ماراتن ساخت نیروگاه برای هوش مصنوعی؛ راه‌حل هوشمندانه‌تری هم روی میز هست!

مسابقه دیوانه‌وار غول‌های فناوری برای ساخت نیروگاه‌های جدید و سیر کردن اشتهای سیری‌ناپذیر هوش مصنوعی با سرعتی سرسام‌آور پیش می‌ره. شرکت‌های بزرگ سراغ راه‌اندازی مجدد راکتورهای هسته‌ای بازنشسته رفتن، قراردادهایی برای توربین‌های گازی امضا کردن که تحویلشون تا سال ۲۰۲۸ طول می‌کشه و میلیاردها دلار خرج خطوط انتقالی می‌کنن که تکمیلشون سال‌ها زمان می‌بره.

اما اگه راه‌حل ماجرا ساخت نیروگاه‌های بیشتر نباشه چی؟ اگه شرکت‌های برق فقط کافی باشه از همون زیرساخت‌هایی که الان دارن، هوشمندانه‌تر استفاده کنن؟

واقعیت اینه که شبکه برق آمریکا به طور میانگین فقط با حدود ۵۰ درصد ظرفیتش کار می‌کنه! این شبکه برای بدترین روزهای سال طراحی شده و بقیه ایام سال عملاً خاک می‌خوره؛ مثلاً یک بعدازظهر داغ در ماه مرداد که همه کولرها رو روی آخرین درجه می‌ذارن، یا یک صبح سرد زمستونی که تمام بخاری‌ها با حداکثر توان روشنن. در نتیجه، این همه زیرساخت فوق‌العاده گرون‌قیمت بیشتر روزهای سال بی‌کار و بدون استفاده باقی می‌مونه.

به گفته ایان مَگ‌رودر، مدیر ائتلاف «Utilize» (کمپینی صنعتی برای کاهش هزینه برق در آمریکا با حمایت شرکت‌هایی مثل گوگل و تسلا)، اگه شرکت‌های توزیع برق بتونن بهره‌وری از شبکه رو فقط ۱۰ درصد بالا ببرن، توی یک دهه آینده بیشتر از ۱۰۰ میلیارد دلار به نفع جیب مردم صرفه‌جویی می‌شه. ماجرا سادست: وقتی تعداد کاربرها بیشتر بشه، هزینه‌های ثابت نگهداری شبکه بین افراد بیشتری تقسیم می‌شه و سهم هر مشترک کاهش پیدا می‌کنه.

حالا بخش جالب و باورنکردنی ماجرا کجاست؟ اضافه شدن یک دیتاسنتر غول‌پیکر به شبکه برق محله شما، در کمال تعجب می‌تونه قبض برق شخص شما رو ارزون‌تر کنه!

مَگ‌رودر در این باره می‌گه: «اگه بتونیم مصرف‌کننده‌های جدید رو بدون نیاز به نوسازی‌ها و ارتقاهای سنگین زیرساختی وارد شبکه کنیم، خریداران برق بیشتر می‌شن بدون اینکه هزینه‌های نگهداری شبکه بالا بره. این یعنی هزینه تمام‌شده برق برای همه پایین‌تر میاد و همه‌چیز ارزون‌تر تموم می‌شه.»

کلید اصلی این بازی اینه که کار به جاهای باریک و ارتقاهای پرهزینه زیرساختی نکشه؛ این موضوع هم مستلزم اینه که دقیقاً بدونید کجای شبکه هنوز ظرفیت خالی داره تا بتونید کاملاً استراتژیک ازش استفاده کنید.

شرکت برق «ساوثرن کالیفرنیا ادیسون» (Southern California Edison) اخیراً با استفاده از یک «دوقلوی دیجیتال» مبتنی بر هوش مصنوعی از شبکه برق خود، زمان بررسی درخواست‌های اتصال برق رو از ۳۵ روز به زیر ۹۰ ثانیه رسونده! در روش‌های سنتی، مهندسان مجبور بودن برای هر درخواست به صورت دستی شبیه‌سازی جداگانه طراحی کنن، داده‌ها رو آماده کنن، با نرم‌افزارهای قدیمی محاسبات پیچیده انجام بدن، محدودیت‌ها رو پیدا کنن و گزارش‌های طولانی بنویسن.

