Tội phạm và hình phạt của AI

Công nghiệp + Năng lượng xanh | Điểm nhấn

Vị thế thống trị AI của Trung Quốc dựa trên việc khai thác năng lượng dư thừa

Bắc Kinh đã phát triển điện mặt trời và điện gió ở quy mô khổng lồ. Giờ đây, nước này cần tận dụng nguồn điện xanh đó để giành lợi thế trong cuộc đua công nghệ

Để hình dung quy mô khổng lồ của cuộc cách mạng năng lượng xanh tại Trung Quốc, hãy nhìn vào Cam Túc. Trên dải đất khô cằn ở rìa phía tây đất nước, bạn có thể lái xe hàng giờ qua khung cảnh hoang vu mà không bắt gặp một khoảng trống nào giữa những hàng tua-bin gió được sắp xếp ngay ngắn, trải dài đến tận chân trời.

Gia Dục Quan, ở phía bắc tỉnh, là nơi có trang trại điện gió lớn nhất thế giới – hơn 20 gigawatt được hàng chục công ty xây dựng bên rìa sa mạc Gobi trong hai thập kỷ qua. Sản lượng này đủ cung cấp điện cho tới 20 triệu hộ gia đình Trung Quốc.

Vấn đề là các hộ gia đình này và những ngành công nghiệp thiếu năng lượng đều không ở đủ gần để dễ dàng sử dụng toàn bộ công suất đó. Phần lớn điện được truyền tới các thành phố cách xa hàng trăm kilomet. Mỗi năm, sản lượng tăng lên và lượng điện lãng phí cũng nhiều hơn.

Trung Quốc đang chuẩn bị chi hàng nghìn tỷ đô la để khắc phục sự thất thoát này bằng dự án mở rộng lưới điện tham vọng nhất lịch sử. Bao gồm các đường dây truyền tải, những bộ pin khổng lồ và các hệ thống lưu trữ năng lượng dài hạn khác, nỗ lực này có thể khai thác kho năng lượng tái tạo lớn nhất thế giới và giúp Bắc Kinh chiếm ưu thế trong cuộc cạnh tranh với Mỹ về phát triển trí tuệ nhân tạo. Đây cũng có thể trở thành hình mẫu cho các quốc gia đang phải xử lý công suất dư thừa và thậm chí tình trạng mất điện, như một số khu vực Nam Âu đã chứng kiến năm ngoái.

Một kỹ thuật viên lập trình robot hình người tại phòng thí nghiệm của China Southern Power Grid ở Quảng Châu. Nhiếp ảnh: Qilai Shen/Bloomberg

“Đưa năng lượng tái tạo vào lưới điện là việc có tầm quan trọng tối cao”, Zhao Li, giám đốc hoạch định tại đơn vị Quảng Đông của China Southern Power Grid, một trong hai công ty điện lực lớn nhất Trung Quốc, cho biết.

“Năng lượng mới có tính gián đoạn và biến động. Đó là lý do việc tích hợp vào lưới điện trở thành thách thức trọng tâm”, ông nói thêm tại văn phòng hiện đại ở Quảng Châu, nơi ông điều hành một trong những tỉnh tiêu thụ điện nhiều nhất Trung Quốc — và cũng là một trong những nơi đầu tiên mất điện trong cuộc khủng hoảng năng lượng năm 2021.

Thách thức đầu tiên trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch của Trung Quốc là xây dựng thật nhanh. Quốc gia phát thải nhiều nhất thế giới đã bước vào cuộc đua bổ sung công suất phát điện nhiều hơn bất kỳ nước nào khác, và đã giành chiến thắng.

Nhưng bài kiểm tra thứ hai còn hệ trọng hơn: tìm cách sử dụng nguồn năng lượng dồi dào đó.

