فرص وتحديات الذكاء الاصطناعي للطاقة العالمية

استكشفت الوكالة الدولية للطاقة (IEA) الفرص والتحديات الناجمة عن الذكاء الاصطناعي فيما يتعلق بالطاقة العالمية.

يحدث تدريب ونشر نماذج الذكاء الاصطناعي المتطورة ضمن مراكز بيانات شاسعة متعطشة للطاقة. يستهلك مركز البيانات النموذجي الذي يركز على الذكاء الاصطناعي أكبر قدر من الكهرباء التي تصل إلى 100000 أسرة “، كما يلاحظ IEA ، حيث من المتوقع أن تطلب المرافق أكبر من 20 مرة.

زيادة استثمارات مركز البيانات

تضاعف الاستثمار العالمي في مراكز البيانات تقريبًا منذ عام 2022 ، حيث وصل إلى نصف تريليون دولار في عام 2024 ، مما أثار مخاوف بشأن تلبية احتياجات الكهرباء.

في حين أن مراكز البيانات تمثل حوالي 1.5 ٪ من استهلاك الكهرباء العالمي في عام 2024 (حوالي 415 ساعة Terawatt ، TWH ،) تأثيرها المحلي أكثر أهمية بكثير. نما الاستهلاك سنويًا بحوالي 12 ٪ منذ عام 2017 ، حيث تجاوز نموًا كبيرًا في نمو الطلب على الكهرباء.

تقود الولايات المتحدة هذا الاستهلاك (45 ٪) ، تليها الصين (25 ٪) وأوروبا (15 ٪). تتركز ما يقرب من نصف قدرة مركز البيانات في خمس مجموعات إقليمية فقط.

بالنظر إلى الأمام ، فإن IEA Projects Global Data Center Center Center Center إلى أكثر من ضعف بحلول عام 2030 للوصول إلى حوالي 945 TWH. لوضع ذلك في السياق ، هذا أكثر بقليل من إجمالي استهلاك الكهرباء الحالي في اليابان.

تم تحديد الذكاء الاصطناعي على أنه “أهم سائق لهذا النمو”. من المتوقع أن ترى الولايات المتحدة أكبر زيادة ، حيث يمكن أن تمثل مراكز البيانات ما يقرب من نصف نمو الطلب على الكهرباء بحلول عام 2030. وبحلول نهاية العقد ، من المتوقع أن تستهلك مراكز البيانات الأمريكية الكهرباء أكثر من الاستخدام المشترك في صناعات التصنيع المصنوعة من الألومنيوم والصلب والأسمنت والكيمياء وغيرها من الطاقة.

تمتد “حالة الأساس” الخاصة بـ IEA ، حيث تتوقع حوالي 1200 TWH من استهلاك الكهرباء في مركز البيانات العالمي بحلول عام 2035. ومع ذلك ، توجد حالات عدم اليقين الكبيرة ، مع توقعات 2035 تتراوح من 700 TWH (حالة الرياح المعاكسة “) إلى 1700 TWH (حالة الإقلاع”) اعتمادًا على أدوات النجارة ، ومواقف الطاقة.

وقال فاتيه بيرول ، المدير التنفيذي لشركة IEA: “منظمة العفو الدولية هي واحدة من أكبر القصص في عالم الطاقة اليوم-ولكن حتى الآن ، كان صانعو السياسة والأسواق يفتقرون إلى الأدوات لفهم الآثار الواسعة النطاق تمامًا.

“في الولايات المتحدة ، تكون مراكز البيانات في طريقها إلى حساب ما يقرب من نصف النمو في الطلب على الكهرباء ؛ في اليابان ، أكثر من النصف ؛ وفي ماليزيا ، بقدر خمسة.”

تلبية الطلب العالمي على طاقة الذكاء الاصطناعي

يتطلب تشغيل طفرة الذكاء الاصطناعي هذه محفظة طاقة متنوعة. يقترح IEA مصادر الطاقة المتجددة والغاز الطبيعي سيأخذ زمام المبادرة ، لكن التقنيات الناشئة مثل المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة (SMRs) والطرف الأرضي المتقدم لها أيضًا دور.

من المتوقع أن تلبي الطاقة المتجددة ، بدعم من البنية التحتية للتخزين والشبكة ، نصف النمو في الطلب على مركز البيانات على مستوى العالم حتى عام 2035. الغاز الطبيعي أمر بالغ الأهمية ، لا سيما في الولايات المتحدة ، ويتوسع بمقدار 175 TWH لتلبية احتياجات مركز البيانات بحلول عام 2035 في الحالة الأساسية. تساهم الطاقة النووية بالمثل ، خاصة في الصين واليابان والولايات المتحدة ، حيث تتوقع أول SMRs حوالي عام 2030.

ومع ذلك ، فإن زيادة الجيل ليست كافية. يؤكد IEA على الحاجة الحاسمة لترقيات البنية التحتية ، وخاصة استثمار الشبكة. تم توتر الشبكات الحالية بالفعل ، مما قد يؤخر حوالي 20 ٪ من مشاريع مركز البيانات المخطط لها على مستوى العالم بسبب قوائم قوائم الاتصال المعقدة وأوقات الرصاص الطويلة للمكونات الأساسية مثل المحولات.

