Năng lượng hạt nhân cho AI: bên trong các thỏa thuận năng lượng trung tâm dữ liệu
Cập nhật ngày 11 tháng 12 năm 2025
Cập nhật tháng 12/2025: Các công ty công nghệ lớn ký kết hơn 10GW công suất hạt nhân mới tại Mỹ trong năm qua. Thỏa thuận khởi động lại Three Mile Island trị giá 16 tỷ USD trong 20 năm của Microsoft (835MW) nhắm mục tiêu năm 2028. Google/Kairos Power ký thỏa thuận đội SMR doanh nghiệp đầu tiên tại Mỹ (500MW, từ 2030). Amazon đầu tư hơn 20 tỷ USD chuyển đổi Susquehanna thành khuôn viên AI. Meta phát hành RFP cho 1-4GW hạt nhân mới. Điện năng DC toàn cầu tăng từ 460 TWh (2024) lên 1.300 TWh (2035).
Các công ty công nghệ lớn đã ký hợp đồng cho hơn 10 gigawatt công suất hạt nhân mới tiềm năng tại Hoa Kỳ trong năm qua.¹ Microsoft cam kết thỏa thuận mua điện 20 năm, 835 megawatt để khởi động lại Three Mile Island.² Google đặt hàng lên đến 500 megawatt lò phản ứng mô-đun nhỏ từ Kairos Power.³ Amazon đầu tư hơn 20 tỷ USD chuyển đổi địa điểm Susquehanna thành khuôn viên trung tâm dữ liệu AI sử dụng năng lượng hạt nhân.⁴ Meta phát hành yêu cầu đề xuất nhắm mục tiêu 1 đến 4 gigawatt phát điện hạt nhân mới.⁵ Năng lượng hạt nhân đã chuyển đổi từ một ngành công nghiệp đang suy giảm thành trọng tâm của chiến lược cơ sở hạ tầng AI.
Sự chuyển hướng này phản ánh những tính toán cơ bản. Sản lượng điện toàn cầu cho các trung tâm dữ liệu sẽ tăng từ 460 terawatt-giờ năm 2024 lên hơn 1.000 terawatt-giờ vào năm 2030 và 1.300 terawatt-giờ vào năm 2035.⁶ Hạt nhân cung cấp nguồn điện nền không carbon 24/7 mà năng lượng tái tạo không thể sánh được. Khi các nhà cung cấp đám mây lớn cạn kiệt công suất lưới điện khả dụng và đối mặt với các cam kết bền vững, hạt nhân trở thành giải pháp đáp ứng cả hai yêu cầu.
Microsoft và Three Mile Island
Gần 50 năm sau khi sự cố nóng chảy một phần khiến Three Mile Island trở thành biểu tượng của thảm họa hạt nhân, nhà máy chuẩn bị quay lại cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu AI của Microsoft.⁷ Microsoft đã ký thỏa thuận 20 năm với Constellation Energy về điện từ cơ sở được tái kích hoạt.⁸ Thỏa thuận trị giá 16 tỷ USD sẽ cung cấp điện cho các trung tâm dữ liệu AI của Microsoft thông qua Crane Clean Energy Center, tên mới của nhà máy.⁹
Cơ sở 837 megawatt tại Pennsylvania dự kiến mở cửa lại vào năm 2028.¹⁰ Microsoft sẽ nhận 100% sản lượng của nhà máy.¹¹ Thời hạn 20 năm vượt đáng kể so với các PPA năng lượng mặt trời và gió truyền thống của Microsoft, phản ánh quy mô và độ tin cậy cần thiết cho cơ sở hạ tầng AI.¹²
Lò phản ứng sẽ mở cửa lại không liên quan đến vụ tai nạn năm 1979.¹³ Constellation đã đóng cửa Tổ máy 1 vào năm 2019 do thua lỗ hoạt động.¹⁴ Cam kết của Microsoft cung cấp sự chắc chắn về doanh thu cần thiết để biện minh cho khoản đầu tư khởi động lại.
