تقارير

السحابية قد تجعل مستقبل الطاقة الخضراء مستحيلاً

الإباء / متابعة ………………

 

 

هناك عدد كبير من المواطنين الذين يجرون مؤتمرات فيديو للعمل في أوقات الإغلاق هذه. ولكن في الوقت الذي يتاجرون فيه في رحلة احتراق الغاز من أجل الاتصال الرقمي ، فإن استخدامهم الشخصي للطاقة لكل ساعتين من الفيديو أكبر من حصة الوقود التي كانوا سيستهلكونها في رحلة بالقطار التي تبلغ أربعة أميال. أضف إلى ذلك أن ملايين الطلاب “يقودون” إلى الفصل على الإنترنت بدلاً من المشي.

في هذه الأثناء ، في أركان أخرى من العالم الرقمي ، ينشر العلماء بغضب خوارزميات لتسريع البحث. ومع ذلك ، يمكن أن تستهلك مرحلة تعلم الأنماط لتطبيق ذكاء اصطناعي واحد طاقة حسابية أكثر من 10000 سيارة في اليوم.

هذه “التجربة” العظيمة في تحويل استخدام الطاقة المجتمعي مرئية ، على الأقل بشكل غير مباشر ، في مجموعة حقائق عالية المستوى. بحلول الأسبوع الأول من أبريل ، انهار استخدام البنزين الأمريكي بنسبة 30 في المائة ، لكن الطلب الكلي على الكهرباء انخفض أقل من سبعة في المائة. هذه الديناميكية هي في الواقع مؤشر على اتجاه أساسي للمستقبل. في حين أن استخدام وقود النقل سوف ينتعش في نهاية المطاف ، فإن النمو الاقتصادي الحقيقي مرتبط بمستقبلنا الرقمي المزود بالطاقة الكهربائية.

تسلط أزمة COVID-19 الضوء على مدى تعقيد وقوة الإنترنت 2020 أكثر مما كان موجودًا مؤخرًا في عام 2008 عندما انهار الاقتصاد آخر مرة ، منذ “قرن” الإنترنت. إذا كان هناك إغلاق وطني في ذلك الوقت ، فإن معظم عشرات الملايين الذين يعملون عن بعد الآن انضموا إلى ما يقرب من 20 مليونًا الذين تم تسريحهم. كما أنه لن يكون عمليًا تقريبًا للجامعات والمدارس أن يتعلم عشرات الملايين من الطلاب من المنزل.

قد وثق المحللون على نطاق واسع زيادات هائلة في حركة المرور على الإنترنت من جميع أنواع أنشطة البقاء في المنزل. ارتفعت إجراءات المرور الرقمية لكل شيء من البقالة عبر الإنترنت إلى ألعاب الفيديو وتدفق الأفلام. حتى الآن ، تعامل النظام بكفاءة مع كل شيء ، وكانت السحابة متاحة باستمرار ، باستثناء الفواق العرضي.

إن دور السحابة خلال أزمة COVID-19 أكثر من مجرد عقد المؤتمرات عن بعد والدردشة عبر الفيديو بنقرة واحدة. لقد تم إطلاق الطب عن بعد أخيرًا. وقد رأينا ، على سبيل المثال ، ظهور التطبيقات بسرعة للمساعدة في التقييم الذاتي للأعراض وأدوات الذكاء الاصطناعي التي تعمل على تحسين تشخيص الأشعة السينية والمساعدة في تتبع الاتصال. كما سمحت السحابة للباحثين بسرعة إنشاء “بحيرات بيانات” للمعلومات السريرية لتغذية القدرات الفلكية لأجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم المنتشرة في البحث عن العلاجات واللقاحات.

سيجلب لنا مستقبل الذكاء الاصطناعي والسحابة الكثير مما سبق ، إلى جانب التشخيصات المنزلية العملية والتطبيب عن بعد المفيد القائم على الواقع الافتراضي ، ناهيك عن التجارب السريرية فائقة السرعة للعلاجات الجديدة. وهذا لا يقول شيئًا عما ستتيحه السحابة حتى الآن في 80 بالمائة من الاقتصاد الذي ليس جزءًا من الرعاية الصحية.

