Trung tâm dữ liệu Mỹ tăng trưởng mạnh, gây áp lực lưới điện. Liệu hệ thống lưu trữ năng lượng BESS có đủ sức đáp ứng và thay thế khí đốt?
Nhu cầu điện năng từ các trung tâm dữ liệu đã được ghi nhận rõ ràng. Các trung tâm dữ liệu AI siêu quy mô (hyperscale) do các tập đoàn công nghệ lớn vận hành đang tạo áp lực lớn lên hạ tầng năng lượng tại Hoa Kỳ, vốn được xem là “thủ phủ” toàn cầu của trung tâm dữ liệu và dự báo sẽ còn tăng mạnh trong thời gian tới.
Trong bối cảnh này, giới hoạch định chính sách, điều độ lưới, cơ quan quản lý và ngành năng lượng bao gồm năng lượng tái tạo lẫn truyền thống đang tranh luận gay gắt về cách ứng phó. Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) được xem là giải pháp cân bằng lưới hiệu quả, song nhiều ý kiến vẫn nghi ngờ khả năng thay thế hoàn toàn vai trò của khí đốt.
Mỹ – Thủ phủ trung tâm dữ liệu toàn cầu
Theo Statista, tính đến tháng 3/2025, Mỹ có hơn 5.400 trung tâm dữ liệu, gấp hơn 10 lần so với quốc gia đứng thứ hai là Đức (529). Con số này sẽ còn tăng khi các “ông lớn” công nghệ đẩy mạnh phát triển hạ tầng AI.
Bộ Năng lượng Mỹ (DoE) dự báo trong vòng 3 năm tới, các trung tâm dữ liệu có thể chiếm tới 12% tổng nhu cầu điện quốc gia.
Arman Shehabi, nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL, trực thuộc DoE), cho biết khoảng 10 năm trước, trung tâm dữ liệu chỉ tiêu thụ 1% sản lượng điện toàn lưới, nhưng khi đó đã được coi là đáng lo ngại.
Báo cáo tháng 12/2024 của nhóm nghiên cứu LBNL sử dụng mô hình dự báo bottom-up đưa ra kịch bản nhu cầu điện từ các trung tâm dữ liệu Mỹ đến 2028 dao động 325 – 580 TWh/năm. Với mức hệ số sử dụng công suất trung bình 50%, con số này tương ứng 74 – 132 GW tải điện liên tục, tương đương từ 6,7% đến 12% tổng nhu cầu điện Mỹ năm 2028.
Trung tâm dữ liệu của Google tại Oregon
Tắc nghẽn kết nối và áp lực hạ tầng
Theo Giám đốc Aurora Energy Research Bắc Mỹ Oliver Kerr, trở ngại lớn hiện nay chính là vấn đề kết nối lưới (interconnection queues).
Tại nhiều khu vực, quá trình từ lúc đăng ký đến khi dự án điện mới hòa lưới có thể kéo dài 8 năm. Cộng thêm những bất định chính sách từ sau “One Big Beautiful Bill Act”, việc bổ sung nguồn điện mới trở nên khó khăn, đẩy giá điện tăng.
Ví dụ, PJM Interconnection là lưới điện lớn nhất nước Mỹ, phục vụ 67 triệu dân tại 13 bang, đang chịu chỉ trích vì giá điện tăng cao. Phó Chủ tịch cấp cao PJM Asim Haque cho biết đã có khoảng 46 GW nguồn điện (chủ yếu tái tạo) sẵn sàng hòa lưới nhưng bị ách tắc do các vấn đề ngoài tầm kiểm soát của PJM, như chuỗi cung ứng, tài chính, thủ tục cấp phép.
Trong số dự án đang chờ xử lý, 43% là điện mặt trời và 27% là lưu trữ pin (standalone hoặc hybrid). Tuy nhiên, tỷ lệ hoàn tất dự án trong lịch sử chỉ khoảng 20%.
BESS: Giải pháp nhưng không phải “chìa khóa vạn năng”
Một thách thức lớn với data center hyperscale là hoạt động 24/7, không có “giờ thấp điểm” để dịch tải. Vì vậy, các giải pháp lưu trữ như dùng pin để “load shifting” không thể thay thế hoàn toàn nguồn điện nền (baseload).
Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Đại học Duke (02/2025), nếu các phụ tải lớn có tính linh hoạt, lưới có thể hấp thụ thêm gần 100 GW mà ít rủi ro. BESS đóng vai trò quan trọng ở đây: bằng cách đặt pin behind-the-meter, trung tâm dữ liệu có thể dùng điện lưu trữ trong giờ cao điểm, giảm yêu cầu cắt tải, đảm bảo uptime và chất lượng điện năng.
Xu hướng: Data center tìm đến BESS
Arman Shehabi (LBNL) cho biết thời gian triển khai gas turbine hiện rất dài, khiến các chủ đầu tư data center quan tâm nhiều hơn đến điện mặt trời kết hợp lưu trữ.
Oliver Kerr (Aurora) bổ sung rằng các dự án solar + storage thường sẵn sàng triển khai nhanh hơn so với nhà máy khí hay truyền tải mới. “Pin có thể coi như một dạng hạ tầng truyền tải ảo, giúp giảm tắc nghẽn cục bộ. Thị trường Mỹ sẽ có business case rất mạnh cho BESS trong 5 năm tới.”
CEO Fluence, Julian Nebreda nhận định pin đang trở thành “giải pháp cạnh tranh nhất cho nhu cầu công suất, vượt trội so với khí đốt”. Ông cho rằng BESS có thể đóng vai trò “buffer”, hấp thụ điện dư thừa và xả ra trong giờ cao điểm, đặc biệt hữu ích cho phụ tải AI vốn biến động mạnh.
BESS có thể triển khai tại chỗ (on-site) ở trung tâm dữ liệu hoặc ở cấp lưới (grid-scale), tạo ra sự linh hoạt cả hai phía.
Triển vọng: BESS và khí đốt cùng tồn tại
Dù lạc quan với BESS, Aurora cho rằng khí đốt vẫn cần thiết để đáp ứng phụ tải tăng nhanh, dù gặp khó về chuỗi cung ứng và tính kinh tế dài hạn. Trong khi đó, Fluence ước tính nhu cầu lưu trữ từ các trung tâm dữ liệu có thể đạt 8,5 tỷ USD đến năm 2030.
Kết luận: các trung tâm dữ liệu Mỹ cần thêm nguồn điện khổng lồ, và với lợi thế triển khai nhanh, BESS đang trở thành giải pháp then chốt. Dù chưa thể thay thế hoàn toàn khí đốt, pin lưu trữ có cơ hội trở thành hạ tầng quan trọng ngang tầm với các nhà máy điện truyền thống trong thập kỷ tới.