Tiến độ tiếp tục trong suốt năm 2025. Constellation đã nộp yêu cầu đổi tên cơ sở vào tháng 2, báo cáo ngừng hoạt động cập nhật vào tháng 3, và các đơn xin hủy bỏ miễn trừ được cấp trong quá trình ngừng hoạt động từ tháng 4 đến tháng 6.¹⁵ Thống đốc Josh Shapiro xuất hiện cùng các giám đốc điều hành của Constellation và Microsoft vào ngày 25 tháng 6 năm 2025, chào đón công nhân trở lại và nhấn mạnh vai trò của năng lượng hạt nhân trong kế hoạch năng lượng của Pennsylvania.¹⁶
Google và SMR của Kairos Power
Google và Kairos Power đã ký thỏa thuận doanh nghiệp đầu tiên để phát triển đội lò phản ứng mô-đun nhỏ tại Hoa Kỳ.¹⁷ Thỏa thuận bao gồm lên đến 500 megawatt qua sáu đến bảy lò phản ứng.¹⁸ Các lò phản ứng sẽ đi vào hoạt động đến năm 2035, với lò đầu tiên nhắm mục tiêu năm 2030.¹⁹
Google và Kairos sẽ triển khai một nhà máy hạt nhân tiên tiến kết nối với lưới điện của Tennessee Valley Authority vào năm 2030.²⁰ Lò phản ứng Hermes 2 do Kairos phát triển sẽ phát 50 megawatt điện.²¹ TVA sẽ mua điện thông qua thỏa thuận mua điện, trở thành công ty điện lực Mỹ đầu tiên ký thỏa thuận bao tiêu với nhà máy hạt nhân tiên tiến.²² Điện năng sẽ cung cấp cho các trung tâm dữ liệu của Google tại Quận Montgomery, Tennessee và Quận Jackson, Alabama.²³
Kairos sử dụng hệ thống làm mát muối nóng chảy kết hợp với nhiên liệu dạng viên gốm để truyền nhiệt đến tuabin hơi.²⁴ Công ty đã nhận được giấy phép xây dựng từ Ủy ban Điều tiết Hạt nhân vào tháng 11 năm 2024.²⁵ Đơn xin giấy phép vận hành sẽ được nộp trước khi nhà máy khởi động.
Cấu trúc tài chính phân bổ rủi ro hợp lý. Kairos và Google chịu rủi ro tài chính xây dựng dự án đầu tiên trong loại hình.²⁶ TVA cung cấp nguồn doanh thu thông qua PPA.²⁷ Thỏa thuận đảm bảo người tiêu dùng không phải gánh chi phí đầu tiên trong loại hình trong khi cho phép công nghệ đạt quy mô thương mại.
Các khoản đầu tư hạt nhân của Amazon
Amazon đầu tư 650 triệu USD vào khuôn viên trung tâm dữ liệu bên cạnh nhà máy điện hạt nhân Susquehanna của Pennsylvania.²⁸ AWS đã mua lại khuôn viên của Talen Energy bên cạnh Trạm Điện Hơi Susquehanna và mở rộng đáng kể.²⁹ Vào tháng 5, AWS nhận được yêu cầu tái quy hoạch 1.600 mẫu Anh để phát triển 15 tòa nhà trung tâm dữ liệu.³⁰
Amazon công bố đầu tư hơn 20 tỷ USD để chuyển đổi địa điểm thành khuôn viên trung tâm dữ liệu sẵn sàng cho AI, được cung cấp hoàn toàn bằng năng lượng hạt nhân không carbon.³¹ Khoản đầu tư vượt xa thương vụ mua lại ban đầu, phản ánh quy mô cơ sở hạ tầng AI mà Amazon lên kế hoạch.
Amazon cũng đầu tư vào công nghệ hạt nhân thế hệ tiếp theo với khoản đầu tư trực tiếp vào X-energy có trụ sở tại Maryland.³² Amazon đã ký thỏa thuận với Energy Northwest, một công ty điện lực tại bang Washington, để tài trợ giai đoạn đầu của dự án lò phản ứng mô-đun nhỏ X-energy theo kế hoạch.³³ Amazon hỗ trợ 5 gigawatt dự án SMR X-energy mới vào tháng 10 năm 2024.³⁴
Meta và Oracle mở rộng kế hoạch hạt nhân
Meta công bố yêu cầu đề xuất cho các nhà phát triển hạt nhân nhắm mục tiêu 1 đến 4 gigawatt phát điện hạt nhân mới để cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu và AI, bắt đầu từ đầu những năm 2030.³⁵ Meta tìm kiếm cả lò phản ứng mô-đun nhỏ và lò phản ứng hạt nhân lớn hơn.³⁶ Đầu năm 2025, Meta đã ký thỏa thuận với Constellation Energy để mua điện từ nhà máy hạt nhân hiện có tại Illinois.³⁷
Oracle công bố kế hoạch xây dựng trung tâm dữ liệu quy mô gigawatt được cung cấp bởi ba lò phản ứng mô-đun nhỏ.³⁸ CEO Larry Ellison tuyên bố rằng giấy phép xây dựng cho ba SMR đã được đảm bảo, mặc dù ông không nói rõ về địa điểm hoặc tiến độ xây dựng.³⁹
Trung tâm dữ liệu lớn nhất của Oracle đạt 800 megawatt chứa hàng mẫu Anh cụm GPU NVIDIA có thể huấn luyện các mô hình AI lớn nhất thế giới.⁴⁰ Cơ sở quy mô gigawatt sử dụng SMR sẽ vượt qua quy mô này, đòi hỏi nguồn điện mà lưới điện không thể cung cấp đáng tin cậy.
