يتمتع الطلاب في إحدى جامعات التكنولوجيا في دبلن بفوائد غير متوقعة من الذكاء الاصطناعي، فهي تساعد في تدفئة الحرم الجامعي الخاص بهم.
اعتبارًا من عام 2023، أصبح حرم جامعة تالاغت التقنية في دبلن عددًا متزايدًا سيتم تدفئة المباني في الضواحي الجنوبية الغربية للمدينة عن طريق الحرارة المهدرة من مركز بيانات Amazon Web Services القريب.
تولد مراكز البيانات دائمًا حرارة زائدة، لكن التكامل مع شبكات تدفئة المناطق كان بطيئًا، حيث أن الحرارة المهدرة التي تنتجها هذه المرافق المتعطشة للطاقة عادة ما تكون درجة حرارة منخفضة جدًا بحيث لا يمكنها تدفئة المباني الأخرى بشكل مباشر.
وهذا يتغير الآن. مع استمرار ازدهار الذكاء الاصطناعي وامتلاء مراكز البيانات بأرفف من الرقائق المتقدمة بشكل متزايد والتي تتطلب ثلاثة أضعاف قوة الحوسبة كما كانت من قبل، كان على المشغلين إيجاد طرق جديدة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة دون التضحية بالاستدامة.
الذكاء الاصطناعي هو “التطور” الذي يجعل الأمر أكثر إثارة للاهتمام، وفقًا لآدم فابريسيوس، المدير التجاري في شركة Sav Systems، المزودة لمعدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والباحث في الشبكات الحرارية في الشركة الشقيقة EnergiRaven.
وقال لـ CNBC: “الشيء المثير هو أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يمنحك درجات حرارة أعلى، ومياه التبريد تجعل الأمر أسهل بكثير. وتحتاج إلى أجهزة أقل بكثير لتوصيل هذه الأنظمة”.
وقال بريندان ريدينباخ من وكالة الطاقة الدولية لشبكة CNBC إن توفير الحرارة لشبكة تدفئة المناطق يمنح مراكز البيانات “ترخيصًا اجتماعيًا إضافيًا”.
وأضاف: “قد لا يكون هذا فعالاً من حيث التكلفة في النهاية على الورق، ولكنه يساهم في هذا التأثير الاجتماعي الجيد من خلال تحويل القصة الإخبارية السيئة المحتملة لمراكز البيانات الموسعة إلى قصة إخبارية جيدة عن إمدادات الحرارة الخالية من الكربون في النهاية. لذا فهو وضع مربح للجانبين”.
أيرلندا “صفحة بيضاء”
لقد كان هناك استيعاب عادل في شركات التكنولوجيا الكبرى. مايكروسوفت أعلنت شركة Høje-Tastrup في الدنمارك عن خطط لتزويد شبكة التدفئة بالمنطقة بالوقود؛ أ إكوينيكس مركز بيانات يقوم بتدفئة 1000 منزل في باريس؛ و جوجل اعلان مهم مشروع استعادة الحرارة في منشأتها في هامينا، فنلندا.
كانت أيرلندا واحدة من دولتين أوروبيتين فرضتا وقفًا اختياريًا على تطبيقات مراكز البيانات الجديدة حيث أدت المرافق المتعطشة للطاقة إلى إجهاد شبكة دبلن. 22% من قدرة الدول الصغيرة في عام 2024، خففت أيرلندا أخيرًا وقفها الاختياري في أواخر العام الماضي، حيث شهدت طفرة الذكاء الاصطناعي تحولًا في المعنويات بشأن الإمكانات الاقتصادية للمنشآت.
وقال رايدنباخ من وكالة الطاقة الدولية إن أيرلندا تعتبر “صفحة بيضاء فعليا” لأن البلاد لم يكن لديها في السابق تدفئة محلية. وقال إن مخطط تالاغت يوضح فوائد التخطيط المتكامل لأنه يجمع بين مشغل نظام الطاقة ومشغل شبكة التوزيع.
في عام 2020، شكلت الحكومة المحلية أول مرفق طاقة غير ربحي في أيرلندا، وهي شركة Heat Works. توفر الحرارة المهدرة من مراكز بيانات AWS القريبة 100% من الحرارة للشبكة.
وقالت روزي ويب، رئيسة قسم إزالة الكربون في جامعة TU Dublin، لشبكة CNBC عبر البريد الإلكتروني: “على الرغم من أننا في السنة الثانية من المراقبة، إلا أن لدينا أدلة على أن المشروع قد حد بشكل عام من تعرضنا لصدمات أسعار السوق”.