على الرغم من كل الإثارة التي توفرها لنا هذه القدرات الجديدة ، إلا أن الأساس الذي تقوم عليه كل هذه الحوسبة السحابية سيظل ثابتًا – ومتزايدًا باستمرار – على الطلب على الطاقة. بعيدًا عن توفير الطاقة ، يستخدم مستقبل مكان العمل الذي يدعم تقنية الذكاء الاصطناعي لدينا طاقة أكثر من أي وقت مضى ، وهو تحد تحتاجه صناعة التكنولوجيا بسرعة لتقييمه والنظر فيه في السنوات القادمة.

البنية التحتية المعلوماتية الجديدة

السحابة بنية تحتية حيوية. وذلك سوف يعيد تشكيل العديد من الأولويات. قبل شهرين فقط ، كان عمالقة التكنولوجيا يتهربون من بعضهم البعض لإصدار تعهدات بشأن الحد من استخدام الطاقة وتعزيز الطاقة “الخضراء” لعملياتهم. ومما لا شك فيه أن هذه القضايا ستظل مهمة. لكن الموثوقية والمرونة – باختصار ، مدى التوفر – ستنتقل الآن إلى الأولوية القصوى.

كما ذكّر فاتح بيرول ، المدير التنفيذي لوكالة الطاقة الدولية (IEA) الشهر الماضي ناخبيه ، في تصريح دبلوماسي ، بمستقبل الرياح والطاقة الشمسية: “نشهد اليوم مجتمعًا يعتمد بشكل أكبر على التكنولوجيا الرقمية التكنولوجيا “التي” تسلط الضوء على حاجة واضعي السياسات إلى تقييم دقيق للتوافر المحتمل لموارد المرونة في ظل الظروف القاسية. ” في الأوقات المليئة بالضغوط الاقتصادية التي ستتبع أزمة COVID-19 ، يجب أن يدفع مجتمع الأسعار لضمان أن “التوفر” سيكون أكثر أهمية.

لا يزال توفير الكهرباء ذات الموثوقية العالية مع تقنيات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح مكلفًا للغاية. أولئك الذين يدعون أن الطاقة الشمسية / الرياح في “تعادل الشبكة” لا ينظرون إلى الواقع. تشير البيانات إلى أن التكاليف الإجمالية لشبكة كيلوواط / ساعة تزيد بنحو 200 إلى 300 في المائة في أوروبا حيث تكون حصة الطاقة من الرياح / الطاقة الشمسية أكبر بكثير مما هي عليه في الولايات المتحدة. ومن الجدير بالذكر أن مستخدمي الكهرباء الصناعيين الكبار ، بما في ذلك شركات التكنولوجيا ، بشكل عام الاستمتاع بخصومات كبيرة من متوسط ​​الشبكة ، مما يترك المستهلكين مثقلين بتكاليف أعلى.

بعبارات مبسطة إلى حد ما: هذا يعني أن المستهلكين يدفعون أكثر لتشغيل منازلهم حتى تتمكن شركات التكنولوجيا الكبرى من دفع القليل مقابل الطاقة للحفاظ على الهواتف الذكية مضاءة بالبيانات. (سنرى كيف يكون المواطنون المتسامحون من هذا التباين في مناخ ما بعد الأزمة).

في الواقع ، يتم إخفاء العديد من هذه الحقائق من خلال حقيقة أن ديناميكية الطاقة في السحابة هي عكس ذلك بالنسبة للنقل الشخصي. بالنسبة للأخير ، يرى المستهلكون حرفياً أين يتم إنفاق 90 في المائة من الطاقة عند ملء خزان غاز سيارتهم. عندما يتعلق الأمر بهاتف ذكي “متصل” ، فإن 99 في المائة من تبعيات الطاقة تكون بعيدة ومخبأة في البنية التحتية المترامية الأطراف للسحابة ولكنها غير مرئية إلى حد كبير.