Phát triển SMR tăng tốc
Tổng thống Trump ban hành bốn sắc lệnh hành pháp về năng lượng hạt nhân vào ngày 23 tháng 5 năm 2025, tập trung vào việc đẩy nhanh triển khai các công nghệ hạt nhân mới bao gồm SMR.⁴¹ Sắc lệnh Hành pháp 14300 đặt ra các thời hạn cấp phép tích cực mới.⁴² Hỗ trợ chính sách đã thúc đẩy sự tham gia đáng kể của khu vực tư nhân.⁴³
Phê duyệt Thiết kế Tiêu chuẩn được ban hành vào tháng 5 năm 2025 cho NuScale US 460, một SMR 462 megawatt, đến sớm hơn hai tháng so với kế hoạch.⁴⁴ Phê duyệt nhanh chóng cho thấy rằng các mốc thời gian quy định có thể rút ngắn khi có ưu tiên chính trị.
Sau năm 2030, SMR sẽ tham gia cung cấp điện nền phát thải thấp cho các nhà vận hành trung tâm dữ liệu, với các nhà cung cấp đám mây lớn hiện là những nhà tài trợ doanh nghiệp chính cho phát triển SMR.⁴⁵ Các ước tính lạc quan nhất đặt việc triển khai SMR bắt đầu vào đầu những năm 2030.⁴⁶
Kinh tế quy mô khiến SMR hấp dẫn đòi hỏi triển khai số lượng lớn. Càng nhiều đơn vị được triển khai, kinh tế quy mô càng lớn.⁴⁷ Ngành công nghiệp trung tâm dữ liệu truyền cảm hứng cho đổi mới hạt nhân bằng cách tạo ra nhu cầu ở quy mô lớn.⁴⁸
Vai trò và hạn chế hiện tại của hạt nhân
Năng lượng hạt nhân hiện cung cấp khoảng 15% đến 20% điện năng trung tâm dữ liệu.⁴⁹ Khí tự nhiên cung cấp hơn 40% điện cho các trung tâm dữ liệu Mỹ, năng lượng tái tạo khoảng 24%, và than khoảng 15%.⁵⁰ Mặc dù tỷ trọng của hạt nhân dự kiến ổn định đến năm 2030, ngành công nghiệp xem hạt nhân là giải pháp cuối cùng cho AI bền vững.⁵¹
Goldman Sachs dự báo cần 85 đến 90 gigawatt công suất hạt nhân mới để đáp ứng tất cả tăng trưởng nhu cầu điện trung tâm dữ liệu dự kiến đến năm 2030.⁵² Ít hơn 10% sẽ có sẵn toàn cầu vào năm 2030.⁵³ Khoảng cách giữa cung và cầu đảm bảo sự phụ thuộc tiếp tục vào khí tự nhiên và năng lượng tái tạo trong suốt thập kỷ.
Những nhược điểm chính của hạt nhân bao gồm thời gian đến khi có điện và chi phí.⁵⁴ Chi phí vốn cho nhà máy điện hạt nhân ước tính gấp 5 đến 10 lần so với khí tự nhiên.⁵⁵ Hạt nhân có chi phí từ 6.417 đến 12.681 USD mỗi kilowatt so với 1.290 USD mỗi kilowatt cho khí tự nhiên.⁵⁶ Kinh tế chỉ có lợi cho hạt nhân khi yêu cầu không carbon biện minh cho mức phí bảo hiểm.
Các nhà máy hạt nhân hiện có cung cấp con đường nhanh hơn đến điện năng so với xây dựng mới. Khởi động lại các nhà máy đã ngừng hoạt động như Three Mile Island hoặc mua sản lượng từ các nhà máy đang vận hành thông qua PPA cung cấp năng lượng hạt nhân nhiều năm trước khi SMR đạt triển khai thương mại.
Ý nghĩa chiến lược
Các cam kết hạt nhân của các nhà cung cấp đám mây lớn báo hiệu tầm nhìn dài hạn về yêu cầu cơ sở hạ tầng AI. PPA 20 năm và tiến độ phát triển SMR giả định nhu cầu điện AI kéo dài hàng thập kỷ. Các tổ chức lập kế hoạch cơ sở hạ tầng AI nên xem xét liệu hạt nhân có phù hợp với tầm nhìn và yêu cầu bền vững của họ hay không.
