[비즈한국] “Đây là một câu đùa không mấy hài hước, nhưng để chạy được các mô hình Transformer, bạn cần có... máy biến áp (transformer).” Đây là câu nói của Elon Musk, CEO Tesla, tại một sự kiện do Bosch (Đức) tổ chức năm 2024. Ý nghĩa của câu nói này là gì?
“Transformer” ở vế đầu là cấu trúc thiết kế làm nên nền tảng cho AI tạo sinh như ChatGPT. Chữ ‘T’ trong ChatGPT chính là viết tắt của Transformer. Còn “transformer” ở vế sau là máy biến áp dùng để chuyển đổi điện áp. Dù là một cách chơi chữ đồng âm, nhưng thông điệp truyền tải lại vô cùng nghiêm túc. Đó là dự báo rằng nút thắt cổ chai của AI sẽ chuyển dịch từ chip bán dẫn sang máy biến áp, và sau đó là chính nguồn điện.
Trên thực tế, công ty nghiên cứu thị trường SiteLine Climate dự báo rằng trong số công suất các trung tâm dữ liệu lớn dự kiến vận hành trong năm nay (khoảng 16GW), có tới 30~50% khó có thể đi vào hoạt động đúng hạn do thiếu hụt điện năng và thiết bị. Theo Bloomberg đưa tin vào tháng 11 năm ngoái, dự án trung tâm dữ liệu mà Digital Realty – doanh nghiệp cho thuê trung tâm dữ liệu lớn – đã nộp đơn xây dựng tại Santa Clara, nơi đặt trụ sở của Nvidia, từ năm 2019, vẫn bị bỏ trống sau 6 năm vì không được cung cấp đủ điện.
Tại Hàn Quốc, tình hình cũng không mấy khả quan. Theo kết quả phân tích dữ liệu từ Tổng công ty Điện lực Hàn Quốc (KEPCO) của CBRE Korea, tính đến tháng 3 năm nay, có 522 dự án trung tâm dữ liệu đã nộp đơn đánh giá kỹ thuật giai đoạn 1 về ảnh hưởng hệ thống điện tại khu vực thủ đô. Trong đó, chỉ có 10 dự án được phê duyệt cấp điện, chiếm vỏn vẹn 1,9% tổng số đơn đăng ký. Câu nói “tài nguyên quý giá nhất trong kỷ nguyên AI không phải là bán dẫn, mà là điện” nay không còn là phóng đại.
Chính vì vậy, tư duy đang thay đổi. Thay vì chờ đợi điện đến, người ta mang thẳng nhà máy điện đặt cạnh trung tâm dữ liệu. Trong ngành, đây được gọi là “điện tại chỗ” (On-site power). Nhu cầu điện năng của các trung tâm dữ liệu AI tăng cao đang dẫn đến các đơn đặt hàng thực tế cho loại hình phát điện tại chỗ này.
Trong dòng chảy đó, một startup tại Bavaria, Đức đang thu hút sự chú ý. Đó là Reverion, công ty vừa huy động thành công 154,2 triệu Euro (khoảng 230 tỷ Won) trong vòng gọi vốn Series B vào ngày 29 tháng trước. Đây là quy mô đầu tư lớn nhất kể từ khi thành lập. Reverion cũng trở nên nổi tiếng tại Hàn Quốc vào tháng 8 vừa qua khi ký hợp đồng với Doosan Fuel Cell để cung cấp “stack” – bộ phận cốt lõi của pin nhiên liệu oxit rắn (SOFC).
Nhà máy điện không động cơ, không tuabin?
Liệu có thể xây dựng một nhà máy điện ngay sát cạnh trung tâm dữ liệu?
Các máy phát điện cỡ nhỏ sử dụng động cơ gas hoặc tuabin hiện đã được triển khai tại các trung tâm dữ liệu. Tiêu biểu có Caterpillar (Mỹ), Wärtsilä (Phần Lan), hay GE Vernova, Siemens Energy, Rolls-Royce cũng đã nhảy vào thị trường này. Các máy phát điện này đốt nhiên liệu gas để vận hành động cơ hoặc tuabin, sau đó dùng lực quay đó để tạo ra điện. Trong quá trình năng lượng nhiên liệu chuyển hóa thành nhiệt rồi đến chuyển động cơ học và cuối cùng là điện, một lượng năng lượng đáng kể đã bị thất thoát dưới dạng nhiệt. Máy phát điện gas cỡ nhỏ tại chỗ thông thường chỉ chuyển đổi khoảng 40% năng lượng nhiên liệu thành điện năng.
Ngược lại, nhà máy điện của Reverion không có động cơ, cũng không có tuabin. Vẻ ngoài của nó chỉ là một chiếc hộp thép trông giống container vận tải. Bên trong chứa các stack SOFC cùng các thiết bị điều khiển liên quan. Loại pin nhiên liệu này cung cấp không khí và nhiên liệu riêng biệt thông qua một lớp chất điện phân gốm mỏng. Ở nhiệt độ cao, oxy trong không khí dưới dạng ion sẽ đi qua chất điện phân và phản ứng điện hóa với nhiên liệu tại điện cực để tạo ra điện. Vì không đốt cháy nhiên liệu, lượng năng lượng lãng phí rất ít. Reverion tuyên bố họ đã đạt hiệu suất điện 74,2% tại cơ sở thí điểm biogas ở Müllacker, Đức. Con số này vượt xa hiệu suất điện của các máy phát điện đồng phát nhiệt-điện chạy gas thông thường.
