نهاية الذكاء الاصطناعي هي الطاقة النووية؟

وبعد أوراكل ومايكروسوفت وجوجل وغيرها من الشركات، أعلنت أمازون أيضًا عن استثمارها في الطاقة النووية ودعم تطوير المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة (SMRs) في الولايات المتحدة. ولتلبية المتطلبات المتزايدة لمراكز البيانات والذكاء الاصطناعي، يبحث عمالقة التكنولوجيا عن مصادر جديدة للكهرباء الخالية من الكربون.

أصبحت الطاقة النووية هي المفضلة الجديدة للعمالقة.

01اختر الطاقة النووية

منذ العام الماضي، أصبح الذكاء الاصطناعي شائعًا في جميع أنحاء العالم مع شعبية تطبيقات النماذج الكبيرة مثل ChatGPT. وراء عصر الذكاء الاصطناعي هناك طلب قوي على قوة الحوسبة، وحجر الزاوية في قوة الحوسبة هو الاستهلاك الضخم للطاقة. إن التوسع في قوة حوسبة الذكاء الاصطناعي يتطلب كمية كبيرة من الكهرباء وينتج كمية كبيرة من انبعاثات الكربون، وهي مسألة مهمة لا يمكن تجنبها في الوقت الحاضر. ووفقا لتقارير المؤسسات البحثية الأجنبية، يستجيب ChatGPT لنحو 200 مليون طلب يوميا ويستهلك أكثر من 500 ألف كيلووات ساعة من الكهرباء، وهو ما يعادل استهلاك الكهرباء لـ 17 ألف أسرة أمريكية. وليس هذا فحسب، فقد أصدرت وكالة الطاقة الدولية تقريرًا يفيد بأنه إذا تم دمج الذكاء الاصطناعي بشكل كامل، مع أخذ بحث جوجل كمثال، فإن استهلاكه للطاقة قد يزيد بمقدار عشرة أضعاف. وفقًا للتوقعات الصادرة عن بنك جولدمان ساكس، سينمو الطلب على الكهرباء في الولايات المتحدة بنحو 2.4% في الفترة من 2022 إلى 2030، منها 0.9% سيكون مرتبطًا بمراكز البيانات. عمالقة التكنولوجيا مثل مايكروسوفت وجوجل وأمازون هم رواد في تطوير الذكاء الاصطناعي، ويتم دعم وحدات أعمال الحوسبة السحابية لهذه الشركات بعدد كبير من مجموعات مراكز البيانات، وهو ما يعني أيضًا استهلاكًا كبيرًا للطاقة.

وفي 20 سبتمبر/أيلول، أعلنت شركة مايكروسوفت أنها توصلت إلى اتفاق مدته 20 عاماً لشراء الطاقة من محطة للطاقة النووية خارج الخدمة، والتي سيتم إعادتها إلى التشغيل. لم تكن هذه محطة عادية للطاقة النووية: فقد كانت ثري مايل آيلاند في لندنديري، بنسلفانيا، موقعًا لأسوأ حادث نووي في تاريخ الولايات المتحدة في عام 1979 عندما تعرض أحد مفاعلاتها لانهيار جزئي.

تمثل هذه الخطوة رمزًا لحاجة عملاق التكنولوجيا إلى تشغيل ذكائه الاصطناعي المتنامي، بينما تثير أيضًا تساؤلات حول كيفية إعادة تشغيل محطات الطاقة النووية المغلقة بأمان - خاصة وأن جزيرة ثري مايل ليست الوحيدة التي يتم إعادة تشغيلها.

تم إغلاق محطة باليساديس لتوليد الطاقة النووية في كوفيرت بولاية ميشيغان، وهي محطة للطاقة النووية بقدرة 805 ميجاوات، في مايو 2022. لكن شركة الطاقة هولتيك إنترناشونال، المالكة للمحطة، تخطط لإعادة فتحها. وكان الدافع وراء هذا التراجع في حظوظ المحطة النووية هو التعهد بتقديم 1.5 مليار دولار في شكل قروض مشروطة من وزارة الطاقة الأمريكية، التي ترى في المحطة وسيلة لمساعدة البلاد على تحقيق أهدافها المناخية. ومن المتوقع إعادة افتتاح محطة باليساديس للطاقة النووية بحلول نهاية عام 2025.

