به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، هم‌زمان با گسترش سریع هوش مصنوعی و افزایش مصرف برق در مراکز داده، مهندسان دانمارکی راهکاری برای بازیابی و استفاده دوباره از گرمای تولیدشده در این مراکز ارائه کرده‌اند؛ روشی که می‌تواند بخشی از انرژی هدررفته را به منبعی برای گرمایش ساختمان‌ها و تأمین نیاز صنایع تبدیل کند.
در حال حاضر بیش از ۱۲ هزار و ۵۰۰ مرکز داده در جهان فعالیت می‌کنند و مراکز جدیدی نیز به‌طور مداوم به این شبکه اضافه می‌شوند. توسعه این زیرساخت‌ها، فشار فزاینده‌ای بر شبکه‌های برق و منابع طبیعی وارد کرده است؛ زیرا این مراکز علاوه بر مصرف حجم زیادی از برق، به آب فراوانی برای خنک‌سازی تجهیزات نیاز دارند و گرمای حاصل از فعالیت پردازنده‌های آن‌ها نیز در بسیاری از موارد بدون استفاده به محیط بیرون منتقل می‌شود.
بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی، مراکز داده در سال ۲۰۲۴ حدود ۴۸۵ تراوات‌ساعت برق مصرف کردند که معادل ۱.۵ درصد از کل برق مصرفی جهان است. این میزان تقریباً با مجموع تولید برق آلمان برابری می‌کند و پیش‌بینی می‌شود سهم مراکز داده از مصرف جهانی برق تا سال ۲۰۳۰ به حدود سه درصد برسد؛ روندی که بخش قابل‌توجهی از آن تحت تأثیر توسعه هوش مصنوعی خواهد بود.
کمیسیون اقتصادی سازمان ملل متحد برای اروپا نیز نسبت به پیامدهای گسترش سریع شرکت‌های بزرگ ارائه‌دهنده خدمات ابری و مراکز داده وابسته به آن‌ها هشدار داده و این روند را تهدیدی فزاینده برای شبکه‌های برق در سراسر جهان دانسته است.
افزایش ساخت مراکز داده همچنین با اعتراض‌هایی در برخی کشورها روبه‌رو شده است. در هلند، پلیس روز جمعه شماری از معترضان به ساخت مرکز داده جدید مایکروسافت در نزدیکی آمستردام را بازداشت کرد. در آمریکا نیز مصرف بالای انرژی و استفاده از مشوق‌های مالیاتی برای توسعه زیرساخت‌های هوش مصنوعی، به یکی از موضوعات مورد بحث در مناطق میزبان این مراکز تبدیل شده است.
فناوری بازیابی گرما چگونه کار می‌کند؟
یکی از نمونه‌های عملی استفاده از این فناوری در ابررایانه بیتن در دانشگاه جنوب دانمارک، واقع در شهر سوندربورگ، اجرا شده است. این ابررایانه که فعالیت خود را از ماه مه سال جاری میلادی آغاز کرد، برای انجام پژوهش‌های دانشگاهی، تحلیل داده‌های گسترده و شبیه‌سازی‌های علمی پیچیده به کار می‌رود.
پردازنده‌های قدرتمند این سامانه در جریان فعالیت شبانه‌روزی، مقدار زیادی انرژی حرارتی تولید می‌کنند؛ گرمایی که در مراکز داده معمولاً با استفاده از سامانه‌های تهویه و فن‌ها به فضای بیرون منتقل می‌شود.
اما در ابررایانه بیتن، با استفاده از فناوری خنک‌سازی مایع شرکت مهندسی دانفوس، تمام گرمای تولیدشده بازیابی می‌شود. در این روش، مایع خنک‌کننده به‌طور مستقیم از روی تراشه‌های پردازشی عبور می‌کند و گرمای آن‌ها را جذب می‌کند. سپس آب گرم حاصل به شبکه گرمایش منطقه‌ای شهر سوندربورگ منتقل می‌شود تا برای تأمین گرمایش ساختمان‌های مسکونی و سایر بخش‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
کریستیان استرند، رئیس بخش راهکارهای اقلیمی شرکت دانفوس، در گفت‌وگو با الجزیره توضیح داد که فعالیت‌های روزمره کاربران، از ثبت یک تصویر تا بارگذاری یک سند، پردازش داده‌ها در مراکز داده را فعال می‌کند و این فرایند به تولید گرما منجر می‌شود.
به گفته او، سامانه بازیابی گرما این امکان را فراهم می‌کند که انرژی حرارتی تولیدشده به آب گرم تبدیل و برای گرمایش خانه‌ها یا استفاده در فرایندهای صنعتی به کار گرفته شود.
