Tại Data Center Alley ở Bắc Virginia, những tòa nhà không cửa sổ với kích thước khổng lồ như nhà chứa máy bay đang cung cấp năng lượng cho ngành công nghiệp trí tuệ nhân tạo (AI) của Mỹ – lĩnh vực đang trong cuộc đua gay gắt với Trung Quốc.
Tuy nhiên, nghịch lý thay, các trung tâm dữ liệu này lại ngày càng phụ thuộc vào chính đối thủ địa chính trị của Mỹ là Trung Quốc về một công nghệ thiết yếu: pin.
Các cơ sở này tiêu thụ lượng điện năng tương đương một thành phố nhỏ, gây áp lực lớn lên lưới điện địa phương. Ngay cả những sự cố chập chờn nhỏ nhất cũng có thể gây ra hiệu ứng dây chuyền, làm hỏng các mã lập trình AI nhạy cảm.
Để đối phó, các gã khổng lồ công nghệ đang tìm mua hàng tỷ USD pin lithium-ion cỡ lớn. Tuy nhiên, đây lại là lĩnh vực mà "Trung Quốc đang dẫn đầu ở hầu hết các thành phần công nghiệp", theo nhận định của ông Dan Wang, chuyên gia về công nghệ Trung Quốc tại Viện Hoover thuộc Đại học Stanford. "Họ đang đi trước cả về công nghệ lẫn quy mô."
Cách các trung tâm dữ liệu này một quãng đường ngắn, tại Lầu Năm Góc, các quan chức quân sự cũng đang gióng lên những hồi chuông cảnh báo tương tự, dù với những lý do khác.
Các chiến lược gia quân sự, qua quan sát sự thay đổi hình thái chiến tranh hiện đại, cho rằng lực lượng vũ trang sẽ cần hàng triệu viên pin để vận hành máy bay không người lái (drone), vũ khí laser và vô số vũ khí tương lai khác.
Và phần lớn số pin đó cũng đến từ Trung Quốc.
Sự thống trị của Trung Quốc trong lĩnh vực pin từ lâu đã là vấn đề nan giải đối với các ngành công nghiệp như sản xuất ô tô, nhưng giờ đây nó ngày càng được xem là mối đe dọa an ninh quốc gia. Theo Govini, một công ty phần mềm quốc phòng, quân đội Mỹ hiện dựa vào chuỗi cung ứng của Trung Quốc cho khoảng 6.000 thành phần pin riêng lẻ trong các chương trình vũ khí.
"Thực tế vô cùng khắc nghiệt", bà Tara Murphy Dougherty, Giám đốc điều hành của Govini, phát biểu tại một cuộc họp gần đây với các quan chức quốc phòng và công nghiệp hàng đầu ở California. "100% các hệ thống vũ khí và nền tảng quân sự của chúng ta đều có chứa linh kiện nước ngoài."
Trung Quốc hiểu rõ tầm quan trọng của loại công nghệ này. Ngày 9/10, trong bối cảnh tranh chấp thương mại gia tăng, Bắc Kinh đe dọa hạn chế xuất khẩu một số công nghệ lithium-ion tiên tiến nhất, bao gồm các thành phần cơ bản như cực dương (anode) bằng than chì (graphite) và cực âm (cathode).
Thách thức trong việc giảm phụ thuộc
Các chuyên gia nhận định việc xây dựng một ngành công nghiệp không phụ thuộc vào Trung Quốc sẽ vô cùng khó khăn. Trung Quốc hiện thống trị mảng pin lithium sắt phosphate (LFP), loại pin được ưa chuộng cho cả xe điện và lưu trữ năng lượng cố định.
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), trong năm 2024, Trung Quốc sản xuất 99% tế bào pin (cell) LFP và hơn 90% các thành phần chính của thế giới. Sự thống trị này mở rộng từ khâu tinh chế nguyên liệu thô như lithium và graphite đến các thành phần cơ bản như cực âm và cực dương giúp di chuyển electron trong pin.
Mỹ có các mỏ lithium và các công ty khởi nghiệp về pin. Nhưng giới chuyên gia cho rằng cần phải có nỗ lực phối hợp và sự hỗ trợ của chính phủ để cạnh tranh với các đối thủ Trung Quốc được trợ cấp mạnh mẽ.
Các nhà phân tích ước tính sẽ mất ít nhất nửa thập kỷ để các nhà sản xuất Mỹ có thể sản xuất đủ cell pin LFP đáp ứng nhu cầu nội địa, và mất nhiều thời gian hơn nữa để tạo ra chuỗi cung ứng cho các linh kiện nền tảng.
Ông Fatih Birol, Giám đốc điều hành IEA, so sánh sự phụ thuộc của thế giới vào Trung Quốc với sự phụ thuộc của châu Âu vào khí đốt tự nhiên của Nga. "Việc phụ thuộc vào một quốc gia duy nhất, một tuyến thương mại duy nhất cho một hàng hóa chiến lược hoặc công nghệ luôn tiềm ẩn rủi ro," ông Birol nói.