وتتعاون أمازون حاليًا مع ثلاث شركات على الرغم من عدم ذكر الذكاء الاصطناعي في التعاون، إلا أنه انطلاقًا من اتجاه الجهود المستقبلية، يجب استخدام موارد الطاقة النووية هذه للترويج لخدمات الذكاء الاصطناعي المختلفة التي تقدمها أمازون. وتقول أمازون إن لديها خطة لتلبية احتياجاتها المتزايدة من الطاقة: الاستثمار في مفاعلات نووية صغيرة، مثل تلك التي تم شراؤها من شركة كايروس باور. وستعمل مع شركة Dominion Energy لاستكشاف إمكانية تركيب مفاعل نموذجي صغير بالقرب من محطة North Anna للطاقة النووية الموجودة في فرجينيا. تستثمر شركة التجارة الإلكترونية العملاقة في أعمال التطوير المبكرة في شركة تطوير المفاعلات X-energy وتتعاون مع شركة Central Washington Utility Energy Northwest لتركيب أربعة مفاعلات للطاقة X هناك.

وقالت جوجل أيضًا إنها وقعت عقدًا لشراء الطاقة النووية من عدة مفاعلات نموذجية صغيرة من المقرر أن تطورها شركة التكنولوجيا النووية كايروس باور. وقال مايكل تيريل، المدير الأول للطاقة والمناخ في جوجل: "إن التكنولوجيا التي نحتاجها لتحقيق طاقة نظيفة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ليست مخصصة لجوجل فحسب، بل للعالم أجمع".

وقالت جوجل إنها تأمل في بناء أول مفاعل نموذجي صغير لها بحلول عام 2030 في محطة كايروس للطاقة النووية، مع بناء المزيد من المفاعلات بحلول عام 2035. ومن المتوقع أن توفر محطة الطاقة النووية 500 ميجاوات من الكهرباء إلى الشبكة. واستهلكت شركة جوجل أكثر من 24 تيراواط ساعة من الكهرباء العام الماضي، وفقا للتقرير البيئي السنوي للشركة. 1 تيراواط يساوي 1,000,000 ميغاواط.

بعد الركود الشديد في التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأت حصة الطاقة النووية التي تنتجها محطات الطاقة النووية الجديدة في جميع أنحاء العالم في الارتفاع مرة أخرى. على الرغم من أن الولايات المتحدة لديها 94 محطة للطاقة النووية التقليدية، أي حوالي خمس المجموع العالمي، إلا أنه تم بناء عدد قليل جدًا من محطات الطاقة النووية الجديدة في الولايات المتحدة في العقود الأخيرة. ويوجد حاليًا أكثر من 60 محطة للطاقة النووية قيد الإنشاء في جميع أنحاء العالم، معظمها في الصين وروسيا. ويتزايد أيضًا عدد محطات الطاقة النووية قيد الإنشاء في أماكن أخرى. وفي يوليو/تموز من هذا العام، وضعت جمهورية التشيك اللمسات الأخيرة على خطة مشروع نووي بقيمة 17 مليار دولار. وفي الوقت نفسه، هناك اهتمام متزايد بالمفاعلات المعيارية الصغيرة (SMRs)، وهي أرخص وأسهل في البناء. ربما يكون عصر جديد من الطاقة النووية قد بدأ.

وبحلول نهاية ثلاثينيات القرن الحالي، تشير الشركات الثلاث إلى أنها مجتمعة قد تولد أكثر من 5000 ميجاوات من الكهرباء، وربما أكثر.

02الطاقة النووية: مفاعل معياري

وتقوم الولايات المتحدة بتطوير مفاعلات معيارية صغيرة يمكنها توليد حوالي ثلث الطاقة التي تنتجها المفاعلات التقليدية. ويقول المطورون إن المفاعلات الصغيرة يمكن بناؤها بشكل أسرع وأرخص من المفاعلات الأكبر حجما، ويمكن تصميمها لتناسب احتياجات موقع معين.

إذا وافقت اللجنة التنظيمية النووية على تصميمها للبناء والتشغيل وكانت التكنولوجيا ناجحة، فإن المطورين يهدفون إلى البدء في توليد الكهرباء في أوائل ثلاثينيات القرن الحالي.

