يمكن لمراكز البيانات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي أن تستهلك قدرًا أكبر من الكهرباء مقارنة بمدن بأكملها

تتزايد احتياجات الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية من الطاقة بشكل كبير لدرجة أن مراكز البيانات الفردية يمكن أن تستخدم قريبًا كميات من الكهرباء أكبر من بعض المدن، وحتى الولايات الأمريكية بأكملها، وفقًا للشركات التي تقوم بتطوير المرافق.

لقد ارتفع استهلاك مراكز البيانات من الكهرباء إلى جانب دورها الحاسم بشكل متزايد في الاقتصاد في السنوات العشر الماضية، حيث تضم الخوادم التي تدعم التطبيقات التي تعتمد عليها الشركات والمستهلكون في المهام اليومية.

الآن، مع ظهور الذكاء الاصطناعي، تنمو مراكز البيانات بشكل كبير لدرجة أن العثور على ما يكفي من الطاقة لتشغيلها وما يكفي من الأراضي المناسبة لإيوائها سيصبح أمرًا صعبًا على نحو متزايد، كما يقول المطورون. ومن الممكن أن تتطلب المرافق على نحو متزايد جيجاوات أو أكثر من الطاقة ــ مليار واط ــ أو نحو ضعف استهلاك الكهرباء السكني في منطقة بيتسبرغ في العام الماضي.

وقال علي فين، رئيس شركة لانسيوم، وهي شركة تؤمن الأراضي والطاقة لمراكز البيانات في تكساس، إن شركات التكنولوجيا تخوض “سباق العمر للهيمنة العالمية” في مجال الذكاء الاصطناعي. وأضافت: “الأمر يتعلق بصراحة بالأمن القومي والأمن الاقتصادي”. “سوف يستمرون في الإنفاق” لأنه لا يوجد مكان أكثر ربحية لتوزيع رأس المال.

والطاقة المتجددة وحدها لن تكون كافية لتلبية احتياجاتهم من الطاقة. ويقول المطورون إن الغاز الطبيعي يجب أن يلعب دورًا، مما سيبطئ التقدم نحو تحقيق أهداف انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

(انظر هنا لمعرفة الأسهم التي تساعد في إصلاح شبكة الكهرباء في البلاد.)

وقال نات سالستروم، كبير مسؤولي الطاقة في شركة تراكت، وهي شركة مقرها دنفر تعمل على تأمين الأراضي والبنية التحتية والمرافق، إنه بغض النظر عن مصدر الطاقة، فإن مراكز البيانات أصبحت الآن على نطاق حيث بدأت “تستغل البنية التحتية الحالية للمرافق”. موارد الطاقة لمثل هذه المرافق.

وقال ساهلستروم، الذي قاد سابقًا فرق الطاقة والمياه والاستدامة في أمازون، إن “مسار الأراضي المتاحة في هذا البلد، وهي أرض المنطقة الصناعية التي يمكن أن تناسب حالة استخدام مركز البيانات، أصبحت مقيدة بشكل متزايد”.

ما وراء فرجينيا

وقال سالستروم إنه مع تزايد محدودية الأراضي والطاقة، تتوسع مراكز البيانات إلى أسواق جديدة خارج المركز العالمي الراسخ في شمال فيرجينيا. تواجه الشبكة الكهربائية التي تخدم ولاية فرجينيا مشاكل موثوقية تلوح في الأفق. ومن المتوقع أن يرتفع الطلب على الطاقة، في حين ينخفض ​​العرض بسبب تقاعد بعض محطات الطاقة التي تعمل بالفحم والغاز الطبيعي.

على سبيل المثال، قامت شركة تراكت بتجميع أكثر من 23 ألف فدان من الأراضي لتطوير مراكز البيانات في جميع أنحاء الولايات المتحدة، مع ممتلكات كبيرة في مقاطعة ماريكوبا بولاية أريزونا – موطن فينيكس – ومقاطعة ستوري بولاية نيفادا، بالقرب من رينو.

اشترت شركة Tract مؤخرًا ما يقرب من 2100 فدانًا في مدينة باكاي بولاية أريزونا، مع خطط لتطوير الأرض لتصبح واحدة من أكبر مجمعات مراكز البيانات في البلاد. تعمل الشركة المملوكة للقطاع الخاص مع المرافق لتأمين ما يصل إلى 1.8 جيجاوات من الطاقة للموقع لدعم ما يصل إلى 40 مركز بيانات فردي.

