TÓM TẮT TỔNG QUAN

Sự trỗi dậy của trí tuệ nhân tạo (AI) đang nhanh chóng chuyển đổi nền kinh tế toàn cầu, khiến các trung tâm dữ liệu sẵn sàng cho AI (AI-ready data centers) trở thành động lực thiết yếu của quá trình chuyển đổi này. Khác với các trung tâm dữ liệu truyền thống phục vụ công nghệ thông tin (IT) tổng quát, các cơ sở tập trung vào AI sử dụng chip xử lý tiên tiến, máy chủ mật độ cao và hệ thống làm mát bằng chất lỏng để hỗ trợ điện toán hiệu năng cao. Sự chuyển dịch này thúc đẩy đổi mới kỹ thuật số nhưng đồng thời gia tăng áp lực lên các hệ thống điện. Trên toàn cầu năm 2024, tổng công suất trung tâm dữ liệu vượt quá 111.900 MW, trong đó Mỹ và Trung Quốc chiếm hơn 60%. Công suất này được dự báo sẽ tăng gấp đôi lên 224.000 MW vào năm 2030, với mức tiêu thụ điện tăng từ 854 TWh năm 2024 lên gần 1.900 TWh vào năm 2030. Các khối lượng công việc AI hiện đã chiếm 5%-15% lượng điện năng đó và có thể đạt 35%-50% vào cuối thập kỷ này, cho thấy mối liên kết ngày càng chặt chẽ giữa lĩnh vực năng lượng và lĩnh vực kỹ thuật số.

Ngành công nghiệp trung tâm dữ liệu của Ả Rập Xê Út đang mở rộng nhanh hơn phần lớn các khu vực khác, được thúc đẩy bởi đầu tư đồng bộ vào hạ tầng AI

Đến năm 2024, Vương quốc này đã có 58 cơ sở đang vận hành với tổng công suất IT đạt 290,5 MW, chủ yếu tập trung tại Riyadh và Dammam, chiếm gần 80% tổng công suất trung tâm dữ liệu toàn quốc. Các trung tâm mới, bao gồm NEOM, đang nổi lên cho các dự án AI quy mô lớn. Sự tăng trưởng của ngành được hỗ trợ bởi các chính sách số hóa tiên tiến như Chính sách Ưu tiên Điện toán Đám mây (Cloud First Policy) và Quy định về Dịch vụ Trung tâm Dữ liệu, cùng với việc mở rộng hạ tầng lưới điện và nguồn điện năng chi phí thấp. Nền tảng này đưa Ả Rập Xê Út trở thành thị trường hạ tầng số lớn nhất khu vực Trung Đông và là một trong số ít quốc gia trên thế giới đang phát triển các khu tổ hợp tối ưu hóa cho AI ở quy mô nhiều gigawatt.

Nhu cầu điện năng từ các trung tâm dữ liệu tại Ả Rập Xê Út được dự báo sẽ tăng đáng kể đến năm 2030, nhưng kết quả thực tế vẫn còn nhiều bất định

Các trung tâm dữ liệu toàn quốc tiêu thụ khoảng 2,8 TWh năm 2024, tương đương 0,85% tổng lượng điện năng tiêu thụ. Đến năm 2030, con số này có thể tăng lên từ 10,2 TWh đến 42,2 TWh, chiếm 2,8%-11,6% tổng nhu cầu điện năng dự báo của quốc gia. Mức tăng nhu cầu này phản ánh tổng công suất lắp đặt khoảng 2.000 MW trong kịch bản tăng trưởng trung bình và lên đến 4.100 MW trong kịch bản tăng trưởng cao. Tuy nhiên, nhiều chuyên gia phân tích toàn cầu nhìn nhận tốc độ mở rộng hạ tầng AI là rất bất định, có thể tương tự như một "bong bóng hạ tầng số", trong đó một số dự án đã công bố không được hiện thực hóa hoặc bị trì hoãn. Kịch bản tăng trưởng thấp (khoảng 1.050 MW) vẫn là mức cơ sở quy hoạch đáng tin cậy và thận trọng.

Các tác động về năng lượng và môi trường của sự tăng trưởng này là đáng kể và cần được quản lý cẩn trọng

