Các công ty AI tại Mỹ gần đây lại bận rộn đầu tư vào nhà máy điện.
Mới đây, Meta đã ký thỏa thuận mua điện dài hạn với công ty điện lực Mỹ Vistra, mua trực tiếp điện từ nhiều nhà máy điện hạt nhân đang vận hành của tập đoàn này; trước đó, Meta cũng hợp tác với các công ty năng lượng hạt nhân tiên tiến như Oklo, Terra Power để thúc đẩy triển khai thương mại hóa lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) và công nghệ điện hạt nhân thế hệ thứ tư.
Theo thông tin Meta tiết lộ, nếu các hợp tác trên được triển khai theo kế hoạch, đến năm 2035, quy mô cung cấp điện hạt nhân mà Meta có thể khóa lại có thể lên tới khoảng 6,6GW (gigawatt, 1GW=1000MW/megawatt=1 tỷ w).
Trong một năm qua, những bố trí lớn của các doanh nghiệp AI Bắc Mỹ trong lĩnh vực điện lực không còn là điều mới mẻ: Microsoft thúc đẩy khởi động lại nhà máy điện hạt nhân đã ngừng hoạt động, Amazon triển khai trung tâm dữ liệu xung quanh nhà máy điện hạt nhân, Google, xAI và các công ty khác tiếp tục tăng cường các thỏa thuận mua điện dài hạn. Trong bối cảnh cuộc đua năng lực tính toán tiếp tục nóng lên, điện lực đang chuyển từ khoản chi phí thành nguồn tài nguyên chiến lược mà các doanh nghiệp AI bắt buộc phải khóa chặt trước.
Mặt khác, nhu cầu năng lượng được kích thích bởi ngành công nghiệp AI cũng khiến lưới điện Mỹ liên tục "chịu áp lực".
Theo truyền thông nước ngoài, dưới tác động thúc đẩy của nhu cầu AI tăng mạnh, nhà điều hành lưới điện lớn nhất nước Mỹ PJM đang đối mặt với thách thức nghiêm trọng về cung cầu. Mạng lưới điện này bao phủ 13 bang, phục vụ khoảng 67 triệu dân, đã tiến sát đến giới hạn vận hành.
PJM dự kiến nhu cầu điện trong mười năm tới sẽ tăng trưởng với tốc độ trung bình hàng năm là 4,8%, tải mới tăng hầu như hoàn toàn đến từ các trung tâm dữ liệu và ứng dụng AI, trong khi xây dựng phát điện và truyền tải rõ ràng không theo kịp nhịp độ này.
Theo dự báo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), AI đã trở thành động lực quan trọng nhất cho việc tăng trưởng tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu, và dự kiến mức tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu toàn cầu vào năm 2030 sẽ tăng lên khoảng 945TWh, gấp đôi mức hiện tại.
Sự lệch pha thực tế nằm ở chỗ: chu kỳ xây dựng trung tâm dữ liệu AI thường chỉ mất 1-2 năm, trong khi một đường dây truyền tải điện áp cao mới thường cần 5-10 năm mới có thể hoàn thành. Trong bối cảnh này, các doanh nghiệp AI bắt đầu tự xuống tay, mở ra một làn sóng "xây dựng cơ sở hạ tầng" khác thường bằng cách đầu tư vào nhà máy điện, xây nhà máy điện.
01 Các gã khổng lồ AI "tranh xây" nhà máy điện hạt nhân
Hơn mười năm qua, động thái chính của các doanh nghiệp AI ở phía năng lượng là "mua điện" chứ không phải "tạo điện": thông qua các thỏa thuận mua điện dài hạn để mua điện gió, điện mặt trời và một phần điện địa nhiệt, khóa giá và đáp ứng mục tiêu giảm carbon.
Lấy Google làm ví dụ, gã khổng lồ AI/internet này đã ký các thỏa thuận mua điện dài hạn với quy mô hàng chục gigawatt điện gió, điện mặt trời trên phạm vi toàn cầu, và thông qua hợp tác với các doanh nghiệp địa nhiệt để có được nguồn điện sạch ổn định cho các trung tâm dữ liệu.