في السياق، فإن حرم مركز البيانات الذي يبلغ ذروة الطلب فيه جيجاوات واحد يعادل تقريبًا متوسط ​​الاستهلاك السنوي لحوالي 700000 منزل، أو مدينة يبلغ عدد سكانها حوالي 1.8 مليون شخص، وفقًا لتحليل CNBC باستخدام بيانات من وزارة الطاقة ومكتب الإحصاء. .

سيستخدم حرم مركز بيانات بهذا الحجم طاقة أكبر في عام واحد من مبيعات الكهرباء بالتجزئة في ألاسكا أو رود آيلاند أو فيرمونت، وفقًا لبيانات وزارة الطاقة.

إن حرم مركز بيانات بحجم جيجاوات يعمل حتى عند الطرف الأدنى من ذروة الطلب لا يزال قابلاً للمقارنة تقريبًا بحوالي 330 ألف أسرة، أو مدينة يزيد عدد سكانها عن 800 ألف شخص – تقريبًا عدد سكان سان فرانسيسكو.

يبلغ متوسط ​​حجم مراكز البيانات الفردية التي تديرها شركات التكنولوجيا الكبرى حاليًا حوالي 40 ميجاوات، ولكن هناك خط أنابيب متزايد من الجامعات بقدرة 250 ميجاوات أو أكثر قادم، وفقًا لبيانات مجموعة بوسطن الاستشارية.

ومن المتوقع أن تشهد الولايات المتحدة عددًا متزايدًا من مراكز البيانات بقدرة 500 ميجاوات أو أكثر، أي ما يعادل نصف جيجاوات، في الثلاثينيات وحتى منتصف الأربعينيات من القرن الحالي، وفقًا لبيانات مجموعة بوسطن الاستشارية. مرافق بهذا الحجم يمكن مقارنتها بحوالي 350 ألف منزل، وفقًا لتحليل CNBC.

وقالت فيفيان لي، المدير الإداري والشريك في مجموعة بوسطن الاستشارية: “من المؤكد أن متوسط ​​حجم مراكز البيانات يتزايد بوتيرة سريعة من الآن وحتى عام 2030”.

وقال سالستروم إن تكساس أصبحت سوقًا جذابة بشكل متزايد بسبب البيئة التنظيمية الأقل عبئًا وموارد الطاقة الوفيرة التي يمكن تصميمها بسهولة أكبر لمواقع محددة. وقال مسؤول الطاقة: “ربما تكون تكساس أفضل مختبر تجارب في العالم لنشر حل الطاقة الخاص بك”.

وقال فين، رئيس الشركة، إن شركة لانسيوم، ومقرها هيوستن، أنشأت متجرًا في عام 2017 بفكرة تقريب الأحمال الكهربائية الكبيرة من موارد الطاقة المتجددة الوفيرة في غرب ووسط تكساس. ركزت Lancium في الأصل على تعدين العملات المشفرة، ثم حولت تركيزها لاحقًا إلى توفير الطاقة للذكاء الاصطناعي مع ظهور ChatGPT في أواخر عام 2022.

واليوم، تمتلك Lancium خمسة مراكز بيانات في مراحل مختلفة من التطوير. ومن المتوقع افتتاح حرم جامعي مساحته 1000 فدان في أبيلين في الربع الأول من عام 2025 بقدرة 250 ميجاوات من الطاقة ستصل إلى 1.2 جيجاوات في عام 2026.

وقال فين إن الحد الأدنى من متطلبات الطاقة لعملاء مركز بيانات Lancium هو الآن جيجاوات، وتتضمن الخطط المستقبلية توسيع نطاقها إلى ما بين ثلاثة وخمسة جيجاوات.

وقال فين إنه بالنسبة لمراكز البيانات بهذا الحجم، يتعين على المطورين التأكد من عدم ارتفاع تكاليف الكهرباء في المجتمعات المجاورة نتيجة لذلك والحفاظ على موثوقية الشبكة. وقالت إن ربط هذه المرافق بتوليد الطاقة الجديدة أمر بالغ الأهمية.

