Lưới điện Mỹ đối mặt khủng hoảng thiếu hụt năng lượng do nhu cầu từ trung tâm dữ liệu bùng nổ
Một trong những lưới điện lớn nhất Hoa Kỳ đã lần thứ ba liên tiếp không thể đảm bảo đủ nguồn cung điện trong tương lai để đảm bảo độ tin cậy, trong bối cảnh nhu cầu lịch sử từ các trung tâm dữ liệu tăng vọt. PJM Interconnection, tổ chức truyền tải điện vùng lớn nhất Hoa Kỳ, phục vụ 67 triệu khách hàng tại 13 tiểu bang và Washington, DC, cho biết cuộc đấu giá để mua điện cho năm tài chính bắt đầu từ tháng 6 năm 2028 đã thiếu hụt 6,8 gigawatt so với nhu cầu cần thiết để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống trong thời gian nhu cầu cao điểm, theo thông báo được công bố vào thứ Ba.
Sự thiếu hụt này tương đương với gần bảy lò phản ứng hạt nhân truyền thống. Kết quả này gia tăng áp lực lên một lưới điện vốn đã là nơi đặt "Con đường Trung tâm Dữ liệu Virginia" (Data Center Alley) - khu tập trung trung tâm dữ liệu lớn nhất Hoa Kỳ - và phải gánh chịu phần lớn chỉ trích vì khó khăn trong việc quản lý bùng nổ công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và bảo vệ người tiêu dùng khỏi chi phí leo thang.
Hiện sự chú ý đang chuyển sang một cơ chế mua sắm khẩn cấp vào cuối năm nay, nhằm chuyển gánh nặng tăng cường sản xuất năng lượng cho các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây (hyperscalers).
Thiếu hụt 6.831 Megawatt trong đấu giá điện
PJM Interconnection hôm nay đã công bố kết quả của Cuộc đấu giá Cơ sở Dư thừa 2028/2029 (Base Residual Auction - BRA), đảm bảo được 138.318 MW công suất tạo ra không bị ép buộc (unforced capacity generation - UCAP) và phản ứng nhu cầu để đáp ứng nhu cầu điện dự kiến cho hơn 67 triệu người dân tại 13 tiểu bang và Quận Columbia, thuộc phạm vi của Tổ chức Truyền tải Vùng (RTO).
Các khu vực thuộc Yêu cầu Nguồn Cố định (Fixed Resource Requirement - FRR) đã mua thêm 10.864 MW UCAP, tổng cộng có 149.182 MW UCAP sẵn sàng phục vụ nhu cầu điện cao điểm dự kiến, cùng với biên dự trữ. UCAP đại diện cho công suất tối đa của một nguồn phát điện được điều chỉnh theo khả năng ước tính hoạt động tin cậy trong thời gian rủi ro hệ thống cao nhất.
Công suất của các nguồn được mua trong cuộc đấu giá, cùng với các nguồn FRR, vẫn thiếu 6.831 MW so với yêu cầu độ tin cậy của PJM, điều này có nghĩa là nguồn cung cam kết ít hơn so với mức cần thiết để đáp ứng tiêu chuẩn độ tin cậy "một sự cố trong 10 năm" và với các trung tâm dữ liệu tiêu thụ điện khổng lồ mọc lên gần như hàng ngày hiện nay, sự kiện "một lần trong 10 năm" đã trở thành hiện tượng hàng ngày.
Sự thiếu hụt này không phải là điều bất ngờ, xét đến các điều kiện mà PJM đã quan sát được, bao gồm sự thiếu hụt khoảng 6.500 MW trong cuộc đấu giá công suất trước đó cho năm tài chính 2027/2028. Những cuộc đấu giá gần đây nhất là lần đầu tiên trong lịch sử PJM mà toàn bộ RTO không đáp ứng được yêu cầu độ tin cậy. PJM dự định sẽ寻求 FERC phê duyệt để tổ chức một cuộc "Mua sắm Dự phòng" (Backstop Procurement) vào tháng 9 để giúp giải quyết sự thiếu hụt nguồn cung điện ngắn hạn.
Giới hạn giá đấu thầu và tác động đến người tiêu dùng
Điều phối với các thống đốc của 13 tiểu bang PJM và Ủy ban Năng lượng Liên bang (FERC), PJM đã thiết lập một mức trần và sàn giá, hoặc "vòng đeo cổ" (collar), cho bốn cuộc đấu giá công suất để bảo vệ cả người tiêu dùng và nhà đầu tư khỏi sự biến động thị trường. Đây là lần thứ ba liên tiếp cuộc đấu giá có giới hạn giá này.
Giải quyết giá ở mức trần giá được FERC phê duyệt là 325 đô la mỗi megawatt-ngày, mức giá này sẽ xuất hiện trong hóa đơn tiền điện hàng tháng của người dùng; mức giá này giảm 2,5% so với mức trần của cuộc đấu giá Cơ sở Dư thừa 2027/2028 là 333,44 đô la mỗi megawatt-ngày.