Hai năm gần đây, cùng với việc tiêu thụ điện AI tăng mạnh và các nút thắt lưới điện xuất hiện, một số doanh nghiệp bắt đầu chuyển hướng tham gia xây dựng nhà máy điện hoặc liên kết sâu với nhà máy điện hạt nhân, vai trò cũng chuyển từ khách hàng dùng điện đơn thuần sang người tham gia cơ sở hạ tầng năng lượng.
Một trong những cách tham gia là "hồi sinh" các nhà máy điện đã ngừng hoạt động. Vào tháng 9 năm 2024, Microsoft đã ký thỏa thuận mua điện dài hạn 20 năm với nhà điều hành điện hạt nhân Constellation Energy, để hỗ trợ khởi động lại một tổ máy điện hạt nhân đã ngừng hoạt động công suất 835 megawatt và cung cấp điện dài hạn.
Cùng xuống tiền với Microsoft còn có chính phủ Mỹ. Tháng 11 năm ngoái, Bộ Năng lượng Mỹ thông báo hoàn tất giao dịch cho vay 1 tỷ USD cho dự án này, để hỗ trợ tài chính một phần, tổ máy này được đổi tên thành Trung tâm Năng lượng Sạch Crane (tổ máy số 1 của nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island nguyên bản).
Trên thực tế, Crane không phải là nhà máy điện duy nhất "nghỉ hưu rồi đi làm lại". Tại bang Pennsylvania, nhà máy điện khí đốt Eddystone nguyên dự kiến ngừng hoạt động vào cuối tháng 5 năm 2024, nhưng sau đó đã được Bộ Năng lượng Mỹ ra lệnh khẩn cấp tiếp tục vận hành, để tránh xảy ra tình trạng thiếu điện tại PJM.
Mặt khác, bộ phận điện toán đám mây AWS của Amazon lại tìm một hướng đi khác, trực tiếp mua lại trung tâm dữ liệu nằm cạnh nhà máy điện hạt nhân. Năm 2024, doanh nghiệp điện lực Talen đã bán khu trung tâm dữ liệu rộng khoảng 960 megawatt nằm sát nhà máy điện hạt nhân Susquehanna ở bang Pennsylvania cho AWS. Tháng 6 năm ngoái, Talen lại thông báo mở rộng hợp tác, kế hoạch cung cấp cho trung tâm dữ liệu của AWS lượng điện không carbon cao nhất lên tới 1.920 megawatt.
Còn ở phần xây dựng nhà máy điện mới, những năm gần đây Amazon thông qua đầu tư và hợp tác, tham gia phát triển dự án nhà máy điện hạt nhân SMR mô-đun nhỏ tại bang Washington, do Energy Northwest và các cơ quan khác triển khai, công suất đơn vị khoảng 80 megawatt, tổng thể có thể mở rộng lên vài trăm megawatt, mục tiêu cung cấp nguồn điện nền tảng dài hạn, ổn định cho các trung tâm dữ liệu.
Về phía Google, năm 2024 hợp tác với công ty năng lượng hạt nhân Mỹ Kairos Power, thúc đẩy kế hoạch dự án lò phản ứng hạt nhân tiên tiến mới, dự kiến vận hành các tổ máy đầu tiên vào khoảng năm 2030, và hình thành nguồn cung cấp điện hạt nhân ổn định không carbon khoảng 500 megawatt trước năm 2035, để hỗ trợ vận hành dài hạn cho 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 mô tài nguyên điện hạt nhân mà họ lên kế hoạch khóa lại đã đạt 6,6 gigawatt. Để so sánh, tổng công suất lắp đặt của các nhà máy điện hạt nhân đang vận hành tại Mỹ vào khoảng 97 gigawatt.
Các dự án này đều được đưa vào khuôn khổ "Meta Compute" của Meta - đây là chiến lược cấp cao nhất do Meta đề xuất vào đầu năm nay, dùng để lập kế hoạch thống nhất cơ sở hạ tầng năng lực tính toán và điện lực cần thiết cho AI trong tương lai.
