Nhu cầu năng lượng tăng vọt cho trí tuệ nhân tạo đã thúc đẩy hàng tỉ USD đầu tư vào năng lượng sạch, chẳng hạn như địa nhiệt thế hệ mới và các lò phản ứng hạt nhân tiên tiến. Giờ đây, các gã khổng lồ công nghệ lại đang thúc đẩy một công nghệ sạch khác: pin có tuổi thọ cao.

Các nhà phát triển đang bắt đầu bổ sung loại pin này, được gọi là hệ thống lưu trữ năng lượng dài hạn, vào các trung tâm dữ liệu. Các chuyên gia cho rằng khi họ làm điều đó, sẽ có một cơ hội thực sự để mở rộng quy mô và khai thác nhiều năng lượng tái tạo hơn.

“Lưu trữ năng lượng dài hạn là một sự bổ sung quan trọng vào bộ công cụ ngày càng phát triển, có thể giúp chúng tôi xây dựng hạ tầng AI ở quy mô chưa từng có,” ông Cully Cavness, đồng sáng lập và chủ tịch của Crusoe, công ty xây dựng và vận hành các trung tâm dữ liệu AI cho các gã khổng lồ công nghệ, cho biết.

Lưu trữ năng lượng dài hạn là một thuật ngữ chung cho các công nghệ có khả năng lưu trữ và giải phóng điện trong nhiều giờ hoặc thậm chí nhiều ngày. Ngược lại, pin lithium-ion thông thường chỉ có thể giữ năng lượng trong vài giờ.

Ý tưởng tạo ra các siêu pin đã tồn tại trong nhiều năm, nhưng chúng phát triển chậm do chi phí đắt đỏ và chưa được chứng minh hiệu quả ở quy mô lớn. Điều đó sắp sửa thay đổi với một loạt dự án đang mở rộng nhanh chóng.

Theo ước tính của BloombergNEF, kể từ đầu năm 2025, ít nhất 150 gigawatt-giờ các dự án lưu trữ năng lượng dài hạn mới đã được công bố, cấp phép hoặc đảm bảo tài chính tại Mỹ. Dữ liệu của BNEF cho thấy con số này thể hiện mức tăng hơn 5 lần so với tổng số các dự án đã được lên kế hoạch của cả nước tính đến cuối năm 2024, với phần lớn nhu cầu mới đến từ các trung tâm dữ liệu AI.

Dòng vốn từ các nhà vận hành trung tâm dữ liệu AI không chỉ mở rộng quy mô triển khai mà còn mở ra cánh cửa cho một loạt công nghệ đa dạng. Tại Arizona, Google của Alphabet Inc. đang hợp tác với Energy Dome, một công ty của Ý, để lưu trữ năng lượng trong 10 giờ bằng pin làm từ carbon dioxide, trong khi Crusoe đã hợp tác với Energy Vault có trụ sở tại California để khai thác trọng lực như một công cụ lưu trữ.

Trong khi đó, Meta Platforms Inc. đã ký một thỏa thuận với Noon Energy, một nhà sản xuất pin dài hạn khác có trụ sở tại California, để lắp đặt các hệ thống có thể lưu trữ năng lượng tái tạo trong 100 giờ bằng cách phân tách CO2 thành các hợp chất carbon và oxy, sau đó đảo ngược quá trình để tạo ra điện.

“Lưu trữ năng lượng siêu dài hạn thực sự giúp tạo ra nguồn điện sạch và đáng tin cậy,” bà Amanda Yang, người đứng đầu bộ phận năng lượng sạch và tái tạo tại Meta, cho biết. “Bốn giờ chỉ có thể giúp bạn đi được đến đó thôi.”

Trong lịch sử, các cơ sở này đã dựa vào sự kết hợp của máy phát điện diesel, tuabin khí tự nhiên và pin thông thường để duy trì hoạt động trong thời gian lưới điện gặp sự cố hoặc khi năng lượng tái tạo bị gián đoạn. Nhưng việc bổ sung công suất nhiên liệu hóa thạch mới đang đe dọa các cam kết cắt giảm khí thải carbon của các công ty công nghệ vào thời điểm mà tác động khí hậu của AI ngày càng tăng. Việc lắp đặt các tuabin khí cũng bị sa lầy bởi những tắc nghẽn chuỗi cung ứng kéo dài, khiến các nhà phát triển phải chờ đợi nhiều năm cho các đơn hàng mới. Việc ghép nối các dãy pin lithium-ion để có được 100 giờ năng lượng dự phòng là điều có thể, nhưng chi phí có thể rất đắt đỏ. Mặc dù chi phí lưu trữ năng lượng dài hạn hiện tại cao hơn, nhưng một khi được triển khai ở quy mô lớn, nó sẽ mang lại một “hồ sơ cạnh tranh về chi phí rất mạnh mẽ,” theo bà Yang, dù bà từ chối chia sẻ các so sánh giá cụ thể.