وفقًا لحسابات جامعة TU Dublin، نجح الحرم الجامعي في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحوالي 704 طنًا متريًا في عام 2024، على الرغم من متطلبات الطاقة الإضافية من المبنيين الجديدين.
وفقًا لنيامه غالاغر، قائد الشركة في البلاد، يوفر مركز بيانات AWS في تالاغت “فرصة فريدة” لإعادة استخدام الحرارة. المخطط، الذي ينص على أن AWS توفر الحرارة المعاد تدويرها مجانًا، تم التخطيط له في البداية لتدفئة 55000 متر مربع من المباني العامة، أي ثلاثة أضعاف حجم ملعب كروك بارك في المدينة، بالإضافة إلى المساحات التجارية و133 شقة.
وقال غالاغر لشبكة CNBC: “إنه أمر مربح للجانبين عندما نتمكن من تحديد مشروع معين يستخدم بنيتنا التحتية لدعم أهداف المناخ المجتمعية”.
حافظ على برودة الرقائق الساخنة
وفقا لبن هيرتز شارجيل، الرئيس العالمي لعصر الشبكة في شركة أبحاث الطاقة وود ماكنزي، عندما يتعلق الأمر بشبكات التدفئة، فإن أوروبا أكثر تقدما بكثير من الولايات المتحدة.
وقال هيرتز شارجيل إن بعض مراكز البيانات متوسطة الحجم الواقعة بالقرب من المناطق الحضرية ربما تكون في وضع أفضل لتوفير الحرارة المهدرة. وأضاف أن Equinix – التي، مثل AWS، لا تستفيد من الحرارة المهدرة التي توفرها – هي مثال على ذلك.
ومع ذلك، فإن التأخير في السماح والتكاليف الرأسمالية المرتفعة لبناء شبكات صحية ودمج مراكز البيانات في النظام يجعل النموذج صعبًا.
هناك أيضًا عدم تطابق في دورة الحياة. وقال ريدينباخ إن شبكة التدفئة المركزية تُمنح عادةً عمرًا يصل إلى 30 عامًا، في حين تُمنح المعدات الموجودة داخل مركز البيانات من سبع إلى عشر سنوات فقط. وأضاف “هذا يترك مخاطر كبيرة للغاية تتمثل في الأصول العالقة”.
نحن نرى مراكز البيانات كمقترضين للطاقة وفي الواقع كمنتجين للطاقة.
كينيث أوماهوني
الرئيس التنفيذي لشركة نيكسالوس
قامت شركة Nexalus، وهي شركة هندسة حرارية وعلمية حصلت على براءة اختراع لتقنيتها من كلية ترينيتي في دبلن بأيرلندا، بالبحث في طرق التقاط الحرارة من وحدات معالجة الرسومات ووحدات المعالجة المركزية الساخنة في مراكز البيانات.
تستخدم الشركة التبريد السائل النفاث لتعزيز أداء الرقائق مع التقاط الحرارة المهدرة في درجات حرارة أعلى بكثير. وبدلاً من إنتاج حرارة “منخفضة الجودة”، يوفر النظام مخرجات عند حوالي 55 إلى 60 درجة مئوية دون استخدام مضخة حرارية – ساخنة بدرجة كافية لإعادة استخدامها مباشرة لتدفئة المناطق، حسبما قال كينيث أوماهوني، الرئيس التنفيذي لشركة Nexalus، لـ CNBC.
عادةً ما تنتج مراكز البيانات الأخرى حرارة زائدة تتراوح بين 30 إلى 35 درجة مئوية، مما يجعل إعادة استخدامها أقل عملية، وفقًا للشركة، التي ترسم خريطة للحرارة المنبعثة من الشريحة حتى تتمكن من استهداف المناطق الأكثر سخونة للتبريد.
وقال أوماهوني: “إنه مثل رأس الدش في الحمام. عندما تشعر بألم في الكتف، فإنك توجهه إلى المكان الذي تريد أن يذهب إليه. وهذا ما نفعله، ونرسمه لتحقيق أقصى قدر من التأثير على كل شريحة”.
ويضيف: “نحن نرى مراكز البيانات كمقترضين للطاقة، وفي الواقع كمنتجين للطاقة”. “يجب أن تكون الرغبة في أن يكون مركز البيانات الخاص بك جزءًا لا يتجزأ من مرحلة بناء المدن، وتصميم المباني السكنية … وإنتاج ما يكفي من الحرارة للمبنى بأكمله.”
