, trong ngắn hạn, không thể bù đắp chỉ bằng chính sách hay vốn đầu tư của Mỹ.

Trong bối cảnh tải AI tăng đột biến, Ủy ban Quản lý Năng lượng Liên bang Mỹ (FERC) đã chính thức ban hành lệnh số 1920 vào tháng 5 năm 2024, hoàn tất cải cách quy hoạch truyền tải khu vực bắt đầu từ năm 2021. Quy định mới yêu cầu các công ty tiện ích lập kế hoạch dự phòng 20 năm và đưa các tải mới như trung tâm dữ liệu vào thảo luận phân chia chi phí.

Tuy nhiên, do quy định thực thi chậm, thời gian phê duyệt dự án và xây dựng kéo dài, chính sách này chỉ như một công cụ “bổ sung mạng lưới” trung dài hạn, áp lực thiếu hụt nguồn lực vẫn sẽ tiếp tục. Trong bối cảnh đó, việc triển khai tính toán trong không gian vũ trụ đã trở thành hướng đi mới của ngành.

Trong những năm gần đây, ngành công nghệ toàn cầu đang thúc đẩy khái niệm “tính toán không gian”, tức là triển khai các nút tính toán hoặc trung tâm dữ liệu có khả năng huấn luyện/phân tích AI trên quỹ đạo gần Trái Đất (LEO), nhằm giải quyết các hạn chế về năng lượng, tản nhiệt và kết nối của các trung tâm dữ liệu mặt đất.

Lấy SpaceX làm ví dụ, vệ tinh quỹ đạo thấp và liên lạc laser liên vệ tinh được xem là nền tảng xây dựng “mạng tính toán quỹ đạo phân tán”. SpaceX dựa vào hệ thống Starlink để khám phá tính toán biên ngoài quỹ đạo, dùng cho xử lý ảnh từ vệ tinh và phân tích thời gian thực, giảm áp lực truyền dữ liệu về mặt đất và tiêu thụ năng lượng.

Trong khi đó, các công ty khởi nghiệp như Starcloud đã phóng vệ tinh Starcloud-1 vào tháng 11 năm 2025, mang theo NVIDIA H100 và hoàn thành xác minh phân tích trong quỹ đạo. Ví dụ này cho thấy, tính toán không gian đã có khả năng bước vào giai đoạn triển khai thực tế.

Trung Quốc cũng đang thúc đẩy nhanh tiến trình phát triển tính toán không gian. Dự án “Hệ thống vệ tinh tính toán Trái Đất” do Zhejiang Laboratory dẫn đầu đã phóng thành công 12 vệ tinh ban đầu, với mục tiêu tổng thể đạt cấp 1000POPS (PetaOps per second), dùng cho tính toán biên quỹ đạo, tiền xử lý dữ liệu khổng lồ và phân tích AI.

Tuy nhiên, cả tính toán không gian lẫn hệ thống năng lượng mới đều vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm sơ bộ. Điều này cũng lý giải tại sao trong năm qua, các ông lớn AI của Mỹ lại tích cực đầu tư vào các cơ sở hạ tầng điện lực như nhà máy điện hạt nhân.

“Chúng tôi cần nguồn điện sạch, đáng tin cậy có thể vận hành liên tục 24/7.” Giám đốc Cơ quan Năng lượng Quốc tế Fatih Birol từng nói trong một cuộc phỏng vấn, ông nhấn mạnh “Năng lượng hạt nhân đang trở lại trung tâm sân khấu toàn cầu.”

Trong bối cảnh mở rộng lưới điện và xây dựng phát điện khó theo kịp, tình trạng thiếu điện của Mỹ hiện tại không thể nhanh chóng được giải quyết, việc tiếp tục đầu tư lớn vào ngành điện, đặc biệt là ngành năng lượng hạt nhân, vẫn là lựa chọn duy nhất trong thời điểm này.

Wood Mackenzie trong dự báo mới nhất cho biết, khi tải trung tâm dữ liệu và AI tiếp tục đẩy cao nhu cầu sử dụng điện, sản lượng điện hạt nhân của Mỹ dự kiến sẽ tăng khoảng 27% so với mức hiện tại sau năm 2035.

Theo các báo cáo nước ngoài, chính phủ Mỹ đang hỗ trợ các nhà cung cấp thiết bị điện hạt nhân như Westinghouse thông qua các khoản vay của Bộ Năng lượng, tín dụng xuất khẩu và các dự án mẫu, nhằm thúc đẩy xây dựng các lò phản ứng mới và nâng cấp tuổi thọ các tổ máy, qua đó tái thiết năng lực ngành công nghiệp hạt nhân.

Trong bối cảnh ngành và chính sách cùng thúc đẩy, trong một thời gian dài tới, các ông lớn AI của Mỹ sẽ gắn bó chặt chẽ với ngành năng lượng hạt nhân.