ملخص: هذه المقالة تناقش التحدي المتصاعد لاستهلاك المياه في مراكز البيانات مع توسّع استخدام الذكاء الاصطناعي، وتستعرض حلولًا مبتكرة لإدارة المياه بشكل دائري، مثل التبريد السائلي المتقدم، وإعادة معالجة واستخدام مياه الصرف، ومبادرات تجديد مصادر المياه، مؤكدة أن التعاون بين مشغلي المراكز والشركات التقنية والمجتمعات المحلية هو المفتاح لبناء منظومة رقمية مستدامة وقليلة الهدر المائي.
- تُعد مراكز البيانات عنصرًا أساسيًا في نمو العالم الرقمي، لكن الارتفاع السريع في استهلاك المياه – خاصة مع تزايد استخدام الذكاء الاصطناعي – يطرح تحديًا كبيرًا أمام الاستدامة.
- ويستلزم هذا الواقع حلولًا مبتكرة لإدارة المياه بشكل دائري، من تحسين الاستهلاك إلى مبادرات إعادة التغذية المائية، وذلك لتقليل الاستخدام وحماية موارد المياه العذبة للمجتمعات المحلية.
- كما يتطلب توسيع تطبيق هذه الحلول تعاونًا قويًا بين المشغلين والمبتكرين وأصحاب المصلحة المحليين لبناء منظومة رقمية مستدامة.
ومع توسع البنية التحتية الرقمية، تُصبح مراكز البيانات العمود الفقري للربط الحديث، فهي تشغّل كل شيء بداية من خدمات السحابة وصولًا إلى الذكاء الاصطناعي. غير أن هذا النمو يحمل تكلفة بيئية خفية تتجاوز الطاقة: وهي الارتفاع المتسارع في استهلاك المياه.
فالتبريد وحده يستهلك كميات هائلة من المياه، ومن المتوقع أن تزيد أحمال الذكاء الاصطناعي هذا الطلب بشكل أكبر.
تشير التقديرات الحديثة إلى أن اعتماد الذكاء الاصطناعي المتسارع قد يؤدي وحده إلى سحب إضافي يتراوح بين 4.2 إلى 6.6 مليارات متر مكعب من المياه بحلول عام 2027، تشمل التبريد داخل المواقع وتوليد الكهرباء خارجها. يعادل ذلك أربعة إلى ستة أضعاف السحب السنوي للمياه في الدنمارك، مما يؤكد الحاجة الملحّة للتحرك.
وتكمن الفرصة في استراتيجيات الإدارة الدائرية للمياه، والتي يمكن أن تحقق توفيرًا يصل إلى 75%. وتشمل هذه الحلول تحسين استهلاك المياه، مثل أنظمة التبريد السائلي المتقدمة والدورات المغلقة في مراكز البيانات، بالإضافة إلى مبادرات إعادة تغذية المياه التي تعالج مشكلات ندرة المياه وكفاءة الطاقة.
ومع ذلك، غالبًا ما يتأخر التنفيذ بسبب غياب الجدوى الاقتصادية، وضعف المراقبة، وصعوبة دمج التقنيات الجديدة في البنى القائمة. ويستلزم تجاوز هذه العوائق تعاونًا حقيقيًا.
ومن خلال الشراكة مع مزودي التكنولوجيا، والشركات الناشئة، والمجتمعات المحلية، يمكن توسيع نطاق حلول الإدارة الدائرية للمياه، مما يمكّن مراكز البيانات من العمل بشكل أكثر استدامة مع الحفاظ على موارد المياه العذبة.
تحسين استخدام المياه وتبريد السوائل المتقدم
يركّز تحسين استخدام المياه على تقليل الاستهلاك الفعلي لمراكز البيانات عبر أنظمة ذكية لإدارة المياه تراقب وتعدّل الاستخدام باستمرار، إلى جانب طرق تبريد مبتكرة أقل استهلاكًا للمياه.
تعتمد هذه الأنظمة على حساسات تعمل لحظيًا لمتابعة وضبط الاستهلاك وفقًا لحاجة التبريد. وتتيح هذه المقاربة التنبؤية فهمًا دقيقًا للاحتياجات المائية، مما يقلل الاستهلاك بنسبة تصل إلى 25% عبر خوارزميات تضبط التبريد بناءً على التوقعات.
ومع اعتماد هذه الأنظمة، تصبح مراكز البيانات مهيأة لتطبيق حلول التبريد السائلي المتقدمة والدورات المغلقة، مثل التبريد بالغَمْر السائلي والتبريد المباشر إلى الشريحة.
يتمثل التبريد بالغمر السائلي في غمر المكونات الإلكترونية – مثل الخوادم أو وحدات المعالجة المركزية – في سائل غير موصل يمتص الحرارة بكفاءة وينقلها إلى مبادل حراري.
ويقلل هذا الأسلوب من استهلاك المياه بنسبة تصل إلى 91% ومن استهلاك الطاقة بنسبة 50% ومن المساحة بنسبة 85% مقارنة بالتبريد الهوائي التقليدي.
أما التبريد المباشر إلى الشريحة، وهو من أحدث الابتكارات، فيستهدف المعالجات مباشرة. إذ يدور سائل عازل عبر صفيحة التبريد الخاصة بالمعالج، ويمتص الحرارة من المصدر، مما يقلل ارتفاع درجات الحرارة ويحد من استهلاك المياه.
