مراكز البيانات الذكية: مواجهة الطلب المتزايد على الطاقة

ثورة الذكاء الاصطناعي في كامل عطائها، وهذا يعني المزيد من مراكز البيانات؛ يتوقع الخبراء زيادة بنسبة 33% في عدد مراكز البيانات حتى نهاية العقد. ومع هذه الزيادة سيأتي زيادة في استهلاك الكهرباء. قد تشهد بعض الولايات زيادة في استهلاك مراكز البيانات بنسبة تصل إلى 36% من استهلاك الكهرباء الإجمالي في ولاية معينة في العقد القادم، وفقًا لسيناريوهات نمو الحمل الأخيرة لشركة EPRI. هذا الطلب على الطاقة المحدد بالذكاء الاصطناعي سيزيد من الضغط الكبير على شبكات الكهرباء التي تتعرض بالفعل لخطر الإفراط في الاستخدام. وفقًا للعديد من الخبراء، في الواقع، قد يكون الذكاء الاصطناعي مسؤولاً عن أزمة طاقة قادمة.

然而، يمكن منع هذه الأزمة من خلال اعتماد أنظمة تخزين الطاقة الحرارية على الموقع، والتي تسمح باستخدام الطاقة بgreater مرونة دون التضحية بالعمليات لمراكز البيانات التي تعمل دائمًا. يمكن لأنظمة الطاقة الحرارية أن تقلل فورًا من عبء مراكز البيانات على الشبكة، وبالتالي تقليل حدوث انخفاضات في الجهد أو انقطاع التيار، بالإضافة إلى الحاجة إلى بنية تحتية إضافية على مستوى المرافق – وهو تكلفة ستكون في النهاية محمولة للمستهلكين في فواتير الكهرباء الخاصة بهم. في النهاية، يمكن لأنظمة التخزين هذه أن تمهد الطريق لمراكز بيانات أكثر الدخول على الساحة بسرعة لتلبية الطلب المتزايد على الذكاء الاصطناعي دون التأثير الكبير على بنية الطاقة المحلية.

تخفف أنظمة الطاقة الحرارية من الضغط على الشبكة بشكل رئيسي لأنها تسمح بالتحويل بين الأحمال، أو تعديل ساعات استخدام مراكز البيانات للكهرباء من الشبكة. يمكن شحن هذه الأنظمة التخزينية بالطاقة من الشبكة خلال الساعات التي يكون فيها الطلب على الشبكة منخفضًا، ثم إطلاقها لتشغيل العمليات خلال الساعات التي تكون فيها المرافق أكثر إجهادًا بسبب الطلب الأعلى من المستهلكين. يمكن لمراكز البيانات أن تجعل فرقًا كبيرًا باستخدام هذه الأنظمة لتخزين الطاقة وتشغيل أنظمة التبريد وحدها، لأن أنظمة التبريد يجب أن تعمل 24/7 للحفاظ على المعدات الحيوية من ارتفاع درجة الحرارة، وغالبًا ما تشكل حوالي 40% من استهلاك الطاقة لمركز البيانات.

سباق الذكاء الاصطناعي العالمي يتطلب كميات كبيرة من الطاقة

المشروع الأخير الذي تم الإعلان عنه بقيمة 500 مليار دولار Stargate Project، بقيادة مجموعة من الشركات التكنولوجية الكبرى، سيتطلب عشرات الغيغاواط من الكهرباء. كما أظهرت شركة DeepSeek الذكية الصينية مؤخرًا، قد يصبح الذكاء الاصطناعي أكثر كفاءة فيما يتعلق بالتكلفة والطاقة، ولكن العديد من الخبراء يتوقعون أن يبقى الذكاء الاصطناعي مصدرًا هامًا للطلب العالي على الطاقة.

في الواقع، حتى قبل هذه الإعلانات عن الذكاء الاصطناعي، كانت مراكز البيانات على طريق التحدى المتزايد لتوريد الطاقة في الولايات المتحدة. وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية، من المتوقع أن تصل استهلاك الطاقة إلى أعلى مستوياتها في عام 2025، مع احتياجات مراكز البيانات من الطاقة عاملًا هامًا.

وفقًا للخبراء، سيتسبب الطلب على الطاقة لمراكز البيانات في العقدين القادمين في تجاوز نصف أمريكا الشمالية في خطر انخفاض الطاقة أو انقطاع التيار. حتى في الأماكن التي تتوفر فيها الطاقة الكافية، ستكون مراكز البيانات لها تأثير مالي على الجميع؛ تشير الدراسات إلى أن طلب مراكز البيانات وضغط الموارد اللاحق قد يؤدي إلى زيادة أسعار الكهرباء بنسبة تصل إلى 70%. يبرز تقرير Bain & Company كيف يمكن لطلب مراكز البيانات المتزايد أن يهدد بتفوق نمو الطاقة ويتطلب تريليونات الدولارات في استثمارات الطاقة الجديدة على مستوى العالم. وفقًا لشركة Bain، “السرعة في السوق أمر حيوي لمزودي مراكز البيانات”، ولكن المجتمعات المحلية وال منظمون ي担ون قلقًا بشأن موثوقية الشبكة وال آثار بيئية.