بالنسبة للمبتدئين ، توجد المحركات الرقمية الشرسة التي تشغل السحابة في الآلاف من مراكز البيانات على مستوى المستودعات غير الموصوفة ، حيث تعمل آلاف رفوف أجهزة السليكون بحجم الثلاجة على تشغيل تطبيقاتنا وحيث تنفجر أحجام البيانات يتم تخزينها. يتفاجأ حتى العديد من الكوجنوسينت الرقمية عندما يعلم أن كل رف من هذا النوع يحرق كهرباء أكثر من 50 تسلا. علاوة على ذلك ، ترتبط مراكز البيانات هذه بالأسواق التي تحتوي على أجهزة أكثر حرقًا للطاقة والتي تدفع وحدات البايت على طول ما يقرب من مليار ميل من طرق المعلومات السريعة التي تتكون من كابلات زجاجية ومن خلال 4 ملايين برج خلوي لتكوين نظام طرق سريعة افتراضية غير مرئية أكبر.

وهكذا نمت البنية التحتية العالمية للمعلومات – التي تحسب جميع ميزاتها المكونة من الشبكات ومراكز البيانات إلى عمليات التصنيع المكثفة للطاقة بشكل مذهل – من نظام غير موجود منذ عدة عقود إلى نظام يستخدم الآن ما يقرب من 2000 تيراواط / ساعة من الكهرباء سنويًا . هذا أكثر من 100 مرة من الكهرباء من جميع السيارات الكهربائية في العالم البالغ عددها خمسة ملايين كل عام.

ضع بعبارات فردية: هذا يعني أن النسبة التناسبية للكهرباء التي يستخدمها كل هاتف ذكي أكبر من الطاقة السنوية التي تستخدمها الثلاجة المنزلية النموذجية. وتستند جميع هذه التقديرات على الوضع قبل بضع سنوات.

يزعم بعض المحللين الآن أنه حتى مع ارتفاع حركة المرور الرقمية في السنوات الأخيرة ، فإن مكاسب الكفاءة قد كتمت أو حتى خففت النمو في استخدام الطاقة المرتكز على البيانات. مثل هذه الادعاءات تواجه الاتجاهات الواقعية التعويضية الأخيرة. منذ عام 2016 ، كان هناك تسارع كبير في إنفاق مركز البيانات على الأجهزة والمباني جنبًا إلى جنب مع قفزة هائلة في كثافة الطاقة لهذا الجهاز.

بغض النظر عما إذا كان نمو الطلب الرقمي على الطاقة قد تباطأ أو لا يتباطأ في السنوات الأخيرة ، فإن التوسع في السحابة أسرع بكثير قادم. سيعتمد ما إذا كان الطلب على الطاقة السحابية ينمو بشكل متناسب إلى حد كبير في مدى السرعة التي يرتفع بها استخدام البيانات ، وبشكل خاص ما تستخدمه السحابة. ستؤدي أي زيادات كبيرة في الطلب على الطاقة إلى زيادة صعوبة التحديات الهندسية والاقتصادية لتلبية المقاييس التشغيلية المركزية للسحابة المتاحة دائمًا.

تم بناء عدد أكبر من الأقدام المربعة من مراكز البيانات في السنوات الخمس الماضية عما كان عليه خلال العقد السابق بأكمله. حتى أن هناك فئة جديدة من مراكز البيانات “ذات النطاق الفائق”: المباني المليئة بالسيليكون والتي يغطي كل منها أكثر من مليون قدم مربع. فكر في هذا من الناحية العقارية على أنه يعادل فجر ناطحات السحاب منذ قرن من الزمان. ولكن في حين أن هناك أقل من 50 مبنى مرتفع للغاية بحجم مبنى إمباير ستيت في العالم اليوم ، إلا أن هناك بالفعل حوالي 500 مركز بيانات فائق الحجم في جميع أنحاء العالم. والأخيرة لديها شهية طاقة جماعية أكبر من 6000 ناطحة سحاب.