Các số liệu chính thức về cắt giảm công suất — tức tỷ lệ năng lượng tái tạo lẽ ra có thể được sản xuất nhưng không được đưa vào lưới do công suất truyền tải hoặc nhu cầu không đủ — cho thấy khoảng 9% điện gió và điện mặt trời đã bị lãng phí trong nửa đầu năm nay. Xét quy mô sản xuất năng lượng xanh, con số này gần như chắc chắn đang đánh giá thấp vấn đề.

Theo Centre for Research on Energy and Clean Air, một tổ chức phi lợi nhuận hỗ trợ các nỗ lực giảm ô nhiễm, riêng sáu tháng đầu năm Trung Quốc có thể đã sản xuất thêm 401 terawatt-giờ điện — gần bằng tổng sản lượng điện hằng năm của Tây Ban Nha và Philippines cộng lại.

Nguồn: Centre for Research on Energy and Clean Air; National Renewable Energy Monitor Center

Ghi chú: Phân tích tập trung vào sản lượng từ tháng 1 đến tháng 6 của từng năm; CREA so sánh sản lượng thực tế cộng với phần công suất bị cắt giảm với sản lượng dự kiến đã điều chỉnh theo thời tiết.

Dù vậy, đã xuất hiện những tín hiệu đáng khích lệ: giao dịch điện giao ngay có những bước tiến nhỏ, việc sử dụng pin lưu trữ tăng lên và các đường dây truyền tải được vận hành linh hoạt hơn. Trung Quốc cũng đang tận dụng năng lượng dư thừa để thúc đẩy xây dựng các trung tâm dữ liệu trí tuệ nhân tạo với chi phí hợp lý — trái lại, Mỹ đang chật vật vì hóa đơn điện tăng vọt.

Nhưng chặng đường phía trước vẫn còn dài. Trung Quốc cần thêm đường dây truyền tải, pin và hệ thống lưu trữ năng lượng dài hạn. BloombergNEF ước tính nước này sẽ phải rót 3,9 nghìn tỷ đô la vào lưới điện đến năm 2049, cao hơn đáng kể so với mức dự kiến của châu Âu hoặc Mỹ.

Nước này cũng cần giải quyết hệ thống giao dịch điện thiếu minh bạch đã tồn tại hàng chục năm, đồng thời tiến tới một giải pháp định hướng thị trường hơn. Trong khi đó, cần sự khéo léo về chính trị để bắt đầu tháo gỡ nền kinh tế than đá vẫn tạo việc làm cho hàng triệu người — mà không gây phản ứng dữ dội, bất ổn xã hội hay kìm hãm tăng trưởng.

“Xây thêm điện gió, điện mặt trời và thậm chí cả xe điện là những phần dễ hơn trong quá trình chuyển đổi”, Muyi Yang, chuyên gia phân tích tại tổ chức nghiên cứu năng lượng sạch Ember, nói. “Giờ đây Trung Quốc đang bước vào giai đoạn khó hơn. Hệ thống mới đang phát triển nhanh, đạt quy mô và chiều sâu khiến nó gây áp lực trực tiếp hơn lên hệ thống cũ.”

Xây dựng nguồn điện

Quy mô thách thức năng lượng hiện nay tỷ lệ thuận với một vấn đề nan giải trước đó. Trong năm 2021 và 2022, Trung Quốc hứng chịu một loạt đợt thiếu điện trên diện rộng. Các mỏ than bị gián đoạn, hạn hán làm giảm sản lượng thủy điện, đồng thời cuộc xâm lược Ukraine của Nga khiến giá dầu và khí đốt tăng vọt.

Vấn đề còn lớn hơn là nhu cầu điện — tăng nhanh hơn mọi dự đoán. Một bộ phận ngành sản xuất Trung Quốc bước ra khỏi những năm trì trệ vì Covid-19 với nhu cầu điện không thể thỏa mãn khi nền kinh tế chuyển sang điện khí hóa — từ các nhà máy xe năng lượng xanh, những cơ sở sản xuất pin quy mô lớn cho đến các trung tâm dữ liệu, tất cả đều lấy thêm điện từ lưới.

