مشكلة الطاقة في عصرنا الحالي

نحن فى عصر تتحكم الطاقة فى جميع مفاصله، الصراعات بين الشعوب تقوم حول مصادر الطاقة، ثروات الكثير من الشعوب تأتى من مصادر الطاقة فى أراضيها، لماذا هذا التكالب على الطاقة؟ لأن النشاط البشرى والثورات الصناعية كلها تعتمد على الطاقة، مقالنا اليوم عن الطاقة لكننا سنركز على نقطة واحدة منها: علاقة أجهزة الكمبيوتر بالطاقة، العلاقة أعقد مما تبدو، تحدثنا عن الطاقة فى مقالات سابقة لكن فى ثنايا موضوعات أخرى، لذلك من المهم أن ننظر للموضوع ببعض التفاصيل لأنه يقع فى القلب من القرن الواحد والعشرين وهو عصر الرقمنة، حتى إن بعض الإحصائيات تقيس تقدم الدول بكمية الطاقة التى تستهلكها.
نحصل على الطاقة بطرق عدة، منها النظيف والمتجدد ومنها الذى يؤثر سلبًا على البيئة وغير المتجدد مثل الوقود الأحفورى، حتى الآن ما زالت الطاقة غير المتجددة مثل الفحم هى المصدر الأكبر للطاقة، ما علاقة كل ذلك بأجهزة الكمبيوتر؟
• • •
أجهزة الكمبيوتر العملاقة المتحكمة فى المنصات الكبرى مثل وسائط التواصل الاجتماعى وبرمجيات الذكاء الاصطناعى تستهلك حوالى 2% من الطاقة المتولدة على الكرة الأرضية، هذا الرقم مرشح للزيادة نظرًا لازدياد الاعتماد على برمجيات الذكاء الاصطناعى المعتمدة على ما يسمى التعلم العميق (deep learning) مثل برمجيات المحادثة (ChatGPT, Gemini, Manus, …)، هذا الاستهلاك الكبير نتيجة لعدة أسباب:
• برمجيات الذكاء الاصطناعى الحالية تحتاج إلى عدد كبير جد من العمليات الحسابية، هذه العمليات الحسابية تستهلك كما مهولا من الطاقة، عدد تلك العلميات مرشح للزيادة فى المستقبل القريب مع الأجيال التالية للبرمجيات، جدير بالذكر أن هناك برمجيات أخرى بخلاف الذكاء الاصطناعى تستهلك كما كبيرا من الطاقة مثل برمجيات المحاكاة (simulations) التى تستخدم فى مجالات عديدة مثل تصميم الأدوية واللقاحات وتصميم الأسلحة… إلخ، وبرمجيات الرسوم (graphics).

• أجهزة الكمبيوتر تستهلك نوعين من الطاقة: الطاقة المستهلكة فى العمليات الحسابية كما أشرنا فى النقطة السابقة، وطاقة ضائعة أى أنها لا تستخدم فى شىء لكنها تضيع لأن كفاءة الدوائر الكهربائية المستخدمة فى تصميم أجهزة الكمبيوتر ليست 100% لذلك تضيع منها بعض الطاقة، هذه الطاقة الضائعة أقل طبعًا من الطاقة المستخدمة فى العمليات الحسابية لكن لا يمكن إهمالها.
• أجهزة الكمبيوتر العملاقة هذه تحتاج إلى تبريد لأنها تسخن بشدة، هذا التبريد يحتاج إلى طاقة أيضا.
• هناك عدة قطع إلكترونية داخل أجهزة الكمبيوتر مثل ذاكرة الكمبيوتر تستهلك طاقة أيضًا.
لكل تلك الأسباب فإن أجهزة الكمبيوتر العملاقة تستهلك كما كبيرا من الطاقة، طبعا أجهزة الكمبيوتر الأصغر مثل اللابتوب تستهلك طاقة ليست قليلة لأن عددها كبير جدا فى العالم، أنت وحدك تستخدم عدة أجهزة كمبيوتر مثل ساعتك الذكية وجهاز التابلت وتليفونك الذكى وجهاز اللابتوب، لكن كما قلنا فإن علاقة الكمبيوتر بالطاقة علاقة معقدة، فأجهزة الكمبيوتر تساعد أيضا على التقليل من استهلاك الطاقة فى العالم.