تخزين الطاقة الحرارية هو حل فوري يفيد جميع الأطراف

هنا يأتي دور تخزين الطاقة الحرارية – تكنولوجيا متاحة الآن – لمساعدة. مصممة للاستخدام مع الكهرباء العادية المزودة من المرافق، يتم تخزين الطاقة في الماء أو الجليد، وإطلاقها عند الحاجة لتشغيل أنظمة التبريد لمراكز البيانات – عادةً خلال الفترات التي يكون فيها الطلب – والأسعار – عالية. هذا الحل لا يتطلب إجراء تغييرات بنيوية كبيرة؛ يمكن تركيبه في المباني الحالية. منذ أن يكون هذا الحل خلف العداد، يمكن لمراكز البيانات تركيبه بشكل مستقل عن المرافق – مما يعني أنه وسيلة سريعة وفعالة لتخفيف عبء الشبكة.

إذا تم استخدامها على نطاق واسع، يمكن لأنظمة تخزين الطاقة الحرارية أن تقلل من احتمال انخفاض الجهد أو انقطاع التيار خلال فترات الطلب العالي. سيكون هذا التحويل بين الأحمال مهمًا بشكل خاص في الولايات التي سيكون فيها الطلب على الطاقة لمراكز البيانات مرتفعًا. ستساعد حلول مثل تخزين الطاقة الحرارية التي تساعد على تقليل تأثير الشبكة الصافي في إعطاء المرافق مزيدًا من الفرص لدمج الموارد الجديدة، بما في ذلك الطاقة الشمسية والرياح، وتوسيع الشبكة بطرق منضبطة. كما تقلل هذه الحلول من الحاجة إلى المرافق لتوسيع البنية التحتية – مما قد يقلل من التكاليف التي ستكون في النهاية محمولة للمستهلكين من خلال فواتير الكهرباء.

مع وجود حل مثبت لتقليل عبء الشبكة، من المرجح أن تتمكن مراكز البيانات الجديدة من الحصول على الموافقات الحكومية والتراخيص اللازمة بشكل أسرع، مع moins من المعارضة أو القلق بشأن التأثير على مصادر الطاقة المحلية، مما يسمح لهذا القطاع بالنمو بشكل أسرع ومواكبة الطلب المتزايد الذي يأتي مع الذكاء الاصطناعي.

لماذا يجب على مراكز البيانات التصرف الآن

هناك أيضًا فائدة مالية لمراكز البيانات التي تدمج أنظمة تخزين الطاقة الحرارية: مع استخدام المزيد من المرافق الأسعار التفاضلية أو رسوم الاستخدام حسب الوقت، بناءً على الطلب أو مصدر الطاقة، يمكن لتخزين الطاقة وراء العداد أن يستفيد من هذه الفجوات في الأسعار، والتي من المتوقع أن تزيد في المستقبل، خاصة في ولايات مثل كاليفورنيا وغيرها التي تعتمد أكثر على الطاقة الشمسية خلال النهار. يمكن لمراكز البيانات توفير المال عن طريق شحن النظام الحراري خلال الساعات التي تكون فيها الكهرباء أقل تكلفة، وإطلاقها خلال الساعات القمة – مما يسمح لهم بتقليل الاعتماد على الطاقة الشبكية خلال الساعات الأغلى.

تخزين الطاقة الحرارية هو أيضًا خيار أكثر أمانًا لمراكز البيانات من تخزين البطاريات القائمة على الليثيوم أيون. بينما البطاريات الصغيرة من الليثيوم أيون شائعة بين المستهلكين المنزليين، فإن المباني الكبيرة مثل مراكز البيانات ستتطلب بطاريات كبيرة، والتي تطرح مشاكل أمانية كبيرة. عادةً ما لا يمكن للبطاريات الاحتفاظ بالشحنة لمدة تزيد عن 12 ساعة. كما تتحلل مع مرور الوقت وتتطلب موارد طبيعية كبيرة، بما في ذلك المعادن، التي تكون نادرة ومتوفرة في الخارج. يتم تصنيع العديد من البطاريات في الخارج، بما في ذلك في الصين، بينما يتم تصنيع أنظمة الطاقة الحرارية في الغالب في الولايات المتحدة.

سوف يأتي الذكاء الاصطناعي بالعديد من الفوائد – بالإضافة إلى التحديات. الطاقة المطلوبة لتشغيل مركز بيانات كبير يستهلك 100 ميغاواط من الطاقة، تشير الدراسات إلى أن هذا يمكن أن يغذي حوالي 80,000 منزل بالكهرباء. إذا ضعفنا ذلك بعدد مراكز البيانات الجديدة التي تدخل السوق، فإن التأثير سيكون كبيرًا – مما قد يرفع الأسعار للجميع، بالإضافة إلى يؤدي إلى نقص في الطاقة، وانخفاضات في الجهد، وربما انقطاع التيار. من المتوقع أن يضيف الذكاء الاصطناعي تريليونات من القيمة الإضافية إلى الاقتصاد – ولكن مشاكل الطاقة يمكن أن تؤثر على الإنتاجية المتوقعة. لا يجب أن يكون الأمر كذلك؛ من خلال اعتماد حلول الطاقة الحرارية، يمكن لصناعة مراكز البيانات تقليل نفقاتها وتقليل فرص انقطاع التيار.