Nguồn: BloombergNEF

Ghi chú: Dự báo được xây dựng theo kịch bản chuyển đổi kinh tế của BNEF, giả định không có chính sách mới nhằm đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng sạch. Không bao gồm điện tự dùng và tổn thất của ngành năng lượng. Nhóm tòa nhà không bao gồm điều hòa, máy bơm nhiệt và trung tâm dữ liệu. Triển vọng nhu cầu của các trung tâm dữ liệu tính đến tháng 12/2025.

Trong kế hoạch 5 năm bắt đầu từ năm 2021, các quan chức ước tính Trung Quốc cần sản xuất ít nhất 4,6 tỷ tấn than quy đổi mỗi năm vào năm 2025, theo phương pháp mà nước này ưu tiên để tính mức tiêu thụ năng lượng từ nhiều nguồn khác nhau. Con số đó cao hơn 14% so với năm 2020. Trên thực tế, nhu cầu tăng nhanh đến mức tổng sản lượng cuối cùng đạt 5,13 tỷ tấn.

Tốc độ điện khí hóa thật đáng kinh ngạc. Từ mức khoảng một phần mười tổng tiêu thụ năng lượng vào đầu thiên niên kỷ, điện chiếm 30% vào năm ngoái và có thể đạt 35% vào cuối thập kỷ. Năm 2025, nhu cầu điện vượt 10 nghìn tỷ kilowatt-giờ — lần đầu tiên một quốc gia đạt mức này.

“Đây là một thành tựu đáng kinh ngạc, vượt xa mức tăng trưởng mà trước đây chúng tôi từng dự tính”, Ren Yuzhi, giám đốc hoạch định của Cục Năng lượng Quốc gia Trung Quốc, nói. “Dự báo nhu cầu năng lượng trong tương lai — đặc biệt là điện — là thách thức quan trọng trong chu kỳ hoạch định tiếp theo.”

Bắc Kinh đáp ứng nhu cầu tăng vọt bằng chương trình mở rộng nguồn điện lớn nhất lịch sử. Từ năm 2022 đến năm 2025, Trung Quốc bổ sung công suất phát điện nhiều hơn toàn bộ hệ thống điện của Mỹ, theo đuổi chiến lược “tất cả các nguồn” cùng lúc mở rộng than đá, mặt trời, gió, điện hạt nhân và thủy điện.

Với điện hạt nhân, mỗi năm từ 2022 đến 2025 có ít nhất 10 lò phản ứng mới được phê duyệt. Theo BNEF, hơn một nửa công suất điện hạt nhân đang được xây dựng trên toàn thế giới hiện nằm ở Trung Quốc; nước này được dự báo sẽ vượt Mỹ để sở hữu đội tàu điện hạt nhân lớn nhất vào khoảng cuối thập kỷ.

Rồi còn có thủy điện. Bốn trong bảy nhà máy thủy điện lớn nhất đang vận hành nằm ở Trung Quốc, và nước này đã bắt đầu xây dựng một dự án ở Tây Tạng có thể trở thành nhà máy điện lớn nhất thế giới khi hoàn thành.

Cộng thêm những dự án điện gió và mặt trời thuộc hàng lớn nhất thế giới, Trung Quốc đã tạo ra đúng nguồn năng lượng dồi dào mà ngày càng nhiều quốc gia muốn noi theo kể từ khi chiến tranh tại Iran bắt đầu.