Thiết bị này còn có thể vận hành ngược lại. Giống như xe điện sử dụng động cơ để quay bánh xe và dùng phanh tái tạo để tạo ra điện, khi có dư thừa điện, cùng loại pin nhiên liệu này sẽ chuyển sang chế độ điện phân để tạo ra hydro. Tùy vào cấu hình hệ thống, nó cũng có thể sản xuất cả khí methane. Những ngày nhiều gió và nắng, điện dư thừa sẽ được chuyển đổi thành khí để lưu trữ, và vào những ngày thiếu điện, khí đó sẽ được dùng để tái tạo điện. Vì không trộn nhiên liệu với không khí để đốt, nên việc tách và thu hồi CO2 nồng độ cao trở nên dễ dàng hơn. Theo công ty, nếu vận hành bằng biogas và tận dụng hoặc lưu trữ lượng carbon thu hồi được, họ thậm chí có thể giảm lượng carbon trong khí quyển.
Việc lắp đặt cũng rất đơn giản. Thay vì xây dựng nhà máy tại chỗ, người ta chỉ cần vận chuyển các module phát điện hoàn chỉnh từ nhà máy đến hiện trường và kết nối với hệ thống cấp khí. Nếu cần thêm điện, chỉ cần đặt thêm module. Thay vì kéo điện từ xa bằng đường dây truyền tải chưa biết khi nào hoàn thành, đây là phương pháp đưa nhiên liệu đến và sản xuất điện ngay tại chỗ.
Sau công nghệ là năng lực sản xuất
Tất nhiên, nó không phải là giải pháp vạn năng. Hiện tại, công suất của một thiết bị là 500kW. Để đáp ứng nhu cầu điện của một trung tâm dữ liệu 100MW, về mặt toán học, cần tới 200 thiết bị. Năng lực sản xuất hàng năm của nhà máy mới mà Reverion lên kế hoạch là 250MW, chỉ tương đương với khoảng 2,5 trung tâm dữ liệu 100MW nếu so sánh đơn thuần về công suất. Số lượng thiết bị thực tế cần thiết có thể tăng lên tùy theo điện dự phòng và điều kiện vận hành. Các trung tâm dữ liệu cũng chỉ mới là thị trường tăng trưởng mục tiêu của công ty. Hiện tại, các thiết bị đang vận hành chủ yếu được lắp đặt tại các cơ sở biogas, nhà máy và bệnh viện.
Mặc dù vậy, lý do các nhà đầu tư “mở ví” là vì công nghệ đã được chứng minh tại thực địa, và nhiệm vụ còn lại chính là năng lực sản xuất. Theo Reverion, hiện có 7 thiết bị thương mại đang vận hành tại khách hàng và công ty đã nắm giữ danh mục dự án với doanh thu tiềm năng hơn 2 tỷ USD. CEO Stephan Herrmann chia sẻ trong một cuộc phỏng vấn với truyền thông Đức: “Nhu cầu lớn đến mức con số cần sản xuất khác hẳn với những gì chúng tôi đang có”. Công ty dự kiến dùng phần lớn số vốn đầu tư để xây dựng nhà máy mới tại Đức, nhằm tăng năng lực sản xuất lên gấp 10 lần hiện tại, đồng thời nâng công suất mỗi thiết bị lên mức Megawatt.
Để đảm bảo năng lực sản xuất, Reverion đã ký hợp đồng cung cấp stack SOFC với Doosan Fuel Cell vào tháng 8 vừa qua trị giá khoảng 108,7 tỷ Won. Điều này giúp họ ổn định nguồn cung linh kiện cốt lõi của pin nhiên liệu để tăng sản lượng. Đối với Doosan Fuel Cell, đây cũng là điểm khởi đầu cho một mảng kinh doanh mới: cung cấp quy mô lớn các stack SOFC cho các doanh nghiệp nước ngoài.
Trường hợp của Reverion cho thấy công nghệ nâng cao hiệu suất phát điện và năng lực hiện thực hóa công nghệ đó ở quy mô công nghiệp là hai bài toán khác nhau. Ngay cả khi đã chứng minh được hiệu suất điện 74,2%, nếu không thể cung cấp thiết bị đúng thời điểm khách hàng cần thì khó mà mở rộng kinh doanh. Đó là lý do Reverion đầu tư vào nhà máy mới và ký hợp đồng cung cấp quy mô lớn với doanh nghiệp Hàn Quốc.
Cơn khát điện trong kỷ nguyên AI không thể giải quyết bằng chỉ một công nghệ phát điện duy nhất. Điều cần thiết là phải có khả năng cung cấp thiết bị đến đúng nơi và đúng thời điểm. Trong thời đại khó chờ đợi nguồn điện, năng lực sản xuất hàng loạt và lắp đặt công nghệ đó tại chỗ đang trở nên quan trọng không kém gì bản thân công nghệ phát điện.
Tác giả Lee Jung-woo từng là phóng viên báo chí trong 17 năm, đảm nhận đa dạng các lĩnh vực bao gồm công nghiệp nặng, pin thứ cấp, ô tô cũng như quốc phòng, ngoại giao, môi trường, giáo dục và phúc lợi y tế. Đặc biệt, ông từng đưa tin thực địa về sự thay đổi cơ cấu ngành tập trung vào chuyển đổi năng lượng, di chuyển và tính bền vững. Hiện ông đang sống tại Berlin, Đức và là đối tác của chương trình tăng tốc khởi nghiệp ‘123 Factory’.