قالت كاثرين هارف، مساعدة وزير الخارجية الأمريكي السابقة للطاقة النووية، إنه إذا لم يتم إدخال طاقة نظيفة جديدة أثناء بناء مراكز البيانات، فمن المرجح أن تؤدي الولايات المتحدة إلى "شل الشبكة"، أي استخدام المزيد من الكهرباء المنتجة من مصادر غير نظيفة. طاقة.

بصمة نووية صغيرة

وقال دوج ترو، كبير المسؤولين النوويين في معهد الطاقة النووية، وهو مجموعة تجارية صناعية، إن تصميمات المفاعلات الجديدة مناسبة تمامًا للتطبيقات الصناعية لأنها يمكن بناؤها على مساحة أصغر وتنتج طاقة موثوقة، ويمكن لبعضها توفير درجات حرارة عالية على الأرض. الحرارة.

وقال: "يبدو أنه مناسب تمامًا لدعم هذه المرافق ويمكنه دعم العديد من التطبيقات المختلفة اعتمادًا على مقدار الطاقة التي يحتاجها العميل".

التزمت كل من أمازون وجوجل باستخدام الطاقة المتجددة لمكافحة تغير المناخ. بحلول عام 2030، تلتزم Google بتحقيق صافي انبعاثات صفرية وتشغيل طاقة خالية من الكربون كل ساعة من كل يوم على كل شبكة تعمل بها. وقالت شركة التكنولوجيا العملاقة إنها تلبي بالفعل 100% من استهلاكها العالمي للكهرباء كل عام من خلال شراء الطاقة المتجددة. ومع ذلك، لم تحقق الشركة بعد أي تقدم في خفض انبعاثاتها.

يمكن أن تكون الشراكة بين شركات التكنولوجيا وشركات الطاقة النووية بمثابة تطابق في الجنة. تحتاج شركات التكنولوجيا الكبرى إلى الكهرباء لتشغيل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الضخمة الجديدة، حيث يهدد نقص الكهرباء في الولايات المتحدة بإبطاء تطوير التكنولوجيا.

والطاقة النووية هي حل مناخي لأن مفاعلاتها لا تنبعث منها الغازات الدفيئة التي تساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري، كما تفعل محطات الطاقة التي تحرق الوقود الأحفوري مثل النفط والفحم والغاز الطبيعي. يتزايد الطلب العالمي على الكهرباء مع كهربة المباني والمركبات وظهور الذكاء الاصطناعي.

وتتوقع وكالة الطاقة الدولية أنه بحلول عام 2026، قد يصل إجمالي استهلاك الكهرباء لمراكز البيانات إلى أكثر من 1000 تيراواط ساعة، أي أكثر من ضعف ذلك في عام 2022. تشير التقديرات إلى أن تيراواط ساعة من الكهرباء يمكنه توفير الطاقة لـ 70 ألف منزل لمدة عام.

وقال كيفن ميلر، نائب رئيس مراكز البيانات العالمية في أمازون ويب سيرفيسز: "يقود الذكاء الاصطناعي زيادة هائلة في عدد مراكز البيانات والطاقة اللازمة على الشبكة. نعتقد أن قدرة الطاقة النووية الجديدة المتقدمة هي كذلك حقا المفتاح والأساسي.

وتقول أمازون إنها ستلبي كل استهلاكها العالمي من الكهرباء بالطاقة المتجددة بنسبة 100% بحلول عام 2030، وأعلنت مؤخرًا أنها حققت هذا الهدف بحلول أوائل عام 2023. وفي حين قامت الشركة بمطابقة استهلاكها من خلال شراء كميات معادلة من الطاقة المتجددة، فإن هذا لا يعني بالضرورة أنها تستخدم الطاقة المتجددة لتشغيل عملياتها.

ووفقا لتقرير الاستدامة لعام 2023 الصادر عن أمازون، انخفضت انبعاثاتها من الكهرباء بنسبة 11% من عام 2022 إلى عام 2023، لكن انبعاثاتها المباشرة، بما في ذلك الوقود المستخدم لنقل وتسليم الطرود، زادت بنسبة 7%. وتخطط الشركة أيضًا لتحقيق صافي انبعاثات كربونية صفرية بحلول عام 2040.