لسنا مضطرين إلى تخمين ما يدفع النمو في حركة المرور السحابية. المحركات الرئيسية في الجزء العلوي من القائمة هي الذكاء الاصطناعي ، والمزيد من الفيديو ، وخاصة الواقع الافتراضي المكثف للبيانات ، بالإضافة إلى توسيع مراكز البيانات الصغيرة على “حافة” الشبكات.

حتى وقت قريب ، ركزت معظم الأخبار حول الذكاء الاصطناعي على إمكانياتها كقاتل للوظيفة. الحقيقة هي أن الذكاء الاصطناعي هو الأحدث في سلسلة طويلة من أدوات قيادة الإنتاجية التي ستكرر ما فعله نمو الإنتاجية دائمًا على مدار التاريخ: خلق نمو صافي في التوظيف والمزيد من الثروة لمزيد من الناس. سنحتاج إلى الكثير من كليهما لاسترداد COVID-19. لكن هذه قصة لوقت آخر. في الوقت الحالي ، من الواضح بالفعل أن للذكاء الاصطناعي دورًا يلعبه في كل شيء بدءًا من تحليل الصحة الشخصية وتوصيل الأدوية إلى البحث الطبي والبحث عن الوظائف. من المحتمل أن يُنظر إلى الذكاء الاصطناعي في النهاية على أنه “جيد”.

من حيث الطاقة ، فإن الذكاء الاصطناعي هو أكثر الجياع في البيانات والاستخدام المكثف للطاقة للسيليكون الذي تم إنشاؤه حتى الآن – ويريد العالم استخدام مليارات من رقائق الذكاء الاصطناعي هذه. بشكل عام ، تضاعفت القوة الحاسوبية المخصصة للتعلم الآلي كل عدة أشهر ، وهو نوع من النسخة المفرطة من قانون مور. في العام الماضي ، أشار Facebook ، على سبيل المثال ، إلى الذكاء الاصطناعي كسبب رئيسي لمضاعفة استخدام طاقة مركز البيانات سنويًا.

في المستقبل القريب ، يجب أن نتوقع أيضًا أنه بعد أسابيع من عمليات الإغلاق التي تعاني من أوجه القصور في مؤتمرات الفيديو على الشاشات المستوية الصغيرة ، يكون المستهلكون مستعدين لسن الفيديو القائم على الواقع الافتراضي. يستلزم الواقع الافتراضي زيادة في كثافة الصورة بمقدار 1000 ضعف وسيؤدي إلى زيادة حركة مرور البيانات بمقدار 20 ضعفًا تقريبًا. على الرغم من النوبات والبدء ، فإن التكنولوجيا جاهزة ، والموجة القادمة من شبكات 5G عالية السرعة لديها القدرة على التعامل مع جميع وحدات البكسل الإضافية. على الرغم من ذلك ، يتطلب الأمر تكرارًا: نظرًا لأن جميع البتات عبارة عن إلكترونات ، فإن هذا يعني أن الواقع الافتراضي يؤدي إلى متطلبات طاقة أكثر مما هو متوقع في توقعات اليوم.

أضف إلى كل هذا الاتجاه الأخير المتمثل في بناء مراكز بيانات صغيرة أقرب للعملاء من “الحافة”. إن سرعة الضوء بطيئة للغاية في تقديم الذكاء الذي يعتمد على الذكاء الاصطناعي من مراكز البيانات البعيدة إلى التطبيقات في الوقت الفعلي مثل VR للمؤتمرات والألعاب أو المركبات المستقلة أو التصنيع الآلي أو البنى التحتية المادية “الذكية” ، بما في ذلك المستشفيات الذكية وأنظمة التشخيص. (الكثافة الرقمية وكثافة الطاقة في الرعاية الصحية هي بالفعل مرتفعة : القدم المربعة في المستشفى تستخدم بالفعل حوالي خمسة أضعاف الطاقة أكثر من القدم المربعة في المباني التجارية الأخرى.)