Trong sáu tháng đầu năm nay, Trung Quốc bổ sung nhiều điện gió và điện mặt trời hơn bất kỳ quốc gia nào từng bổ sung trong cả một năm. Nhiếp ảnh: Qilai Shen/Bloomberg

Trung Quốc được dự báo sẽ vượt Mỹ để sở hữu đội nhà máy điện hạt nhân lớn nhất vào khoảng cuối thập kỷ. Nhiếp ảnh: CFOTO/Future Publishing/Getty Images

Trung Quốc theo đuổi chiến lược “tất cả các nguồn”, đồng thời mở rộng than đá, điện mặt trời, điện gió, điện hạt nhân và thủy điện. Nhiếp ảnh: Wang Lei/China News Service/VCG/Getty Images

Lợi thế này đặc biệt rõ ràng trong cuộc đua AI. Các khu vực miền tây Trung Quốc sản xuất nhiều năng lượng hơn mức có thể tiêu thụ đang trở thành trung tâm của các máy chủ và phần cứng ngốn điện. Theo BNEF, những nơi như Cam Túc và Nội Mông sẽ trở thành các trung tâm điện toán hàng đầu vào năm 2028, giúp Trung Quốc tăng gấp đôi công suất trung tâm dữ liệu trong 5 năm tới.

Trung Quốc có nhiều điện đến mức có thể vận hành đội trung tâm dữ liệu của mình và vẫn xuất khẩu năng lực điện toán ra thế giới — như thành phố Sán Đầu ven biển Quảng Đông, nhờ tuyến cáp quang kết nối với Singapore.

Trái lại, tại Mỹ, phản ứng chống lại các trung tâm dữ liệu đã trở thành vấn đề chính trị lớn trong cuộc bầu cử giữa nhiệm kỳ năm nay — phần lớn do chi phí điện — và một số bang đã gần như đóng băng các dự án phát triển mới.

Tuy vậy, tua-bin và tấm pin hiện chiếm khoảng một nửa tổng công suất điện của Trung Quốc và một phần tư sản lượng điện. Điều đó có nghĩa khoảng một trong bốn electron đang truyền trên lưới điện phụ thuộc vào sự thất thường của mây hoặc gió.

Hệ thống điện vô cùng mong manh và phải được giữ cân bằng liên tục. Nguồn điện biến động nhiều hơn làm tăng nguy cơ tần số và điện áp của lưới lệch khỏi giới hạn an toàn, gây hư hỏng thiết bị, mất ổn định và có thể mất điện.

Năng lượng bị lãng phí

Một hệ quả bất ngờ là nguồn điện xanh không được sử dụng đã thúc đẩy sản lượng điện từ nhiên liệu hóa thạch tăng trở lại, kéo dài nhu cầu đối với năng lượng nhập khẩu đắt đỏ và làm giảm hiệu quả đầu tư vào năng lượng tái tạo.

Trong sáu tháng đầu năm nay, Trung Quốc mở rộng công suất nhiệt điện than nhiều hơn bất kỳ nửa đầu năm nào trong một thập kỷ. Các nhà lãnh đạo gọi nhiên liệu này là “hòn đá dằn” và cho phép tăng cường sử dụng đến năm 2030.

Điều đó có nghĩa đà triển khai điện gió và điện mặt trời phá kỷ lục của Trung Quốc đang chậm lại sao?

Sau khi lắp đặt thêm 315 gigawatt công suất điện mặt trời và 119 gigawatt điện gió trong năm ngoái — đều là những kỷ lục — Trung Quốc bổ sung lượng khiêm tốn hơn là 72 gigawatt tấm pin và 39 gigawatt tua-bin trong nửa đầu năm 2026.

Con số này vẫn cao hơn bất kỳ quốc gia nào từng bổ sung trong cả một năm.

“Trung Quốc không hề đi chậm”, Michal Meidan, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu năng lượng Trung Quốc tại Oxford Institute for Energy Studies, nói. “Nước này đang đi rất nhanh, hoặc siêu nhanh.”

Dù vậy, tốc độ đang thay đổi khi ngay cả cường quốc năng lượng của thế giới cũng bắt đầu gặp những điểm nghẽn về hạ tầng.

Cắt giảm công suất không phải vấn đề riêng của Trung Quốc. Năng lượng lãng phí đã trở thành nỗi đau đầu ngày càng lớn trong những năm gần đây tại các thị trường như Mỹ, Australia và Anh. Điểm khác biệt duy nhất là thị trường Trung Quốc lớn đến mức các vấn đề này — cũng như những thử nghiệm để giải quyết chúng — đều ở quy mô khổng lồ.