Số liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế cho thấy, đến năm 2030, mức tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu toàn cầu sẽ tăng gấp đôi, trong đó AI là nhân tố thúc đẩy chủ yếu. Mỹ chiếm tỷ trọng cao nhất trong mức tăng trưởng này, tiếp theo là Trung Quốc.
Còn dự báo "duy trì ổn định" của Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA) trước đây về công suất nguồn điện vào năm 2035, rõ ràng đã bị làn sóng AI phá vỡ.
Theo tổng hợp thông tin công khai, đến năm 2035, quy mô công suất điện hạt nhân mà các gã khổng lồ AI như Microsoft, Google, Meta, AWS trực tiếp hoặc gián tiếp khóa lại, dự kiến sẽ vượt quá 10 gigawatt, và các dự án cơ sở hạ tầng mới vẫn đang không ngừng được tiết lộ.
AI đang trở thành "nhà tài trợ" mới cho sự phục hưng điện hạt nhân, một mặt là lựa chọn thực tế của doanh nghiệp - so với điện gió, điện mặt trời, điện hạt nhân có ưu điểm là vận hành ổn định 24/7, carbon thấp và không phụ thuộc vào tích trữ năng lượng quy mô lớn; đồng thời cũng liên quan mật thiết đến môi trường chính sách.
Tháng 5 năm 2025, Tổng thống Mỹ Trump ký bốn sắc lệnh hành pháp "Phục hưng năng lượng hạt nhân", đề xuất nâng sản lượng điện hạt nhân của Mỹ lên gấp bốn lần trong vòng 25 năm, định vị nó là một phần của an ninh quốc gia và chiến lược năng lượng.
Sau đó một năm, giá cổ phiếu của các doanh nghiệp liên quan đến điện hạt nhân nhìn chung tăng mạnh rõ rệt: đại diện là các nhà điều hành điện hạt nhân như Vistra, mức tăng tích lũy giá cổ phiếu phổ biến trên 1,5 lần; còn các công ty tập trung vào lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) như Oklo, NuScale, mức tăng còn mạnh mẽ hơn, tăng tích lũy lên gấp nhiều lần.
Trong một thời gian, dưới sức tấn công bằng tiền của ngành công nghiệp AI và sự thúc đẩy từ cấp chính phủ, điện hạt nhân một lần nữa quay trở lại trung tâm thảo luận của chính sách năng lượng và công nghiệp Mỹ.
02 Mô hình chạy nhanh, nhưng nhà máy điện xây không nhanh
Mặc dù "phục hưng năng lượng hạt nhân" đã thúc đẩy tâm lý đầu tư, nhưng tỷ trọng của điện hạt nhân trong cơ cấu phát điện tại Mỹ hiện vẫn chỉ khoảng 19%, và chu kỳ xây mới hoặc khởi động lại nhà máy điện thường tính bằng thập kỷ. Nói cách khác, rủi ro tranh chấp hệ thống điện của AI không hề giảm.
PJM đã cảnh báo trong nhiều dự báo dài hạn, tải trọng mới tăng trong mười năm tới hầu như hoàn toàn đến từ các trung tâm dữ liệu và ứng dụng AI, nếu việc xây dựng phát điện và truyền tải không thể tăng tốc, độ tin cậy cung cấp điện sẽ đối mặt với thách thức nghiêm trọng.
Là một trong những tổ chức truyền tải khu vực lớn nhất nước Mỹ, PJM bao phủ 13 bang và đặc khu Washington, phục vụ dân số khoảng 67 triệu người, sự vận hành ổn định của nó liên quan trực tiếp đến khu vực kinh tế trọng điểm phía đông và trung tâm nước Mỹ.
Một bên là nhiều vốn đầu tư vào cơ sở hạ tầng điện lực, một bên là tình trạng tranh chấp điện lực chậm được giải tỏa.
Đằng sau mâu thuẫn này là tốc độ mở rộng ngành công nghiệp AI Mỹ và nhịp độ xây dựng hệ thống điện lực lệch pha nghiêm trọng. Chu kỳ xây dựng một trung tâm dữ liệu AI siêu lớn thường chỉ mất 1-2 năm, trong khi xây dựng đường dây truyền tải mới, hoàn thành thủ tục đấu nối lưới điện thường mất 5-10 năm.