Nexalus ليست الشركة الوحيدة التي تستكشف هذه التكنولوجيا. نفيديا لقد أثارت مؤخرًا إنذارًا في سوق التبريد عندما تم الكشف عنها الجيل القادم من رقائق الياقوت والتي لا تتطلب نفس القدر من التبريد مثل الموديلات السابقة
قال Rob Fleging، الرئيس التنفيذي لمزود التبريد السائل المعياري Nautilus Data Technologies، إنه “شعر بالبرد” بسبب إعلان Nvidia، حيث كان تركيزه منذ فترة طويلة على رفع درجة حرارة الماء للسماح “بمزيد من الكفاءة بشكل ملحوظ”.
وقال فلينج لشبكة CNBC: “إن الشيء العظيم في إعلان (Nvidia) هذا هو أنه يتحرك في الاتجاه الصحيح، لأنه يسمح الآن بإعادة استخدام تلك الحرارة بشكل أسهل”.
التحدي الذي ينتظرنا
وتتطلع مدن أخرى غير أيرلندا أيضًا إلى تبني مثل هذا النموذج. زار مسؤولون بريطانيون الدنمارك في أكتوبر/تشرين الأول لمعرفة كيفية ربط مراكز البيانات بشبكات التدفئة في المناطق والتعلم من النجاح الذي حققته الدولة الشمالية. وتتوقع المملكة المتحدة أن تصل نسبة شبكات التدفئة إلى 20% بحلول عام 2050، مقارنة بـ 3% اليوم.
وجد التحليل الذي أجرته شركة EnergiRaven وشركة استشارات الطاقة الدنماركية Viegand Maagøe أن الحرارة المهدرة من مراكز البيانات يمكن أن توفر حرارة كافية لما لا يقل عن 3.5 مليون منزل بحلول عام 2035 إذا تم توسيع نطاق الشبكات الحرارية بالتوازي مع البنية التحتية للذكاء الاصطناعي.
يقول ماثيو باول، الذي يدير البحث في شركة EnergyRaven، إن استخدام الحرارة الزائدة لتشغيل المجتمع يسمح بشكل فعال باستخدام الإلكترونات مرتين.
وقال فابريسيوس: “مقابل كل كيلووات من الطاقة نقوم بإعادة تدويرها، هناك كيلووات من الطاقة لا نحتاج إلى استيرادها”، مضيفًا أنه إذا حل محل الغاز الطبيعي، فسيكون ذلك منطقيًا من الناحية الجيوسياسية والاقتصادية.
وقال لشبكة CNBC: “إنك تستخدمه مرة واحدة لإجراء الحسابات، ثم تستخدم الحرارة مرة أخرى لتدفئة منازل الناس التي كان من الممكن توليدها من الغاز، لو كانت غلاية”.
وردا على سؤال حول مخاطر الاعتماد على مركز بيانات خاص لإمدادات الطاقة الرئيسية، قالت جامعة TU Dublin إن نظام التدفئة في منطقة Tallaght لا يعتمد على مصدر واحد. وتقوم الجامعة باستكشاف الطاقة الحرارية الأرضية وتخطط لإدراج مجموعة من المصادر المتجددة لزيادة تنويع مزيج الطاقة لديها.
ومع ذلك، فإن المخطط يلبي الآن 92% من احتياجات التدفئة في الحرم الجامعي، ووفقًا للجامعة، فقد ساهم بشكل كبير في تسريع أهداف إزالة الكربون لعام 2030 التي حددتها جامعة TU Dublin.
توفر تدفئة المناطق حاليًا حوالي 10% من الطلب العالمي على حرارة المباني، ويأتي 90% منها من الوقود الأحفوري. لكي تتمكن دول مثل المملكة المتحدة من الاستفادة من استعادة الحرارة المهدرة، نحتاج إلى الابتعاد عن الغاز وإنشاء البنية التحتية المناسبة على الأرض، كما يقول فابريسيوس من شركة EnergyRaven.
يقول فابريسيوس: “من المحتمل أن تكون هذه هي الطريقة الأفضل، لكنها ستكون مؤلمة. ولن تكون سهلة”., ولكن المملكة المتحدة، على سبيل المثال، على وشك القول: “يتعين علينا في واقع الأمر أن نفعل شيئاً مختلفاً”.