Với Zhao của Southern Grid và các đơn vị vận hành khác, bước đầu tiên hướng tới giải pháp là xây dựng hạ tầng cần thiết để di chuyển điện năng qua thời gian và không gian: các hệ thống lưu trữ năng lượng và đường dây truyền tải.

Sản lượng điện hóa thạch
đang tăng

Sản lượng nhiệt điện từ tháng 1 đến
tháng 8 của từng năm được hiển thị

Nguồn: Cục Thống kê Quốc gia Trung Quốc

Truyền tải điện sạch qua thời gian và không gian

Bắc Kinh đang mở rộng hệ thống pin, đường dây truyền tải đường dài và thủy điện tích năng để cung cấp điện tái tạo đến đúng nơi, đúng thời điểm cần thiết.

Nguồn: BloombergNEF; Global Energy Monitor; WorldPop

Ghi chú: Bản đồ chỉ hiển thị các đường dây truyền tải điện một chiều siêu cao áp (UHVDC). Mỗi đoạn của đường dây UHV đa đầu cuối được hiển thị riêng. Bản đồ lưu trữ pin chỉ hiển thị các dự án quy mô lưới điện.

Truyền tải rất quan trọng bởi phần lớn nguồn điện gió và mặt trời tốt nhất của Trung Quốc nằm xa các trung tâm công nghiệp và dân cư lớn. Tiếp đó là nhu cầu lưu trữ tốt hơn, gồm cả các loại pin có thể hoạt động trong vài giờ và các nhà máy thủy điện tích năng có thể duy trì trong nhiều ngày.

“Chúng ta cần nhiều nỗ lực phối hợp để cải thiện khả năng hấp thụ và hiệu quả”, Zhao nói. “Khoản đầu tư của chúng tôi tập trung vào việc xây dựng một kiểu hệ thống năng lượng mới — đặc biệt là tích hợp phân tán và hạ tầng lưới điện.”

Mảnh ghép cuối cùng của Trung Quốc sẽ là khả năng quản lý hệ thống ngày càng phức tạp này, trong bối cảnh cách tiếp cận từ trên xuống vẫn quyết định giá điện và hoạt động vận hành. Cách làm đó đã mang lại kết quả, giúp đất nước nhanh chóng mở rộng khả năng tiếp cận điện trong khi giữ giá tương đối ổn định để hỗ trợ nhiều thập kỷ tăng trưởng kinh tế.

Tuy nhiên, đây có thể không phải là hệ thống của tương lai.

Ma Kui là một trong hàng triệu kỹ thuật viên và công nhân Trung Quốc đang ở tuyến đầu. Là một kỹ sư năng lượng sạch giàu kinh nghiệm, ông hiện làm việc tại tỉnh Giang Tô ở miền đông, nơi ông vận hành một nhà máy lưu trữ pin công suất 100 megawatt cho Concord New Energy Group Ltd. Theo BNEF, công suất lưu trữ pin quốc gia đạt 144 gigawatt vào cuối năm 2025 — nhiều hơn phần còn lại của thế giới cộng lại.

Khi các tua-bin gió gần đó sản xuất quá nhiều điện, Ma sử dụng hệ thống pin. Ông sạc pin trong vài giờ rồi phát lượng điện đó vào cuối ngày, khi nhu cầu tăng lên và sản lượng điện mặt trời, điện gió bắt đầu giảm.

“Hệ thống lưu trữ về cơ bản giống như một cục sạc dự phòng cho lưới điện”, Ma nói. Ông đã làm việc cho nhiều công ty năng lượng tái tạo trong gần 20 năm.

Nhưng khác với một kỹ sư tương đương ở California chẳng hạn, người sẽ phản ứng với biến động giá trong ngày, Ma không nhận được tín hiệu như vậy. Khi gió bắt đầu thổi, mang theo những chùm bông trắng từ các cây liễu gần đó, hoặc khi nhu cầu điện tăng, lưới điện sẽ phát lệnh.