Tải trọng tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu và AI không ngừng tăng lên, trong khi công suất phát điện mới tăng không thể theo kịp. Dưới tình trạng tranh chấp tài nguyên điện lực liên tục, hậu quả trực tiếp là giá điện tăng vọt.
Tại các khu vực tập trung cao độ trung tâm dữ liệu như Bắc Virginia, giá điện sinh hoạt trong vài năm qua đã tăng mạnh, một số khu vực tăng hơn 200%, cao hơn nhiều so với mức lạm phát.
Một số báo cáo thị trường cho thấy, tại khu vực PJM, cùng với tải trọng trung tâm dữ liệu tăng mạnh, chi phí thị trường công suất điện đã tăng lên đáng kể: Tổng chi phí công suất đấu giá cho năm 2026-2027 là khoảng 16,4 tỷ USD, chi phí liên quan đến trung tâm dữ liệu trong các vòng gần đây đã chiếm gần một nửa tổng chi phí. Những chi phí tăng lên này sẽ do người tiêu dùng bình thường gánh chịu thông qua hóa đơn điện cao hơn.
Khi tâm trạng bất mãn của người dân ngày càng tăng, tranh chấp tài nguyên điện lực nhanh chóng tràn ra thành vấn đề xã hội. Các cơ quan quản lý tại New York và các nơi khác đã đề xuất rõ ràng, yêu cầu các trung tâm dữ liệu lớn phải chịu trách nhiệm nhiều hơn cho nhu cầu dùng điện tăng mạnh và chi phí đấu nối, mở rộng lưới điện mới của họ, bao gồm phí đấu nối cao hơn và nghĩa vụ công suất dài hạn.
"Trước khi ChatGPT xuất hiện, chúng tôi chưa từng thấy mức tăng tải trọng như vậy." Chủ tịch Ủy ban Điện lực Công cộng Lớn của Mỹ Tom Falcone từng công khai phát biểu. "Đây là vấn đề liên quan đến toàn bộ chuỗi cung ứng, liên quan đến các công ty tiện ích, giới công nghiệp, lực lượng lao động và kỹ sư, những người này không phải tự nhiên mà có."
Tháng 11 năm ngoái, cơ quan giám sát thị trường của PJM đã gửi một khiếu nại chính thức tới Ủy ban Điều tiết Năng lượng Liên bang Mỹ (FERC), đề nghị PJM không nên phê duyệt bất kỳ dự án đấu nối trung tâm dữ liệu lớn mới nào trước khi cải tiến các quy trình liên quan, lý do là có vấn đề về độ tin cậy và khả năng chi trả.
Để đối phó với mức tiêu thụ điện khổng lồ của trung tâm dữ liệu AI, một số bang và công ty điện lực Mỹ đã bắt đầu thiết lập "danh mục giá điện trung tâm dữ liệu" chuyên biệt. Ví dụ, bang Kansas vào tháng 11 năm 2025 đã thông qua quy tắc giá điện mới, quy định hợp đồng dài hạn, chia sẻ giá điện và yêu cầu chia sẻ chi phí cơ sở hạ tầng cho các người dùng điện lớn từ 75 megawatt trở lên (như trung tâm dữ liệu), đảm bảo những người dùng lớn này phải chịu nhiều phí mạng lưới và chi phí nâng cấp hơn.
Chủ tịch Microsoft BradSmith gần đây trong một cuộc phỏng vấn cho biết, các nhà khai thác trung tâm dữ liệu nên "tự trả tiền theo cách của mình" (Pay our way), trả giá điện hoặc phí tương ứng cao hơn cho việc dùng điện, đấu nối và nâng cấp lưới điện của chính mình, tránh chuyển chi phí sang người dùng điện thông thường.