03AI وآفاق الطاقة النووية

في عام 2021، بعد استثمار 375 مليون دولار في شركة Helion Energy الناشئة في مجال الاندماج النووي والتي يرأسها ألتمان، قال: "في الأساس، فإن السلعتين المقيدتين الموجودتين في كل مكان في عالم اليوم هما الذكاء الاصطناعي والطاقة". الطاقة من هيليون ابتداءً من عام 2028. ألتمان هو أيضًا رئيس مجلس إدارة شركة Oklo، وهي شركة تركز على التفاعلات المعاكسة: الانشطار، الذي ينتج الطاقة عن طريق تقسيم الذرات، والاندماج، الذي يولد الطاقة عن طريق دمج النوى الذرية.

اتخذت الأمور منعطفًا نحو الأسوأ في عام 2022، عندما رفضت اللجنة التنظيمية النووية الفيدرالية، التي تنظم محطات ومواد الطاقة النووية التجارية، طلب الشركة لتصميم محطة أورورا في أيداهو، قائلة إنها لا توفر معلومات كافية عن السلامة. وفي أكتوبر/تشرين الأول، سحبت القوات الجوية اعتزامها منح عقد لمشروع تجريبي لمفاعل صغير من شأنه أن يوفر الطاقة لقاعدة في ألاسكا.

ستكون محطة أورورا للطاقة النووية التي اقترحتها أوكلو، والتي ستشغل مساحة 13 ألف قدم مربع وتتميز بمفاعل انشطاري بقدرة 15 ميجاوات، أصغر من سابقاتها وستبدو وكأنها نزل أنيق للتزلج أكثر من كونها أحد تلك المنحنيات الشهيرة في حقبة الحرب الباردة. وأشار إلى أنه سيتم بناء المحطة في مختبر أيداهو الوطني، وهو منشأة بحثية في أوكلو حصلت على منحة من وزارة الطاقة لاختبار إعادة تدوير النفايات النووية إلى وقود جديد، كما أن التصميم أكثر أمانًا أيضًا، فهو مصنوع من معدن سائل وليس ماء.

ولم تتوسع حصة صناعة الطاقة النووية في مزيج الطاقة الأمريكي بشكل ملحوظ منذ عقود. على الرغم من المعارضة الشعبية الناجمة عن حوادث نادرة ولكنها كارثية مثل تشيرنوبيل في أوكرانيا عام 1986 وفوكوشيما في اليابان عام 2011، فإن صناعة الطاقة النووية تكافح من أجل المضي قدمًا. وحتى أحدث محطات الطاقة النووية تنتج نفايات قد تظل مشعة بشكل خطير لعدة قرون، مما يتطلب التخلص منها أو إعادة تدويرها بكفاءة مثل تلك التي تقوم شركة أوكلو بتجربتها.

ولكن مع اشتداد أزمة المناخ، فإن غالبية الأميركيين يدعمون الآن التوسع في الطاقة النووية - ووجد استطلاع أجراه مركز بيو للأبحاث العام الماضي أن هذه الحصة ارتفعت إلى 57% من 43% في عام 2020. وتمثل الطاقة النووية حاليا 19% فقط من إجمالي توليد الكهرباء في الولايات المتحدة، حيث يعمل حاليا 93 مفاعلا تجاريا، بانخفاض عن الذروة التي بلغت 112 في عام 1990. وتشير التقديرات إلى أن هناك حاجة إلى ما يصل إلى 800 جيجاوات من الطاقة النووية الجديدة بحلول عام 2050 لتحقيق أهداف الطاقة الخضراء الحالية.

ومع ذلك، بغض النظر عن مدى سرعة نمو الطلب، لا ينبغي التعجيل بالجهود الرامية إلى توسيع الطاقة النووية. نحن بحاجة إلى الطاقة النووية لتحقيق مستقبل منخفض الكربون. ولكن بالنسبة للمشاريع الهندسية التي استغرق إكمالها عقوداً تاريخياً، فإن العملية التنظيمية يجب أن تكون منهجية، وإذا سارعنا إلى تحقيق أهدافنا، فإننا نجازف بارتكاب أخطاء جسيمة.