Thế tiến thoái lưỡng nan này đại diện cho một sự chuyển dịch trong cuộc đua AI, vốn ngày càng phụ thuộc vào hạ tầng điện lực quốc gia – khả năng cung cấp ổn định lượng điện khổng lồ cho các trung tâm dữ liệu "khát" năng lượng – cũng nhiều như phụ thuộc vào chip máy tính.
"Điện không đơn thuần là một tiện ích," gã khổng lồ AI OpenAI viết trong một bức thư hồi tháng 10. "Đó là một tài sản chiến lược sẽ đảm bảo sự lãnh đạo của chúng ta trong công nghệ quan trọng nhất kể từ khi điện năng ra đời."
Sự thống trị về pin là một phần lớn trong lợi thế ngày càng tăng của Trung Quốc về sản xuất điện nói chung, bao gồm cả năng lượng tái tạo. Theo ông Wang từ Viện Hoover, Trung Quốc từ lâu đã xem pin là ưu tiên công nghiệp và quân sự.
Các chuyên gia AI cho biết các công ty Mỹ vẫn dẫn đầu về năng lực tính toán. Tuy nhiên, mối lo ngại đang gia tăng rằng lợi thế về hạ tầng năng lượng của Trung Quốc có thể giúp nước này vượt qua Mỹ.
"Tôi đã gọi AI là 'Dự án Manhattan 2'," Bộ trưởng Năng lượng Chris Wright nói vào tháng 9, ám chỉ nỗ lực chế tạo vũ khí hạt nhân của Mỹ trong thập niên 1940. Ông nói thêm, nếu "Trung Quốc vượt lên đáng kể trước chúng ta về AI, chúng ta sẽ trở thành quốc gia hạng hai trên hành tinh."
Tại sao trung tâm dữ liệu cần pin?
Các kỹ sư vận hành trung tâm dữ liệu thường nhắc đến "năm số 9" về độ tin cậy. Tức là, họ phấn đấu giữ cho các cơ sở hoạt động trực tuyến 99,999% thời gian.
Việc này đòi hỏi nguồn điện tin cậy. Các gã khổng lồ công nghệ đang tranh giành năng lượng từ khí đốt tự nhiên hoặc các nhà máy điện hạt nhân hiện có, vốn có thể vận hành liên tục, đồng thời đặt cược vào các công nghệ mới nổi như lò phản ứng nhỏ hoặc nhà máy địa nhiệt tiên tiến.
"Về cơ bản là vớ được cái gì hay cái đó," Justin Gruetzner, giám đốc điều hành tại Burns & McDonnell, một công ty kỹ thuật trung tâm dữ liệu, chia sẻ.
Pin ngày càng trở nên quan trọng: Hầu hết các trung tâm dữ liệu dựa vào chúng để dự phòng. Pin có thể cung cấp điện tức thời khi mất điện trong khi chờ máy phát điện chạy bằng khí đốt hoặc dầu diesel khởi động, giúp đảm bảo dữ liệu không bị mất.
AI có nhu cầu năng lượng đặc biệt lớn. Viện Nghiên cứu Điện lực (EPRI) ước tính một truy vấn AI có thể tiêu tốn điện năng gấp 10 lần so với tìm kiếm internet truyền thống. Và sức mạnh tính toán khổng lồ có thể gây ra những biến động đáng kể về nhu cầu năng lượng.
Ngay cả những gián đoạn nhỏ cũng có thể dẫn đến cái gọi là "lỗi dữ liệu ngầm" một mối lo ngại mới nổi khi phần cứng AI tạo ra các lỗi tính toán. Jeffrey J. Ma, tác giả chính của một bài báo về hiện tượng này, cho biết trong một thử nghiệm, "một lỗi dữ liệu ngầm thực sự đã phá hỏng cả mô hình."
Các loại pin lithium-ion mà Trung Quốc thống trị đang ngày càng trở nên phổ biến. Vào tháng 2, Google cho biết họ đã lắp đặt hơn 100 triệu cell pin trên khắp các trung tâm dữ liệu của mình và bắt đầu thay thế máy phát điện diesel bằng pin. Microsoft tuyên bố mục tiêu loại bỏ nhiên liệu diesel để dự phòng tại các trung tâm dữ liệu vào năm 2030 nhằm đáp ứng các mục tiêu môi trường.
Các chuyên gia cho rằng, một câu hỏi đặt ra là liệu Mỹ có thể duy trì một ngành công nghiệp pin nội địa hay không, ngay cả khi doanh số bán xe điện chậm lại do bị ảnh hưởng bởi các chính sách của ông Trump.
Các quan chức của ông Trump đã "làm dịu giọng điệu về pin," Noah Gordon, chuyên gia về tính bền vững và địa chính trị tại Quỹ Carnegie vì Hòa bình Quốc tế, nhận định. "Nhưng chính sách vẫn thiếu nhất quán" do sự thù địch với xe điện, ông nói. "Họ đang cố gắng thúc đẩy sản xuất pin trong khi lại làm suy yếu nguồn cầu lớn nhất."