Nếu không có giới hạn giá được đàm phán lần đầu tiên vào năm 2024, chi phí sẽ còn cao hơn. Mặc dù điều đó đã giúp giữ chi phí trong tầm kiểm soát, PJM cũng đã cho rằng hệ thống đồng nghĩa với việc không có tín hiệu giá đủ mạnh để các nhà sản xuất xây dựng các nhà máy phát điện mới.
So sánh giá với và không có giới hạn giá
| Điều kiện | Giá (USD/megawatt-ngày) | Tỷ lệ thay đổi |
|---|---|---|
| Với giới hạn giá | 325.00 | - |
| Không có giới hạn giá | 554.72 | Tăng 70% |
| Khu vực ComEd LDA (không có giới hạn) | 776.69 | Tăng 139% |
Nói cách khác, nếu không có giới hạn pháp lý, giá điện sẽ cao hơn 70% (554,72 đô la so với 325 đô la).
Nhu cầu từ trung tâm dữ liệu và các giải pháp công nghệ
Trong khi đó, các nhà cung cấp công nghệ tiên tiến về năng lượng hạt nhân như các công ty lò phản ứng module Nano Nuclear và Oklo đang chỉ chờ được绿灯 để kết nối các nguồn năng lượng của họ vào lưới điện.
Theo PJM, số tiền thanh toán cho các nhà phát điện cho năm bắt đầu từ tháng 6 năm 2028 đã đạt mức cao nhất mọi thời gian là 16,4 tỷ đô la, tương tự như cuộc đấu giá gần nhất. Tổng giá trị này không tương đương với tổng chi phí tải vì tải được phòng ngừa thông qua tự cung cấp hoặc hợp đồng song phương không bị ảnh hưởng bởi giá giải quyết trong cuộc đấu giá.
Theo báo cáo từ Monitoring Analytics, đơn vị giám sát thị trường độc lập của lưới điện, giá điện PJM đã tăng 76% trong quý đầu tiên do nhu cầu hoành tráng từ các trung tâm dữ liệu.
CEO của PJM David Mills gần đây đã mô tả tình huống này là "không thể chấp nhận được".
Phản ứng của PJM và kế hoạch tương lai
Phát biểu về kết quả cuộc đấu giá hôm nay, Mills cho biết: "Kết quả cuộc đấu giá này cho thấy nhu cầu điện tiếp tục tăng nhanh hơn nguồn cung điện. Đồng thời, PJM nhận thức rõ sự mất cân bằng cung-cầu này ảnh hưởng như thế nào đến độ tin cậy của hệ thống và chi phí cho người tiêu dùng. Chúng tôi đang làm việc với các nhà lãnh đạo chính phủ và ngành công nghiệp trên nhiều mặt trận để khôi phục sự cân bằng bằng cách đưa các nhà phát điện mới vào hoạt động càng nhanh càng tốt và quản lý sự tăng trưởng của tải mới trên lưới điện."
Như chúng tôi đã nhiều lần cảnh báo khi thảo luận về việc dư thừa công suất quá ít trong lưới điện Hoa Kỳ - với PJM đã ở dưới ngưỡng độ tin cậy quan trọng - một vòm nhiệt kỷ niệm vào đầu tháng này cho thấy lưới điện PJM đang ở gần giới hạn của mình, nhu cầu điện có khả năng vượt qua kỷ lục đã tồn tại hơn hai thập kỷ. Nếu không có hành động khẩn trương, lưới điện có nguy cơ suy thoái hơn nữa khi nhu cầu vượt nguồn cung sắp tới.
PJM đã bị kiểm tra chặt chẽ khi các trung tâm dữ liệu và nhà phát điện nói rằng họ không được kết nối đủ nhanh, trong khi các nhóm người tiêu dùng và chính trị gia chỉ trích lưới điện vì hóa đơn điện tăng vọt. Những lo ngại này có thể sẽ đến hồi cao trào tại một hội nghị vào ngày 23 tháng 7 do Ủy ban Năng lượng Liên bang tổ chức để thảo luận về quản trị lưới điện.
Kết quả cuộc đấu giá mới nhất, nhằm đảm bảo đủ công suất khả dụng cho vài giờ trong một năm điển hình khi nhu cầu đạt đỉnh, cũng sẽ đặt thêm gánh nặng cho một biện pháp khẩn cấp được lên kế hoạch cho cuối năm nay để lấp đầy khoảng cách nguồn cung và đảm bảo các trung tâm dữ liệu phải trả tiền. Như Bloomberg lưu ý, PJM vẫn chưa nộp đề xuất cụ thể về cách thức hoạt động của cơ chế này, nhưng quy trình này dự kiến sẽ bắt đầu vào tháng 9 sau áp lực nặng nề từ Nhà Trắng và các thống đốc tiểu bang.