“Chúng tôi không quyết định khi nào sạc hay xả pin”, ông nói. “Lưới điện bảo chúng tôi phải làm gì, và chúng tôi tuân thủ chính xác kế hoạch điều độ.”

Cơ sở lưu trữ năng lượng của Concord New Energy Group Ltd. tại Giang Tô, Trung Quốc. Nhiếp ảnh: Qilai Shen/Bloomberg

Ma Kui, ở giữa, tại nhà máy lưu trữ pin Concord ở Giang Tô. Nhiếp ảnh: Qilai Shen/Bloomberg

Trung Quốc vận hành lưới điện siêu cao áp lớn nhất thế giới. Nhiếp ảnh: Xinhua News Agency/Xinhua News Agency

Hệ thống đó đã là một bước cải thiện, bởi nhiều bộ pin trước đây vẫn nằm im. Năm ngoái, các hệ thống pin độc lập đạt trung bình 299 chu kỳ sạc-xả, hơn gấp đôi mức của năm 2022, theo nhóm nghiên cứu Ember. Mức chuẩn quốc tế là ít nhất 350 lần mỗi năm, về cơ bản là một lần mỗi ngày.

Trung Quốc mới chỉ bắt đầu tiến tới sử dụng tín hiệu giá để điều phối bên nào phát điện. Phần lớn điện than của nước này vẫn được bán theo các hợp đồng dài hạn, có thể lấn át điện gió và điện mặt trời.

Tuy nhiên, các giao dịch ngắn hạn đang tăng lên, chiếm 12% tổng giao dịch điện trong nửa đầu năm, so với hơn 4% một chút vào năm 2025. Tháng 6, lần đầu tiên Trung Quốc cho phép các bên tư nhân đấu giá quyền sử dụng công suất trên một đường dây truyền tải xuyên biên giới.

“Làm cho các đường dây đó linh hoạt hơn là chìa khóa để vừa bảo đảm độ tin cậy, vừa giảm cắt giảm công suất và tăng khả năng tích hợp”, Michael Davidson, phó giáo sư tại Đại học California ở San Diego, người nghiên cứu ngành điện Trung Quốc, cho biết.

Các nhà lãnh đạo Trung Quốc đã nói rõ mong muốn chuyển sang một thị trường điện cởi mở hơn. Theo truyền thông nhà nước, năm 2023, chính Chủ tịch Tập Cận Bình nói rằng việc xây dựng một hệ thống “tiết kiệm và hiệu quả, phối hợp tốt giữa cung và cầu, linh hoạt và thông minh” là điều cấp thiết.

Chính phủ đã đặt mục tiêu hình thành thị trường điện quốc gia thống nhất vào năm 2030 và đưa ra hàng loạt cải cách dựa trên thị trường liên quan đến hợp đồng điện tái tạo, chi phí truyền tải và chứng chỉ năng lượng xanh.

Điều chưa rõ là những cải cách này sẽ có hình dạng ra sao, Trung Quốc sẵn sàng tích hợp bao nhiêu phần của thị trường và mất bao lâu để tạo ra một sự chuyển đổi toàn diện, có ý nghĩa.

“Nút thắt lớn nhất còn lại thực sự là thay đổi hệ thống và các động lực khuyến khích”, Belinda Schäpe, chuyên gia phân tích tại CREA, nói. “Quỹ đạo dài hạn của Trung Quốc rất rõ ràng. Câu hỏi về cách đạt được điều đó thì mơ hồ hơn nhiều.”

Theo Bloomberg

Theo phattrienxanh.baotainguyenmoitruong.vn

https://phattrienxanh.baotainguyenmoitruong.vn/vi-the-thong-tri-ai-cua-trung-quoc-dua-tren-viec-khai-thac-nang-luong-du-thua-60914.html

#Trung Quốc
#năng lượng
#AI