• • •
أجهزة الكمبيوتر تساعد على توفير الطاقة، سنورد هنا بعض الطرق التى تساهم بها أجهزة الكمبيوتر فى هذا التوفير.
• أجهزة الكمبيوتر مع برمجيات الذكاء الاصطناعى تساعد فى جعل شبكة توزيع الكهرباء فى المدن تعمل بكفاءة وتوزع الكهرباء حسب الطلب مع تقليل الفاقد.
• أجهزة الكمبيوتر الآن أصبحت تستخدم فى المنازل للتحكم فى الأجهزة مثل التكييف والإضاءة… إلخ لتقليل الاستهلاك.
• أجهزة الكمبيوتر تُستخدم فى المصانع لزيادة الإنتاج وتقليل الفاقد وبالتالى تقليل استهلاك الطاقة.
• برمجيات الذكاء الاصطناعى تستطيع التنبؤ بالأعطال قبل حدوثها وبالتالى يمكن تقليل الحوادث والخسائر الناجمة عن الأعطال وهذا بدوره يقلل من استهلاك الطاقة.
• استخدام الذكاء الاصطناعى فى مجال الزراعة يقلل من استهلاك المياه واستهلاك الطاقة.
• استخدام أجهزة الكمبيوتر لعقد الاجتماعات والتدريس عن طريق الإنترنت يقلل من التنقل والسفر، وسائل التنقل مثل السيارات والطائرات تستهلك كما لا بأس به من الطاقة، فتقليل التنقل والسفر يقلل من استهلاك الطاقة.
• استخدام أجهزة الكمبيوتر مع برمجيات الذكاء الاصطناعى فى المدن الذكية يقلل من استهلاك الطاقة عن طريق التحكم فى إضاءة الشوارع وما شابه.
إذا أجهزة الكمبيوتر كما تستهلك طاقة فإنها أيضا تساعد على التقليل من استهلاك الطاقة، إذا كان توفير الطاقة عن طريق أجهزة الكمبيوتر أكثر من الطاقة التى تستهلكها تلك الأجهزة نفسها فإننا فى النهاية نوفر فى الاستهلاك الكلى للطاقة، وهو المطلوب حتى لا يزيد الطلب على الطاقة وبالتالى يرتفع ثمنها ويزداد التناحر بين الدول حول مصادر الطاقة.
• • •
حيث إننا نتكلم عن التنافس بين الدول فإن هناك دولاً تستهلك كما مهولا من الطاقة وفى نفس الوقت تلوث الجو وتساهم فى الاحتباس الحرارى، عندما تزيد درجة الحرارة فى العالم فإن استهلاك الطاقة يزيد من أجل التبريد والأعطال… إلخ، زيادة استهلاك الطاقة يعنى زيادة فى استخراج الوقود الأحفورى وبالتالى التلوث، هذا التلوث يساهم فى الاحتباس الحرارى، وتظل الدائرة تدور، إذًا فتقليل استهلاك الطاقة ليس رفاهية، بل هو أمن قومى وقضية وجودية لهذا الكوكب الذى نحيا فوقه.
• • •
مشكلة الطاقة وعلاقتها بأجهزة الكمبيوتر يجب أن تدرس فى قاعات المحاضرات ومعامل الأبحاث:
• طريقة تصميم البرمجيات تساهم فى زيادة أو تقليل استهلاك الطاقة، هذه النقطة بالذات نغفلها فى أغلب جامعاتنا، بل وفى أبحاث الماجستير والدكتوراه، أعتقد أننا فى أمس الحاجة لدراسة علاقة تصميم البرمجيات باستهلاك الطاقة.
• يجب أن نزيد من المحاضرات العامة التى تشرح لرجل الشارع خطورة الاحتباس الحرارى على الكوكب وعلى حياته وكيف يمكنه المساهمة فى التقليل منه.
• استخدام الذكاء الاصطناعى فى الزراعة وشبكات توزيع الكهرباء… إلخ أصبح أكثر أهمية من ذى قبل.
الطاقة هى مشكلة هذا العصر ويجب أن ننتبه لها ونوليها العناية التى تستحقها.