من المتوقع الآن أن تضيف مراكز بيانات إيدج 100000 ميجاوات من الطلب على الطاقة قبل انقضاء عقد من الزمان. بالنسبة للمنظور ، هذا أكبر بكثير من سعة الطاقة للشبكة الكهربائية بكاليفورنيا بالكامل. مرة أخرى ، لم يكن أي من هذا على أي خريطة طريق لمتنبئ الطاقة في السنوات الأخيرة.

هل ستتحول أولويات الطاقة الرقمية؟

وهو ما يقودنا إلى سؤال ذي صلة: هل ستستمر الشركات السحابية في حقبة ما بعد الفيروس التاجي في تركيز الإنفاق على الانغماسفى الطاقة أم على التوافر؟ من خلال الانغماس ، أعني استثمارات الشركات التي يتم إجراؤها في توليد الرياح / الطاقة الشمسية في مكان آخر (بما في ذلك في الخارج) بخلاف تشغيل المنشأة مباشرة. تُضاف هذه الاستثمارات عن بُعد إلى منشأة محلية لتدعي أنها تعمل بالطاقة الخضراء ، على الرغم من أنها لا تعمل في الواقع على تشغيل المنشأة.

لا شيء يمنع أي شركة تسعى إلى الحفاظ على البيئة من الانفصال المادي عن الشبكة التقليدية وبناء توليد الرياح / الطاقة الشمسية المحلية الخاصة بها – باستثناء القيام بذلك والتأكد من توفرها على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع سيؤدي إلى زيادة بنسبة 400 في المائة تقريبًا في تكاليف الكهرباء في تلك المنشأة.

كما هو الحال اليوم فيما يتعلق بآفاق الانغماس الذي تم شراؤه ، من المفيد معرفة أن البنية التحتية العالمية للمعلومات تستهلك بالفعل كهرباء أكثر مما تنتجه جميع مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في العالم مجتمعة. وبالتالي ليس هناك ما يكفي من طاقة الرياح / الطاقة الشمسية على كوكب الأرض لشركات التكنولوجيا – ناهيك عن أي شخص آخر – للشراء كـ “أرصدة” لتعويض جميع استخدامات الطاقة الرقمية.

تتوقع حفنة من الباحثين الذين يدرسون اتجاهات الطاقة الرقمية أن استخدام الوقود السحابي يمكن أن يرتفع بنسبة 300٪ على الأقل في العقد القادم ، وكان ذلك قبل الوباء العالمي. وفي الوقت نفسه ، تتوقع وكالة الطاقة الدولية في الكهرباء المتجددة العالمية خلال هذا الإطار الزمني. تم عمل هذه التوقعات أيضًا في الاقتصاد السابق لفيروسات التاجية. وتخشى وكالة الطاقة الدولية الآن من أن الركود سوف يستنزف الحماس المالي للخطط الخضراء باهظة الثمن.

بغض النظر عن القضايا والنقاشات حول التقنيات المستخدمة في توليد الكهرباء ، فإن أولوية مشغلي البنية التحتية للمعلومات ستتحول بشكل متزايد ، بالضرورة ، إلى توفرها. وذلك لأن السحابة أصبحت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بصحتنا الاقتصادية ، فضلاً عن صحتنا العقلية والبدنية.

كل هذا يجب أن يجعلنا متفائلين بشأن ما يأتي على الجانب الآخر من الانتعاش من الوباء والاغلاق غير المسبوق لاقتصادنا. وقد ذكرت مايكروسوفت ، في بيان الطاقة قبل COVID 19 ،  أن “التقدم في الرخاء البشري … مرتبط بشكل لا ينفصم باستخدام الطاقة”. لن تكون بنيتنا التحتية التي تعتمد على السحابة في القرن الحادي والعشرين مختلفة. وسيتحول ذلك إلى شيء جيد.

 

 

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Captcha loading...

زر الذهاب إلى الأعلى