Lượng nước tiêu thụ của trung tâm dữ liệu AI cao gấp nhiều lần báo cáo: Nỗi lo từ 'tiêu thụ ẩn' trong khâu phát điện

Theo tin từ IT之家 ngày 5 tháng 7, tờ Wall Street Journal đưa tin các gã khổng lồ công nghệ như Microsoft, Google và Amazon dự kiến sẽ đầu tư tổng cộng 1 nghìn tỷ USD (IT之家 chú thích: theo tỷ giá hiện tại tương đương khoảng 6,79 nghìn tỷ Nhân dân tệ) trong hai năm tới để xây dựng cơ sở hạ tầng trí tuệ nhân tạo (AI). Do ảnh hưởng từ phương thức cung cấp điện cho các trung tâm dữ liệu, lượng nước tiêu thụ thực tế của các doanh nghiệp tại một số khu vực cao hơn nhiều so với số liệu công bố, và nhu cầu sử dụng nước của các doanh nghiệp này sẽ còn tăng nhanh trong những năm tới.

Các doanh nghiệp này hằng năm đều công bố báo cáo phát triển bền vững, trong đó tiết lộ lượng nước tiêu thụ trực tiếp tại các trung tâm dữ liệu của họ. Tuy nhiên, trong số các ông lớn trong ngành, chỉ có Meta là ngoài việc thống kê lượng nước dùng trực tiếp tại nhà máy, còn tính toán cả lượng nước tiêu thụ gián tiếp từ các nhà máy điện cung cấp năng lượng cho họ.

Hiện tại chưa có luật nào bắt buộc doanh nghiệp phải công bố đầy đủ toàn bộ lượng nước tiêu thụ, bao gồm cả nước dùng trực tiếp và gián tiếp. Một báo cáo phân tích năm 2024 của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (Mỹ) cho thấy, lượng nước tiêu thụ gián tiếp của các trung tâm dữ liệu tại Mỹ thường cao gấp khoảng 12 lần lượng nước tiêu thụ trực tiếp tại nhà máy.

Các chuyên gia trong ngành đang tính toán nhu cầu sử dụng nước từ làn sóng đầu tư cơ sở hạ tầng lớn nhất trong lịch sử nước Mỹ, đồng thời cảnh báo rằng xu hướng này có thể dẫn đến sự tranh giành nguồn tài nguyên nước vốn đang ngày càng khan hiếm tại các khu vực.

Thực trạng báo cáo bảo vệ môi trường của các doanh nghiệp

Báo cáo phát triển bền vững năm 2025 mà Google vừa công bố có giá trị tham khảo rất lớn. Báo cáo cho biết công ty đã tiêu thụ 10,9 tỷ gallon nước trong cả năm, tăng 34% so với năm 2024, trong đó gần như toàn bộ lượng nước được dùng để làm mát các trung tâm dữ liệu.

Nhưng khâu phát điện cung cấp cho các trung tâm dữ liệu này đã tiêu tốn bao nhiêu tài nguyên nước? Lượng nước tiêu thụ gián tiếp chênh lệch rất lớn, hoàn toàn phụ thuộc vào phương thức phát điện: nhiệt điện than và điện hạt nhân tiêu tốn lượng nước khổng lồ, điện khí tự nhiên tiêu thụ ít hơn, trong khi các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời và điện gió gần như không cần dùng đến nước.

Nhà nghiên cứu Alex de Vries-Ga tại Đại học Vrije Amsterdam đã công bố một bài báo đầu năm nay chỉ ra rằng, lượng nước tiêu thụ gián tiếp của Google cao gấp khoảng ba lần lượng nước tiêu thụ trực tiếp.

Một biến số phức tạp và quan trọng là: giống như Amazon và Apple, Google đã mua đủ lượng năng lượng tái tạo để khớp với tổng lượng điện tiêu thụ của chính mình. Điều này không có nghĩa là mỗi kWh điện mà doanh nghiệp sử dụng đều đến từ điện mặt trời hay điện gió, nhưng Google có thể dựa vào đó để tuyên bố rằng họ bù đắp lượng điện tiêu thụ bằng năng lượng sạch carbon thấp gần như không tiêu tốn nước.

Nhiều nhà phê bình (bao gồm 16 tổng chưởng lý các bang đã cùng ký tên gửi thư cho chính phủ năm 2025) cho rằng, việc dùng năng lượng tái tạo để bù đắp cho điện năng từ nhiên liệu hóa thạch không đồng nghĩa với việc thực sự thay thế năng lực sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch; các chứng chỉ năng lượng tái tạo cũng không thể bù đắp cho việc tiêu thụ tài nguyên nước tại một khu vực cụ thể. Ví dụ, ngay cả khi các con sông ở Nevada cạn kiệt, nguồn nước dồi dào ở Michigan cũng không thể cung cấp bất kỳ sự trợ giúp nào.