Còn ở nước ngoài, những năm gần đây, các khu vực ngoài nước Mỹ như Amsterdam, Dublin và Singapore đã tạm dừng nhiều dự án trung tâm dữ liệu mới, nguyên nhân chủ yếu là thiếu cơ sở hạ tầng điện lực tương ứng.
style="text-align: start;">Dưới sự ràng buộc chặt chẽ hơn về điện lực và đất đai, việc mở rộng trung tâm dữ liệu đã trở thành bài kiểm tra áp lực đối với cơ sở hạ tầng nền tảng quốc gia và khả năng huy động vốn. Ngoài hai cường quốc lớn là Trung-Mỹ, hầu hết các nền kinh tế khác khó có thể đồng thời đáp ứng năng lực kỹ thuật như vậy.Thậm chí từ tình trạng tranh chấp điện lực hiện nay của Mỹ có thể thấy: chỉ dựa vào việc ném tiền xây nhà máy điện mới, chưa chắc đã có thể giải quyết được khủng hoảng năng lượng thời đại AI.
03 Vừa xây lưới điện, vừa phải "xem trời"
Ngoài phía nhà máy điện, vấn đề cấu trúc lớn hơn của tranh chấp điện lực, nằm ở sự tụt hậu lâu dài trong xây dựng lưới điện truyền tải của Mỹ.
Một số báo cáo ngành cho thấy, năm 2024 Mỹ chỉ mới xây dựng thêm 322 dặm (345kV trở lên) đường dây truyền tải điện áp cao, là một trong những năm xây dựng chậm nhất trong 15 năm qua; trong khi năm 2013 con số này là gần 4000 dặm.
Năng lực truyền tải tụt hậu đồng nghĩa với việc, ngay cả khi có thêm nhà máy phát điện đi vào hoạt động, điện cũng có thể không thể truyền tải đi xa và không thể chuyển giao hiệu quả đến các khu vực tập trung dùng điện.
Trong giai đoạn 2023-2024, PJM nhiều lần cảnh báo đối ngoại, do nhịp độ xây dựng truyền tải không thể tăng nhanh và nguồn tài nguyên phát điện không theo kịp, tải trọng mới tăng của trung tâm dữ liệu đã buộc bên vận hành lưới điện phải áp dụng các biện pháp phi thường để duy trì ổn định hệ thống, bao gồm đề xuất trong trường hợp nhu cầu cực đoan sẽ cắt điện một phần trung tâm dữ liệu hoặc tự trang bị phát điện, nếu không rủi ro về độ tin cậy sẽ càng trầm trọng hơn.
So sánh với Trung Quốc, nước được mệnh danh là "cuồng xây dựng cơ sở hạ tầng", trong xây dựng lưới điện luôn duy trì tốc độ tăng trưởng cao và lặp lại công nghệ. Những năm gần đây, nước ta tiếp tục tăng cường xây dựng điện áp siêu cao, chỉ trong giai đoạn 2020-2024 đã đưa vào vận hành nhiều đường dây điện áp siêu cao ±800kV, 1000kV, số dặm truyền tải mới tăng hàng năm tính bằng hàng nghìn km.
Còn về quy mô công suất lắp đặt, năm 2025 tổng công suất lắp đặt của Trung Quốc dự kiến vượt 3600+ gigawatt, tăng trưởng ổn định so với năm 2024, và kế hoạch cả năm tăng thêm công suất phát điện tái tạo 200-300 gigawatt.
Sự chênh lệch năng lực xây dựng cơ sở hạ tầng lưới điện này, trong ngắn hạn không phải Mỹ có thể bù đắp thông qua chính sách hoặc vốn.
Trong bối cảnh tải trọng AI tăng mạnh, Ủy ban Điều tiết Năng lượng Liên bang Mỹ (FERC) vào tháng 5 năm 2024 đã chính thức ban hành Lệnh số 1920, hoàn tất cải cách quy hoạch truyền tải khu vực khởi động từ năm 2021. Quy định mới yêu cầu các công ty tiện ích thực hiện quy hoạch dự báo 20 năm, và đưa các tải trọng mới như trung tâm dữ liệu vào thảo luận chia sẻ chi phí.