Trong một cơ cấu nguồn điện chủ yếu dựa vào nhiên liệu hóa thạch, lượng phát thải từ các trung tâm dữ liệu có thể tăng từ 1,6 triệu tấn (Mt) CO₂ năm 2024 lên 6-24 Mt CO₂ vào năm 2030. Mặc dù đây chỉ là một tỷ trọng nhỏ trong tổng lượng phát thải của Vương quốc, hiện được ước tính khoảng 590 Mt CO₂ mỗi năm, quỹ đạo tăng trưởng này cho thấy sự cần thiết phải đưa các phụ tải số mới vào trong chiến lược khử carbon tổng thể. Việc đạt được mục tiêu quốc gia về 50% sản lượng điện từ năng lượng tái tạo có thể giúp giảm khoảng 68% lượng phát thải từ các trung tâm dữ liệu. Các cải thiện về hiệu suất năng lượng có thể tiếp tục giảm thiểu tác động này, giúp giảm 13% mức tiêu thụ điện năng và tiết kiệm đến 5 TWh mỗi năm trong kịch bản tăng trưởng cao. Từ góc độ hệ thống điện, các cơ sở này có thể đóng vai trò như những phụ tải nền (baseload consumers) mới, và tốc độ xây dựng nhanh chóng của chúng đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ với các công ty điện lực nhằm đảm bảo độ tin cậy vận hành lưới điện và công suất dự phòng đầy đủ, đồng thời ngăn ngừa tình trạng nghẽn mạch cục bộ.

Ả Rập Xê Út có những lợi thế đáng kể về chi phí, có thể được duy trì bền vững hơn thông qua vận hành hiệu quả và quản lý biểu giá điện cẩn trọng

Phân tích chi phí của nghiên cứu cho thấy chi phí dự án trung tâm dữ liệu tại Ả Rập Xê Út nhạy cảm nhất với hệ số sử dụng công suất (utilization) và hiệu suất phần cứng, và ở mức độ vừa phải với biểu giá điện và hiệu quả sử dụng điện năng (power usage effectiveness - PUE). Với biểu giá điện cạnh tranh ở mức thấp và hạ tầng lưới điện đang mở rộng, Ả Rập Xê Út vẫn duy trì được tính cạnh tranh trên phạm vi toàn cầu ngay cả khi nhu cầu làm mát tương đối cao. Tính cạnh tranh này phụ thuộc vào biểu giá điện ổn định, tỷ lệ sử dụng công suất cao ngay từ giai đoạn đầu, và phần cứng tiết kiệm năng lượng. Nếu các yếu tố nền tảng này được duy trì, Vương quốc có thể trở thành trung tâm điện toán AI của khu vực, phục vụ cả nhu cầu số trong nước lẫn xuyên biên giới. Các nhà hoạch định chính sách có thể tăng cường tính cạnh tranh bằng cách đưa ra các tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng và khuyến khích sử dụng thiết bị hiệu năng cao. Phân tích cũng cho thấy phần lớn lợi ích về chi phí đạt được khi các trung tâm dữ liệu chuyển từ mức sử dụng công suất một phần sang mức sử dụng công suất ổn định, với hiệu quả cận biên giảm dần ở các hệ số phụ tải cao, đây là yếu tố quan trọng cần cân nhắc đối với các công ty điện lực và nhà đầu tư khi tối ưu hóa việc tích hợp lưới điện và hiệu quả chi phí.

Bất chấp những lợi thế của mình, Ả Rập Xê Út vẫn đối mặt với những rủi ro tương tự như các thị trường đang mở rộng nhanh chóng khác

Sự bùng nổ trung tâm dữ liệu AI toàn cầu đã làm dấy lên các mối lo ngại về quy định, môi trường và tài chính. Các dự án cần diện tích đất lớn, lực lượng lao động kỹ thuật tay nghề cao, và khả năng tiếp cận ổn định với nguồn điện đáng tin cậy cùng nguồn nước phục vụ làm mát. Chi phí phần cứng tăng cao, các ràng buộc chuỗi cung ứng và rủi ro địa chính trị càng làm tăng thêm sự bất định. Về mặt tài chính, làn sóng đầu tư liên quan đến AI tương tự như một "cơn sốt vàng" mang tính đầu cơ, trong đó dòng vốn chạy theo nhu cầu chưa chắc chắn. Đối với Ả Rập Xê Út, điều này nhấn mạnh sự cần thiết phải sắp xếp trình tự triển khai các dự án, đồng bộ hóa việc mở rộng với các dự báo sử dụng công suất mang tính thực tế, và tích hợp các phụ tải mới vào quy hoạch năng lượng quốc gia nhằm tránh tình trạng dư thừa công suất hoặc tài sản mắc kẹt (stranded assets).

Các chiến lược phát triển bền vững có thể giảm thiểu nhiều rủi ro trong số này và củng cố tính cạnh tranh. Các công nghệ như thiết kế mô-đun, chip tối ưu hóa cho AI, và hệ thống làm mát tiên tiến bằng chất lỏng hoặc không dùng nước có thể cải thiện đáng kể hiệu suất năng lượng. Việc lập lịch khối lượng công việc và quản lý năng lượng dựa trên AI có thể giảm phụ tải vận hành, trong khi việc tích hợp năng lượng tái tạo thông qua các hợp đồng mua bán điện (power purchase agreements - PPA) và cơ chế đối chiếu năng lượng phi carbon 24/7 (24/7 carbon-free energy matching) đang dần hình thành. Sự tích hợp này cũng củng cố vị thế của Ả Rập Xê Út như một trung tâm AI năng lượng sạch, đồng bộ hóa tăng trưởng hạ tầng số với quá trình chuyển đổi năng lượng tổng thể của Vương quốc. Các công ty công nghệ hàng đầu thế giới đang minh chứng cho sự chuyển dịch này: hệ thống làm mát không dùng nước của Microsoft, nguồn cung địa nhiệt của Google, việc thu mua 100% năng lượng tái tạo của Amazon Web Services (AWS), và hệ thống thu hồi nhiệt của Meta là những ví dụ điển hình về thực tiễn tốt nhất trong ngành.