Lượng nước tiêu thụ gián tiếp của Meta năm 2024 đạt 19 tỷ gallon, gấp hơn 20 lần lượng nước tiêu thụ trực tiếp. Meta đã xây dựng kế hoạch "đạt trạng thái cân bằng nước tích cực vào năm 2030", với các biện pháp cốt lõi bao gồm các dự án phục hồi tài nguyên nước, nhưng chưa đưa ra phương án quản lý đối với lượng nước tiêu thụ gián tiếp.

Tương tự, Microsoft tuyên bố sẽ xây dựng các trung tâm dữ liệu không tiêu thụ nước và cam kết tạo ra "cơ sở hạ tầng AI ưu tiên mang lại lợi ích cho cộng đồng", trong đó bao gồm mục tiêu "lượng nước bổ sung vượt quá lượng nước lấy vào", đây cũng là một phần trong kế hoạch cắt giảm sử dụng nước bền bỉ suốt nhiều năm qua của họ. Giống như Meta, Microsoft chỉ thống kê lượng nước tiêu thụ trực tiếp tại nhà máy.

Amazon gần đây cho biết hiệu suất sử dụng nước của các trung tâm dữ liệu của họ đã đạt gấp 7 lần mức trung bình của ngành, và đã hoàn thành 75% tiến độ mục tiêu "mỗi gallon nước lấy vào sẽ hoàn trả lại một gallon nước". Số liệu này cũng không tính đến lượng nước tiêu thụ gián tiếp của doanh nghiệp.

Một phát ngôn viên của Amazon cho biết, công ty "hiểu rõ mối liên hệ giữa năng lượng và tài nguyên nước", đây cũng là lý do quan trọng khiến họ triển khai hơn 700 dự án điện gió và điện mặt trời trên toàn cầu.

"Đất rẻ, giá điện thấp" gây ra mâu thuẫn trong việc chọn địa điểm

Giáo sư kinh tế môi trường Kenneth Gillingham tại Đại học Yale giải thích rằng, các doanh nghiệp trước đây không công bố lượng nước tiêu thụ gián tiếp là vì: thứ nhất, trung tâm dữ liệu và nhà máy điện thường cách xa nhau; thứ hai, ở những khu vực không khan hiếm nước, vấn đề tiêu thụ nước gián tiếp có ảnh hưởng hạn chế.

Tại Homer, bang Pennsylvania, một tổ hợp trung tâm dữ liệu lớn đang được xây dựng trên nền một nhà máy nhiệt điện than cũ, đi kèm với nhà máy điện khí tự nhiên tự xây dựng. Jonathan Burgess, người đứng đầu Trung tâm Hợp tác Nước Pittsburgh thuộc Đại học Pittsburgh, cho biết dự án này có sản lượng điện cao hơn, nhưng tổng lượng nước tiêu thụ (bao gồm nước làm mát trung tâm dữ liệu) dự kiến vẫn tương đương trước đây. Ông nói thêm rằng nguồn nước tại khu vực này nhìn chung dồi dào, phần nào làm giảm áp lực sử dụng nước.

Phân tích chung gần đây của tờ The Guardian và Bloomberg cho thấy, khoảng 2/3 số trung tâm dữ liệu mới xây dựng tại Mỹ được đặt tại các khu vực khan hiếm nước như Phoenix.

Báo cáo phân tích năm 2025 của tổ chức vận động phát triển bền vững phi lợi nhuận Ceres chỉ ra rằng, tổng lượng nước tiêu thụ trực tiếp và gián tiếp của các trung tâm dữ liệu tại Phoenix hiện chiếm 3% tổng lượng nước tiêu thụ hằng năm của thành phố; đến năm 2031, tỷ lệ này có thể vượt quá 20%, gần bằng tổng lượng nước tiêu thụ của toàn bộ cư dân thành phố cho việc chăm sóc bãi cỏ và cảnh quan xanh.

Báo cáo cũng đề cập rằng một phần điện năng của Phoenix được sản xuất từ bang New Mexico lân cận, nơi nhu cầu sử dụng nước cũng sẽ tăng nhanh.

Matthew Pine, Giám đốc điều hành của tập đoàn nước toàn cầu Xylem, cho biết: "Giá đất và giá điện rẻ đã thúc đẩy các trung tâm dữ liệu tập trung tại những khu vực khan hiếm nước trầm trọng". Ông cũng nói thêm rằng, để đáp ứng nhu cầu tính toán của AI, một lượng lớn các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch cũ kỹ, tiêu tốn nhiều nước (như nhiệt điện than) buộc phải kéo dài thời gian vận hành quá hạn.