Các loại pin lưu trữ dài hạn mới nổi có những lợi thế khác. Ví dụ, không giống như pin thông thường, nhiều loại trong số chúng không sử dụng các khoáng sản thiết yếu như than chì, vốn bị kẹt giữa làn đạn địa chính trị, theo bà Lucia Tian, giám đốc công nghệ năng lượng tiên tiến tại Google. Và khi các công ty khởi nghiệp về lưu trữ năng lượng dài hạn xây dựng nhà máy trên đất Mỹ, sản xuất trong nước không chỉ giúp các gã khổng lồ công nghệ củng cố chuỗi cung ứng mà còn giúp họ có được thiện chí chính trị với một chính quyền đang cố gắng khôi phục việc làm trong ngành sản xuất.

Ông Aric Saunders, phó chủ tịch điều hành của Noon Energy, đã trực tiếp trải nghiệm sự hứng khởi mới này. Ông cho biết các trung tâm dữ liệu AI hiện chiếm khoảng một nửa số dự án triển khai theo kế hoạch của công ty, tăng từ mức gần như không có gì hai năm trước.

Ông Saunders cho biết, mặc dù các khách hàng khác như các công ty điện lực và các cộng đồng không nối lưới cũng đang giúp thúc đẩy việc áp dụng lưu trữ năng lượng dài hạn, nhưng rất ít bên có được tốc độ và tiềm lực tài chính như các trung tâm dữ liệu AI. “Họ chính là chất xúc tác cho ngành.”

Thật vậy, một công ty khởi nghiệp như vậy, XL Batteries có trụ sở tại Massachusetts, cho rằng doanh số bán hàng cho Prometheus Hyperscale, một nhà phát triển trung tâm dữ liệu, đã đóng vai trò như một con dấu xác nhận. Ông Tom Sisto, đồng sáng lập và tổng giám đốc điều hành của công ty, cho biết các công ty khởi nghiệp sản xuất phần cứng sáng tạo thường đòi hỏi vốn lưu động đáng kể để mở rộng công suất, nhưng các bên cho vay có thể thận trọng khi tài trợ cho các sản phẩm chưa chứng tỏ được nhu cầu thị trường mạnh mẽ.

“Con đường để được cấp vốn là thách thức mà tất cả các nhà cung cấp công nghệ mới nổi sẽ phải đối mặt,” ông nói. “Đó là lúc một số trung tâm dữ liệu AI có thể giúp đỡ.”

Bà Yiyi Zhou, một nhà phân tích lưu trữ năng lượng tại BNEF, cho biết khi các trung tâm dữ liệu AI bước vào với tư cách là những người tiên phong áp dụng, các công nghệ sẽ được thử nghiệm và chi phí sẽ giảm xuống, mang lại lợi ích cho các ngành công nghiệp khác.

Pin lưu trữ dài hạn cũng có thể mang lại một cơ hội hiếm có cho các công ty phương Tây bắt kịp Trung Quốc trong lĩnh vực công nghệ sạch. Trong khi các nhà cung cấp Trung Quốc thống trị thị trường pin lithium-ion, các nhà quan sát trong ngành cho rằng vị trí dẫn đầu toàn cầu về lưu trữ năng lượng dài hạn hơn vẫn còn bỏ ngỏ.

Tuy nhiên, mọi thứ vẫn còn ở giai đoạn đầu và vẫn còn phải xem liệu các công ty khởi nghiệp về lưu trữ năng lượng dài hạn có thể thực hiện được hiệu suất và mức tiết kiệm chi phí đã hứa khi việc triển khai thương mại diễn ra hay không.

Hiện tại, sự cấp bách của việc tìm kiếm các giải pháp lưu trữ năng lượng mới dường như đang lớn hơn sự không chắc chắn đó.

“Để nhân rộng các công nghệ mới, bạn cần có khả năng chấp nhận một phần rủi ro đó,” bà Tian của Google nói. “Chúng ta sẽ không bao giờ đạt được mục tiêu nếu không bắt đầu.”

Với sự hỗ trợ của Bertha Wang, Nurin Sofia, Chandra Asmara, và Srinidhi Ragavendran