إمكانات الذكاء الاصطناعي لتحسين أنظمة الطاقة

إلى جانب متطلبات الطاقة ، توفر الذكاء الاصطناعى إمكانات كبيرة لإحداث ثورة في قطاع الطاقة نفسه.

تفاصيل IEA العديد من التطبيقات:

• إمدادات الطاقة: تستخدم صناعة النفط والغاز – وهي مبكرة من المتبني – الذكاء الاصطناعي لتحسين الاستكشاف والإنتاج والصيانة والسلامة ، بما في ذلك الحد من انبعاثات الميثان. يمكن أن تساعد الذكاء الاصطناعى أيضًا في استكشاف المعادن الناقد.
• قطاع الكهرباء: يمكن لمنظمة العفو الدولية تحسين التنبؤ بمصادر الطاقة المتجددة المتغيرة ، مما يقلل من التقليل. إنه يعزز موازنة الشبكة ، والكشف عن الأعطال (تقليل فترات انقطاع التيار الكهربائي بنسبة 30-50 ٪) ، ويمكن أن يفتح قدرة الإرسال الكبيرة من خلال الإدارة الأكثر ذكاءً-175 جيجاوات دون بناء خطوط جديدة.
• استخدامات النهاية: في الصناعة ، يمكن أن يؤدي اعتماد AI على نطاق واسع لتحسين العملية إلى توفير توفير للطاقة ما يعادل إجمالي استهلاك الطاقة في المكسيك اليوم. يمكن أن توفر تطبيقات النقل مثل إدارة حركة المرور وتحسين المسار ما يعادل 120 مليون سيارة ، على الرغم من أن آثار الارتداد من المركبات المستقلة تحتاج إلى مراقبة. إمكانات تحسين المباني مهمة ولكنها تعوقها الرقمنة البطيئة.
• ابتكار: يمكن لمنظمة العفو الدولية تسريع اكتشاف واختبار تقنيات الطاقة الجديدة ، مثل كيمياء البطارية المتقدمة ، والمحفزات للوقود الاصطناعي ، ومواد التقاط الكربون. ومع ذلك ، فإن قطاع الطاقة يقلل من الذكاء الاصطناعي حاليًا للابتكار مقارنة بمجالات مثل الطب الحيوي.

التعاون هو مفتاح التنقل في التحديات

على الرغم من الإمكانات ، فإن الحواجز الهامة تعيق التكامل الكامل لـ AI في قطاع الطاقة. وتشمل هذه المشكلات في الوصول إلى البيانات وجودة الجودة ، وعدم كفاية البنية التحتية والمهارات الرقمية (تركيز مواهب الذكاء الاصطناعي في قطاعات الطاقة ،) العقبات التنظيمية ، والمخاوف الأمنية.

الأمن السيبراني هو سيف ذو حدين: في حين أن الذكاء الاصطناعى يعزز قدرات الدفاع ، فإنه يزود المهاجمين أيضًا بأدوات متطورة. تضاعفت الهجمات الإلكترونية على المرافق ثلاث مرات في السنوات الأربع الماضية.

يعد أمان سلسلة التوريد مصدر قلق آخر ، خاصة فيما يتعلق بالمعادن الحرجة مثل Gallium (المستخدمة في الرقائق المتقدمة) حيث يتركز العرض بشكل كبير.

يخلص IEA إلى أن الحوار الأعمق والتعاون بين قطاع التكنولوجيا وصناعة الطاقة وصانعي السياسات أمر بالغ الأهمية. يتطلب معالجة تحديات تكامل الشبكة تحديد موقع Smarter Data Center ، واستكشاف المرونة التشغيلية ، وتبسيط التصريح.

في حين أن الذكاء الاصطناعى تقدم فرصًا لتخفيضات الانبعاثات الكبيرة من خلال التحسين ، وتجاوز الانبعاثات الناتجة عن مراكز البيانات ، فإن هذه المكاسب ليست مضمونة ويمكن تعويضها عن طريق تأثيرات الارتداد.

وقال الدكتور بيرول: “منظمة العفو الدولية هي أداة ، من المحتمل أن تكون قوية بشكل لا يصدق ، لكنها متروك لنا – مجتمعاتنا وحكوماتنا وشركاتنا – كيف نستخدمها”.

“ستواصل IEA تقديم البيانات والتحليل والمنتديات للحوار لمساعدة صانعي السياسات وأصحاب المصلحة الآخرين على التنقل في المسار إلى الأمام حيث يشكل قطاع الطاقة مستقبل الذكاء الاصطناعي ، ويشكل منظمة العفو الدولية مستقبل الطاقة.”

(تصوير خافيير ميراندا)

انظر أيضا: تشكل المملكة المتحدة مجلس طاقة الذكاء الاصطناعي لمحاذاة أهداف النمو والاستدامة

هل تريد معرفة المزيد عن الذكاء الاصطناعي والبيانات الكبيرة من قادة الصناعة؟ تحقق من AI و Big Data Expo الذي يقام في أمستردام ، كاليفورنيا ، ولندن. تم تحديد الحدث الشامل مع الأحداث الرائدة الأخرى بما في ذلك مؤتمر الأتمتة الذكي ، و blockx ، وأسبوع التحول الرقمي ، ومعرض Cyber ​​Security & Cloud.

استكشاف أحداث وندوات الويب القادمة الأخرى التي تعمل بها TechForge هنا.