Ngày nay, hầu hết các tổ hợp trung tâm dữ liệu mới đều trang bị nhà máy điện khí tự nhiên "phía sau công tơ" (behind-the-meter), một số tổ máy có quy mô rất lớn, ví dụ như Microsoft sẽ hợp tác với Chevron để xây dựng nhà máy điện ở Tây Texas trong tương lai. Meta và Amazon cũng đã quy hoạch các trạm điện khí tự nhiên độc lập (off-grid) riêng, SpaceX và các nhà xây dựng trung tâm dữ liệu khác cũng có cách bố trí tương tự. Mặc dù các nhà máy điện tự xây này có thể giảm bớt sự cạnh tranh về tài nguyên điện với các doanh nghiệp xung quanh, nhưng tài nguyên nước trong khu vực vẫn cần phải chia sẻ.

Nâng cao hiệu suất sử dụng nước của trung tâm dữ liệu

Nvidia gần đây tuyên bố đã giải quyết được bài toán sử dụng nước của trung tâm dữ liệu và trình diễn hệ thống làm mát vòng kín: sau khi nạp nước lần đầu, thiết bị không cần bổ sung thêm nước trong suốt quá trình vận hành. Giáo sư Gillingham của Yale đánh giá rằng thiết kế này có ưu điểm kép: vừa đưa lượng nước tiêu thụ trực tiếp tại nhà máy về bằng 0, vừa giảm mức tiêu thụ năng lượng tổng thể của khâu làm mát.

Microsoft cũng có kế hoạch áp dụng toàn diện công nghệ làm mát vòng kín tương tự, và đã thông báo công khai vào năm 2024 rằng từ năm 2027, tất cả các trung tâm dữ liệu mới xây dựng sẽ được lắp đặt đồng bộ hệ thống này.

Tuy nhiên, số liệu từ báo cáo năm 2024 của Phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley cho thấy, phần lớn các trung tâm dữ liệu hiện có vẫn sử dụng hệ thống làm mát bay hơi, loại hệ thống này tiết kiệm năng lượng nhưng tiêu tốn lượng nước cực kỳ lớn. Các chuyên gia cho biết chi phí cải tạo các phòng máy hiện có là quá cao, khó có thể chi trả.

Josh Parker, người phụ trách phát triển bền vững của Nvidia, cho biết: "Ngay cả khi chúng ta giải quyết được vấn đề nước tiêu thụ trực tiếp ở khâu vận hành trung tâm dữ liệu, áp lực tài nguyên nước của ngành công nghiệp AI vẫn sẽ chuyển dịch sang khâu phát điện. Điều này là không thể nghi ngờ."

Tuy nhiên, ông cũng cho rằng việc đánh giá mức tiêu thụ năng lượng và lượng nước tiêu thụ đi kèm của các trung tâm dữ liệu AI không thể tách rời khỏi môi trường tổng thể của ngành: "Mức tiêu thụ điện của các ngành công nghiệp khác tại Mỹ chưa bao giờ bị giám sát khắt khe như vậy." Ông cũng tin rằng công nghệ AI ngược lại có thể giúp các ngành khác giảm tiêu thụ tài nguyên nước.

Dưới làn sóng mở rộng cơ sở hạ tầng tính toán AI, việc vấn đề sử dụng nước của trung tâm dữ liệu được quan tâm đặc biệt là điều tất yếu. Việc nhiều bên xây dựng dự án cố tình che giấu thông tin và ký kết các thỏa thuận bảo mật rộng rãi càng làm gia tăng sự nghi ngờ và mất lòng tin của công chúng. Dữ liệu từ cơ quan tư vấn khí hậu Carbon Direct cho thấy, từ năm 2024 đến nay, đã có các dự án trung tâm dữ liệu AI với tổng quy mô 170 tỷ USD bị cản trở, đình chỉ hoặc hủy bỏ trực tiếp, và các vấn đề nêu trên là một trong những nguyên nhân cốt lõi.

Nhà nghiên cứu de Vries-Ga cho biết: "Khi hầu hết các dự án bắt đầu, thông tin công khai chỉ là phần nổi của tảng băng chìm, công chúng hoàn toàn không thể nắm bắt được tình hình đầy đủ."

Tuyên bố quảng cáo: Các liên kết ngoài (bao gồm nhưng không giới hạn ở siêu liên kết, mã QR, mật khẩu, v.v.) có trong bài viết được sử dụng để truyền tải thêm thông tin, tiết kiệm thời gian lựa chọn, kết quả chỉ mang tính chất tham khảo, tất cả các bài viết của IT之家 đều bao gồm tuyên bố này.