وقال فين: “يتعين على مراكز البيانات أن تتعاون مع المرافق، ومشغلي النظام، والمجتمعات، لإثبات أن هذه الأشياء هي أصول للشبكة وليست مسؤوليات للشبكة”. “لن يستمر أحد في الموافقة” على مثل هذه التطورات إذا أدت إلى رفع أسعار الكهرباء السكنية والتجارية.

يتم تشغيل حرم مراكز البيانات من خلال التداول العام إكوينيكس وقال جون لين، المدير العام لخدمات مركز البيانات في الشركة، إن الطاقة الكهربائية ترتفع إلى عدة مئات ميجاوات من 100 إلى 200 ميجاوات. تعد Equinix واحدة من أكبر مشغلي مراكز البيانات في العالم مع 260 منشأة منتشرة في 72 منطقة حضرية في الولايات المتحدة وخارجها.

يفضل المطورون الطاقة المتجددة الخالية من الكربون، لكنهم يرون أيضًا أن الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وحدها غير قادرة على تلبية الطلب الحالي بسبب اعتمادها على الظروف الجوية المتغيرة.

وقال لين إن بعض أعباء العمل الأكثر أهمية بالنسبة للاقتصاد العالمي، مثل التبادلات المالية، تعمل في مراكز البيانات التي تديرها إكوينيكس. وقال المسؤول التنفيذي إن مراكز بيانات Equinix متصلة بالإنترنت أكثر من 99٪ من الوقت وانقطاع الخدمة غير وارد.

وقال لين: “لا تزال صلابة الطاقة مهمة للغاية بالنسبة لمراكز البيانات هذه، وبالتالي فإن القيام بذلك فقط باستخدام مصادر الطاقة المتجددة المحلية ليس خيارًا صريحًا”.

تعد شركات التكنولوجيا الكبرى من أكبر المشترين للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة، ولكنها تتجه بشكل متزايد إلى الطاقة النووية بحثاً عن مصادر أكثر موثوقية للكهرباء. مايكروسوفت تدعم إعادة تشغيل محطة ثري مايل آيلاند النووية خارج مدينة هاريسبرج بولاية بنسلفانيا من خلال اتفاقية شراء الطاقة. تستثمر أمازون وشركة ألفابيت جوجل في مفاعلات نووية صغيرة.

لكن بناء مفاعلات نووية جديدة أمر مكلف ومحفوف بالتأخير. تم مؤخرًا تشغيل مفاعلين جديدين في جورجيا بعد سنوات من الموعد المحدد وتجاوز الميزانية المخصصة بمليارات الدولارات.

وقال فين من لانسيوم إنه على المدى القصير، سيعمل الغاز الطبيعي على تغذية الكثير من الطاقة التي تحتاجها مراكز البيانات. وقال لي من مجموعة بوسطن الاستشارية إن الغاز هو مصدر الطاقة الرئيسي قصير المدى الذي يوفر الموثوقية التي تتطلبها هذه المرافق.

وقال لي إنه يمكن القيام بالاستثمارات في توليد الغاز الجديد الذي يضيف تكنولوجيا احتجاز الكربون وتخزين البطاريات مع مرور الوقت للتخفيف من الأثر البيئي.

وقال فين إن الصناعة تأمل في أن يتضاءل الطلب على الغاز مع توسع مصادر الطاقة المتجددة، وانخفاض تكاليف تخزين البطاريات، ومساعدة الذكاء الاصطناعي مراكز البيانات على العمل بكفاءة أكبر. ولكن على المدى القريب، ليس هناك شك في أن توسيع مراكز البيانات سيعطل أهداف الانبعاثات لشركات التكنولوجيا.

وقال فين عن زيادة استخدام الغاز الطبيعي: “نأمل أن تكون هذه خطوة جانبية قصيرة المدى”. “ما أراه بين شركائنا في مراكز البيانات، ومحادثاتنا واسعة النطاق، هو أننا لا نستطيع أن نسمح لهذا أن يكون له تأثير سلبي على الأهداف البيئية.”

ملحوظة: يفترض تحليل CNBC أن حرم مركز البيانات يستخدم بشكل مستمر 85% من ذروة الطلب البالغة جيجاوات على مدار العام، بإجمالي استهلاك قدره 7.4 مليار كيلووات/ساعة. يستخدم التحليل المتوسطات الوطنية لاستهلاك الكهرباء المنزلية من تقييم الأثر البيئي وحجم الأسرة من مكتب الإحصاء.