Nhưng do quy tắc triển khai, thủ tục phê duyệt dự án và chu kỳ xây dựng kéo dài, chính sách này giống như một công cụ "bổ sung lưới điện" trung và dài hạn, áp lực tranh chấp tài nguyên điện lực trong thực tế vẫn sẽ tiếp tục. Trong bối cảnh này, triển khai năng lực tính toán trong không gian đã trở thành hướng mới mà ngành hướng tới.
Những năm gần đây, ngành công nghiệp công nghệ toàn cầu đang thúc đẩy khái niệm "năng lực tính toán không gian", tức là triển khai các nút tính toán hoặc trung tâm dữ liệu có khả năng huấn luyện/suy luận AI trong quỹ đạo gần Trái đất (LEO), để giải quyết các nút thắt về năng lượng, tản nhiệt và kết nối của trung tâm dữ liệu mặt đất.
Lấy SpaceX làm đại diện, vệ tinh quỹ đạo thấp và thông tin liên lạc bằng laser giữa các vì sao được coi là nền tảng để xây dựng "mạng lưới năng lực tính toán quỹ đạo" phân tán. SpaceX dựa vào chòm sao Starlink để khám phá tính toán biên trên quỹ đạo, dùng cho xử lý viễn thám và suy luận thời gian thực, giảm áp lực truyền về mặt đất và tiêu thụ năng lượng.
Một bên khác, công ty khởi nghiệp Starcloud đã phóng vệ tinh Starcloud-1 vào tháng 11 năm 2025, mang theo NVIDIA H100 và hoàn tất xác minh suy luận trên quỹ đạo. Trường hợp này cho thấy, triển khai năng lực tính toán trong không gian đã có triển vọng bước vào giai đoạn triển khai thực tế.
Trung Quốc trong bố trí năng lực tính toán không gian cũng đẩy nhanh tiến độ. "Chòm sao tính toán Tam Thể" do Phòng thí nghiệm Chiết Giang dẫn đầu đã phóng thành công 12 vệ tinh đầu tiên, quy hoạch chính thức tổng năng lực tính toán đạt cấp 1000POPS, dùng cho tính toán biên quỹ đạo, xử lý sơ bộ dữ liệu khối lượng lớn và suy luận AI.
Tuy nhiên, cả năng lực tính toán không gian lẫn hệ thống năng lượng thế hệ mới, đều đang ở giai đoạn xác minh ban đầu. Điều này cũng giải thích tại sao trong một năm qua, các gã khổng lồ AI Mỹ tranh nhau đầu tư vào cơ sở hạ tầng điện lực như nhà máy điện hạt nhân.
"Chúng ta 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 trước đây trong một cuộc phỏng vấn đã nói như vậy, ông cho biết "năng lượng hạt nhân đang quay trở lại trung tâm sân khấu trên phạm vi toàn cầu."
Trong thực tế mở rộng lưới điện và xây dựng phát điện khó có thể theo kịp trong ngắn hạn, tình trạng tranh chấp tài nguyên điện lực hiện nay của Mỹ không thể nhanh chóng được giải tỏa, việc tiếp tục đầu tư vốn quy mô lớn vào ngành điện lực, đặc biệt là ngành điện hạt nhân vẫn là lựa chọn duy nhất vào lúc này.
Wood Mackenzie trong dự báo mới nhất chỉ ra, cùng với việc tải trọng trung tâm dữ liệu và trí tuệ nhân tạo tiếp tục đẩy cao nhu cầu dùng điện, sản lượng điện hạt nhân của Mỹ sau năm 2035 dự kiến sẽ tăng khoảng 27% so với mức hiện tại.
Theo truyền thông nước ngoài, chính phủ Mỹ thông qua cho vay của Bộ Năng lượng, tín dụng xuất khẩu và các dự án trình diễn để hỗ trợ các nhà sản xuất thiết bị điện hạt nhân như Westinghouse, thúc đẩy xây dựng lò phản ứng mới và kéo dài tuổi thọ, nâng cấp tổ máy, tái tạo năng lực công nghiệp điện hạt nhân.
Dưới bối cảnh kép được thúc đẩy bởi ngành và chính sách, trong một thời gian khá dài tới đây, các gã khổng lồ AI Mỹ sẽ gắn chặt với ngành công nghiệp năng lượng hạt nhân.