Cơ sở lý luận cho việc đầu tư vào các trung tâm dữ liệu sẵn sàng cho AI vượt ra ngoài lợi nhuận ngắn hạn và đòi hỏi sự ưu tiên và phối hợp cẩn trọng. Các cơ sở này tạo ra hiệu ứng lan tỏa kỹ thuật số, củng cố hệ sinh thái đổi mới sáng tạo, chủ quyền dữ liệu và đa dạng hóa kinh tế của Vương quốc. Giá trị bền vững phụ thuộc vào việc đầu tư vào các khu vực sẵn sàng cho AI với nguồn điện đáng tin cậy, tích hợp năng lượng tái tạo, và mức sử dụng công suất cao. Việc quy hoạch phối hợp giữa các cơ quan chính phủ, nhà phát triển tư nhân và các đối tác công nghệ toàn cầu là yếu tố thiết yếu để tối đa hóa lợi ích trong khi vẫn đảm bảo an ninh năng lượng và đồng bộ với các mục tiêu khí hậu. Ả Rập Xê Út có thể tận dụng các lợi thế so sánh của mình để trở thành trung tâm hạ tầng AI dẫn đầu, tiết kiệm chi phí và bền vững trong khu vực.

Để đạt được sự cân bằng này, phân tích chỉ ra bốn lĩnh vực rộng nhằm định hướng chính sách và quy hoạch trong tương lai. Tiếp tục đầu tư vào các công nghệ điện toán tiết kiệm năng lượng, chẳng hạn như bộ xử lý đồ họa (GPU) thế hệ mới, máy chủ tiên tiến, và hệ thống làm mát tối ưu, có thể gia tăng sản lượng điện toán trong khi vẫn kiểm soát được nhu cầu điện năng. Phát triển các khu vực đầu tư sẵn sàng cho AI với kết nối lưới điện đáng tin cậy và tích hợp năng lượng tái tạo có thể thu hút các nhà đầu tư dài hạn và củng cố vị thế của Ả Rập Xê Út. Mở rộng nghiên cứu trong nước về hiệu suất trung tâm dữ liệu, công nghệ làm mát tiên tiến, và thiết kế bền vững, cùng với sự hợp tác giữa các trường đại học, viện nghiên cứu và các đối tác công nghệ toàn cầu, sẽ hỗ trợ chuyển giao tri thức và đa dạng hóa công nghiệp. Về mặt vận hành, việc chú trọng sử dụng hiệu quả công suất tại các cơ sở mới, lập lịch linh hoạt cho các khối lượng công việc AI trong các giờ thấp điểm, và thúc đẩy các thực hành tái sử dụng tài nguyên như thu hồi nhiệt và tái chế nước có thể cải thiện hiệu suất và khả năng tích hợp hệ thống. Từ góc độ quản trị và quy hoạch năng lượng, việc duy trì biểu giá điện ổn định và minh bạch, khuyến khích các tiêu chuẩn hiệu suất tự nguyện, và phối hợp phát triển trung tâm dữ liệu với các sáng kiến năng lượng tái tạo và mở rộng lưới điện sẽ giúp đồng bộ hóa tăng trưởng kỹ thuật số với các mục tiêu chuyển đổi năng lượng dài hạn của Vương quốc.

Tóm lại, Vương quốc đang đứng trước một điểm bước ngoặt chiến lược tại giao điểm giữa năng lượng và kỹ thuật số. Các trung tâm dữ liệu đang trên đà trở thành một nguồn nhu cầu điện năng mới quan trọng, nhưng vai trò của chúng sẽ phụ thuộc vào công tác quy hoạch thận trọng, mở rộng có kiểm soát, và hiệu suất vận hành. Một cách tiếp cận thận trọng, hướng đến hiệu suất - dựa trên đánh giá nhu cầu thực tế và sự phối hợp chặt chẽ với quá trình chuyển đổi năng lượng quốc gia - sẽ giúp Ả Rập Xê Út thu được giá trị dài hạn từ tăng trưởng kỹ thuật số, đồng thời bảo vệ độ tin cậy vận hành, khả năng chi trả và tính bền vững của hệ thống điện.

Xem báo cáo đầy đủ tại: 1783880930143 

Nguồn: ICAIRE, KAPSARC