Chiến lược địa điểm ngày càng xem xét khả năng tiếp cận hạt nhân. Gần các cơ sở hạt nhân hiện có hoặc theo kế hoạch cung cấp các lựa chọn điện mà các địa điểm bị hạn chế lưới điện thiếu. Sự tập trung cơ sở hạ tầng AI gần các nhà máy hạt nhân sẽ tăng tốc khi các nhà cung cấp đám mây lớn thực hiện các kế hoạch đã công bố.
Phí bảo hiểm chi phí cho năng lượng hạt nhân có thể chấp nhận được đối với các tổ chức có cam kết carbon mạnh mẽ. Khi các tín chỉ năng lượng tái tạo trở nên ít ý nghĩa hơn và sự giám sát phát thải phạm vi 2 tăng lên, năng lượng không carbon 24/7 từ hạt nhân cung cấp lợi thế bền vững mà năng lượng tái tạo không liên tục không thể sánh được.
Môi trường quy định cho hạt nhân được cải thiện đáng kể trong năm 2025. Các sắc lệnh hành pháp và phê duyệt nhanh chóng cho thấy rằng hỗ trợ chính trị tồn tại cho việc mở rộng hạt nhân. Các tổ chức đã bác bỏ hạt nhân vì quá chậm hoặc quá rủi ro nên đánh giá lại dựa trên quỹ đạo chính sách hiện tại.
Hạt nhân đại diện cho công nghệ đã được chứng minh duy nhất có thể cung cấp năng lượng nền không carbon, 24/7 quy mô gigawatt. Các nhà cung cấp đám mây lớn đã đi đến kết luận này và cam kết hàng tỷ USD tương ứng. Các tổ chức khác xây dựng cơ sở hạ tầng AI quy mô lớn có thể sẽ đi theo sự dẫn dắt của họ.
Những điểm chính
Cho các nhà hoạch định chiến lược: - Big tech ký kết hơn 10GW công suất hạt nhân mới; PPA Three Mile Island 16 tỷ USD của Microsoft, SMR Kairos 500MW của Google, đầu tư Susquehanna 20 tỷ USD của Amazon - Meta phát hành RFP cho 1-4GW phát điện hạt nhân mới; triển khai SMR dự kiến đầu những năm 2030 - PPA 20 năm báo hiệu nhu cầu điện AI kéo dài hàng thập kỷ; chiến lược địa điểm ngày càng xem xét sự gần gũi với hạt nhân
Cho các nhóm tài chính: - Hạt nhân có chi phí 6.417-12.681 USD/kW so với 1.290 USD/kW cho khí tự nhiên—kinh tế chỉ có lợi cho hạt nhân với yêu cầu không carbon - Goldman Sachs dự báo cần 85-90GW hạt nhân mới đến năm 2030; ít hơn 10% có sẵn toàn cầu - Thời hạn PPA 20 năm của Microsoft vượt đáng kể so với các thỏa thuận năng lượng mặt trời/gió điển hình; sự chắc chắn doanh thu biện minh cho đầu tư khởi động lại
Cho các kiến trúc sư cơ sở hạ tầng: - Hạt nhân hiện cung cấp 15-20% điện trung tâm dữ liệu; khí tự nhiên cung cấp hơn 40% - Khởi động lại Three Mile Island 837MW dự kiến năm 2028; SMR Kairos đầu tiên (50MW) nhắm mục tiêu năm 2030 với kết nối lưới TVA - Khởi động lại nhà máy hiện có cung cấp con đường nhanh hơn đến năng lượng hạt nhân so với xây dựng SMR mới
Cho các nhóm vận hành: - NuScale US 460 (SMR 462MW) nhận Phê duyệt Thiết kế Tiêu chuẩn tháng 5 năm 2025, sớm hơn hai tháng so với kế hoạch - Các Sắc lệnh Hành pháp đặt thời hạn cấp phép tích cực mới; môi trường quy định được cải thiện đáng kể trong năm 2025 - Điện toàn cầu hiện tại cho trung tâm dữ liệu: 460 TWh (2024) → 1.000 TWh (2030) → 1.300 TWh (2035)
Tài liệu tham khảo
-
MIT Technology Review. "Can nuclear power really fuel the rise of AI?" May 2025. https://www.technologyreview.com/2025/05/20/1116339/ai-nuclear-power-energy-reactors/
-
Data Center Dynamics. "Three Mile Island nuclear power plant to return as Microsoft signs 20-year, 835MW AI data center PPA." 2024. https://www.datacenterdynamics.
[Nội dung bị cắt ngắn cho bản dịch]