ويمكن لهذا الابتكار أن يقلل استهلاك المياه بنسبة تتراوح بين 20% و90% في المناطق الشحيحة بالمياه، إضافة إلى خفض استهلاك الطاقة في المنشأة بنسبة 18% بحسب التقنية والمناخ.
ومع بدء مايكروسوفت بتطبيق التبريد السائلي المغلق، واستثمار Carrier في تقنيات التبريد المباشر للشريحة، وإطلاق Ecolab حلول مراقبة لتبريد الشرائح، يتضح أن الزخم حول هذه التقنيات يتسارع بقوة.
إعادة تغذية المياه
إلى جانب تحسينات الاستهلاك، يمكن لمراكز البيانات المساهمة في إعادة تغذية مصادر المياه في المناطق التي تعمل فيها. وتركز إعادة التغذية على استعادة مصادر المياه وزيادة توفرها وتحسين جودتها لضمان حصول المجتمعات المحلية على مياه نظيفة.
تشمل الاستراتيجيات الأساسية معالجة مياه الصرف وإعادة استخدامها – ويفضل داخل نفس الحوض المائي – للري والعمليات الصناعية، بالإضافة إلى إعادة تغذية المياه الجوفية والحفاظ على المياه عبر أنظمة ري فعّالة، وغيرها.
وتعد مقاطعة أورانج في كاليفورنيا مثالًا رائدًا، إذ تعيد تدوير مياه الصرف لإنتاج 130 مليون غالون من مياه الشرب يوميًا، وهي كمية كافية لنحو مليون شخص. كما تعمل شركات كبرى مثل مايكروسوفت وAWS على مبادرات لتعويض المياه في المناطق المتأثرة بشحّ المياه.
وتتبنى مراكز البيانات بشكل متزايد تقنيات معالجة وإعادة استخدام مياه الصرف لتقليل اعتمادها على المياه العذبة، مما يؤدي إلى خفض استهلاكها بنسبة تصل إلى 50%. ومن بين أبرز المبتكرين في هذا المجال شركتا Indra Water وKilimo.
معالجة المياه لدى Indra Water
تستخدم شركة Indra Water في الهند تقنية مُسجلة تمرر الكهرباء عبر الملوثات لتفكيك الروابط الكيميائية. وتتميز هذه التقنية بفعاليتها مقارنة بطرق المعالجة الكيميائية التقليدية، إذ تتيح استعادة 95% من المياه وتقليل البصمة الكربونية بنسبة 74% دون أي استخدام للمواد الكيميائية في مرحلة المعالجة الأولية.
وقد عالجت الشركة أكثر من 4 مليارات لتر من مياه الصرف، وتتجه نحو معالجة 100 مليون لتر يوميًا مستقبلًا.
الريّ الذكي لدى Kilimo
من خلال الشراكة بين مراكز البيانات والمؤسسات المحلية، يمكن فهم التحديات المائية وتطوير حلول مشتركة. وتعد Kilimo – وهي شركة ناشئة في مجال التكنولوجيا الزراعية – مثالًا بارزًا، حيث توفر للمزارعين أدوات مدعومة بالذكاء الاصطناعي لإدارة المياه.
وتستخدم Kilimo بيانات لحظية حول الطقس والتربة واحتياجات المحاصيل، وتعمل على تحسين أنظمة الري لضمان استخدام الكمية اللازمة فقط من المياه. وتساهم هذه التقنية في الحفاظ على المياه وتخفيف الضغط على المصادر المحلية ودعم استعادة الأنظمة البيئية وصحة التربة.
وبالتعاون مع الشركات الكبرى، توسع Kilimo نطاق وصول تقنيتها للمزارعين، مما يعالج مشكلة ندرة المياه على مستوى الأحواض المائية ويقوي الروابط المجتمعية.
وقد استفاد أكثر من 2000 مزارع من هذه التقنية، وتم توفير 30 مليون متر مكعب من المياه في سبع دول، مما يبرز دور حلول إعادة تغذية المياه في مواجهة الندرة وتعزيز الزراعة الموفرة للمياه.
التعاون من أجل دائرية المياه
رغم التقدم الملحوظ الذي يحققه مشغلو مراكز البيانات في تبني ممارسات دائرية لإدارة المياه، إلا أن هناك حاجة إلى نهج أكثر طموحًا لمواكبة الطلب المتزايد على الخدمات الرقمية والتحديات المائية المرتبطة بها.
ويتطلب ذلك التحول من خطوات تدريجية إلى استراتيجيات شاملة ودائرية تعتمد على البيانات وتُدمج ضمن تصميم البنية التحتية الرقمية، ليس فقط للامتثال، بل لضمان منظومة رقمية مستدامة.
ويُعد التعاون عبر سلسلة القيمة بالكامل رافعة أساسية، إذ يجب على المشغلين والتقنيين والشركات الناشئة والمجتمعات المحلية تجاوز المشاريع المعزولة والعمل ضمن منظومات ابتكار مشتركة تعتمد على البنية التحتية والمعرفة والاستثمار لتحقيق أثر جماعي أكبر.
ومن خلال شراكات فعّالة، يمكن توسيع نطاق تطبيق استراتيجيات الإدارة الدائرية للمياه – مثل التبريد السائلي المتقدم والأنظمة المغلقة – وتعزيز كل من تحسين الاستهلاك وإعادة التغذية، وهما مجالان يتطلبان عملاً مشتركًا عبر المنظومة.