تبدیل مراکز داده به منابع تأمین انرژی
بازیابی گرمای هدررفته تنها به مراکز داده محدود نمی‌شود و می‌تواند در طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های صنعتی و خدماتی مورد استفاده قرار گیرد. به گفته استرند، بخش قابل‌توجهی از انرژی مصرف‌شده در جهان در جریان فرایندهای مختلف به شکل گرمای اضافی به محیط منتقل می‌شود و حدود دوسوم انرژی جهان به‌صورت گرمای مازاد از دست می‌رود.
در همین زمینه، یان روزنو، استاد سیاست‌گذاری انرژی و اقلیم دانشگاه آکسفورد، تأکید کرد که محل احداث مراکز داده باید بر اساس امکان استفاده از گرمای تولیدشده انتخاب شود، نه صرفاً ارزان‌بودن زمین.
کشورهای اسکاندیناوی در زمینه بازیابی گرمای مراکز داده پیشرو هستند. به گفته روزنو، مرکز داده شرکت متا در شهر اودنسه دانمارک سالانه حدود ۱۰۰ گیگاوات‌ساعت گرما بازیابی می‌کند که برای تأمین گرمایش حدود ۶ هزار و ۹۰۰ خانه کافی است. همچنین شهر استکهلم سوئد از سال ۲۰۱۴ میلادی گرمای تولیدشده در مراکز داده را به شبکه گرمایش منطقه‌ای خود وارد کرده است.
بازیابی گرما در بیمارستان‌ها و صنایع
شرکت دانفوس علاوه بر مراکز داده، ظرفیت استفاده از گرمای هدررفته در سامانه‌های سرمایشی فروشگاه‌ها، کارخانه‌ها و تأسیسات تصفیه فاضلاب را نیز بررسی کرده است.
یکی از نمونه‌های اجراشده این فناوری در بیمارستان سوندربورگ دانمارک قرار دارد؛ جایی که دو دیگ بخار گازسوز با سامانه پمپ حرارتی جایگزین شده‌اند. این سامانه گرمای تولیدشده از تجهیزات پزشکی، از جمله دستگاه‌های تصویربرداری ام‌آرآی، و همچنین سامانه‌های تنظیم دما در اتاق‌های عمل، بخش‌های درمانی و راهروها را بازیابی می‌کند.
پیش از اجرای این طرح، گرمای اضافی بیمارستان از طریق برج‌های خنک‌کننده به فضای بیرون منتقل می‌شد؛ اما اکنون بیمارستان می‌تواند در ۹ ماه از سال نیاز انرژی خود را به‌صورت مستقل تأمین کند و حتی گرمای مازاد را به شبکه گرمایش منطقه‌ای بازگرداند.
لاسه بو مادسن، رئیس خدمات فنی بیمارستان سوندربورگ، اعلام کرد که این پروژه از نظر اقتصادی نیز توجیه‌پذیر بوده و هزینه اجرای آن طی کمتر از دو سال بازخواهد گشت. به گفته او، کاهش هزینه‌های انرژی امکان اختصاص منابع مالی بیشتر به مراقبت از بیماران و خرید تجهیزات پزشکی جدید را فراهم می‌کند.
آیا گرمای هدررفته می‌تواند بخشی از بحران انرژی را کاهش دهد؟
با شتاب‌گرفتن توسعه هوش مصنوعی و افزایش تعداد مراکز داده، بازیابی گرمای تولیدشده می‌تواند به یکی از راهکارهای کاهش اتلاف انرژی و انتشار کربن تبدیل شود. این فناوری علاوه بر کاهش نیاز به سوخت‌های فسیلی برای گرمایش، امکان استفاده اقتصادی از انرژی‌ای را فراهم می‌کند که پیش‌تر بدون بهره‌برداری به محیط منتقل می‌شد.
با این حال، بهره‌گیری گسترده از این ظرفیت به عواملی مانند نزدیکی مراکز داده به شبکه‌های گرمایش منطقه‌ای، وجود مصرف‌کننده مناسب برای گرمای بازیافتی و صرفه اقتصادی اجرای تجهیزات وابسته است. به همین دلیل، انتخاب محل احداث مراکز داده و طراحی زیرساخت‌های آن‌ها از ابتدا با در نظر گرفتن امکان بازیابی گرما اهمیت زیادی دارد.
شرکت دانفوس معتقد است با افزایش تقاضای انرژی ناشی از توسعه هوش مصنوعی، گسترش این فناوری می‌تواند بخشی از فشار واردشده بر منابع انرژی را کاهش دهد. به این ترتیب، مراکز داده که تاکنون عمدتاً به‌عنوان مصرف‌کنندگان بزرگ برق شناخته می‌شدند، در صورت توسعه زیرساخت‌های مناسب می‌توانند به تأمین‌کنندگان بخشی از انرژی گرمایی مورد نیاز شهرها و صنایع نیز تبدیل شوند.
نظر شما