جاش وانگ، مدیرعامل شرکت ThinkLabs AI که مغز متفکر پشت این دوقلوی دیجیتال محسوب می‌شه، می‌گه: «روش قبلی درست مثل این بود که برای پیدا کردن آدرس توی خیابون‌ها، به جای باز کردن یه اپلیکیشن مسیریاب، بخواید با فرمول‌های ریاضی و کاغذ و قلم مسیرتون رو حساب کنید!»

برنامه‌ریزی سنتی شبکه برق همیشه بر اساس بدترین سناریوهای ممکن پیش می‌ره؛ مثلاً فکر کنید یک بعدازظهر داغ تابستونی که کولرها با حداکثر توان روشنه و از قضا هیچ بادی نمی‌وزه و پنل‌های خورشیدی هم برقی تولید نمی‌کنن. این نوع نگاه اگرچه خیلی محتاطانست، اما باعث می‌شه ظرفیت عظیم شبکه توی ۸۷۵۹ ساعت بقیه سال کاملاً دست‌نخورده و بی‌استفاده رها بشه.

سیستم‌های مجهز به هوش مصنوعی به جای تکیه بر اوج مصرف‌های فرضی و تئوریک، شبکه رو ساعت به ساعت در کل طول سال آنالیز می‌کنن. این تحلیل‌ها مسیرهایی از جریان برق رو آشکار می‌کنن که قبلاً اصلاً به چشم نمی‌اومد؛ همچنین نشون می‌دن چطور با راهکارهای انعطاف‌پذیر—مثل کاهش موقت نیم درصدی مصرف در طول سال یا اضافه کردن باتری‌های ذخیره‌ساز—می‌شه جلوی ساخت خطوط انتقال جدید و پرخرج رو به کلی گرفت.

پتانسیل بهینه‌سازی فقط به خطوط انتقال محدود نمی‌شه؛ «نیروگاه‌های مجازی» (VPPs) که مجموعه‌ای از باتری‌های خانگی، ترموستات‌های هوشمند و خودروهای برقی تحت کنترل هوشمند رو به هم متصل می‌کنن، با سرعتی به مراتب بیشتر از نیروگاه‌های سنتی در حال گسترش هستن. در حال حاضر حدود ۳۷ گیگاوات ظرفیت نیروگاه مجازی در سراسر آمریکا مستقر شده و شرکت‌های برق هم برنامه‌های بزرگی برای اون دارن.

ایالت ویرجینیا اخیراً قانونی رو برای اجرای یک طرح آزمایشی نیروگاه مجازی با ظرفیت ۴۵۰ مگاوات تصویب کرده و مینه‌سوتا هم متعهد به پیاده‌سازی ۲۰۰ مگاوات شده. این برنامه‌ها ظرف شش ماه تا یک سال به بهره‌برداری می‌رسن؛ حالا این سرعت رو مقایسه کنید با توربین‌های گازی که تحویلشون تا سال ۲۰۲۸ در صف مونده، یا پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر که اتصالشون به شبکه به طور میانگین ۵ سال طول می‌کشه!

این برگ برنده زمانی به شدت برای توسعه‌دهندگان دیتاسنتر مهم می‌شه که اون‌ها همین الان به برق نیاز دارن، نه در سال ۲۰۳۰! علاوه بر این، نیروگاه‌های مجازی با مخالفت‌های مردمی و محیط‌زیستی که سد راه ساخت نیروگاه‌های سنتی می‌شن، روبه‌رو نیستن. طبق آمار Data Center Watch، تنها در سال ۲۰۲۵ بیش از ۱۵۶ میلیارد دلار پروژه دیتاسنتر به خاطر اعتراضات و مقاومت‌های محلی متوقف یا لغو شدن.

البته نیروگاه‌های مجازی فقط زمانی کارایی دارن که بشه هزاران دستگاه پراکنده رو با هم هماهنگ کرد. مشکل اینجاست که در حال حاضر دیتای بسیاری از شرکت‌های برق حسابی تکه‌تکه و جزیره‌ایه؛ حسگرها و دستگاه‌های متصل به اینترنت داده‌ها رو به دیتابیس‌های متفاوتی می‌فرستن که هیچ اتصالی به هم ندارن و دیدن تصویر کلی رو غیرممکن می‌کنن.

بو یانگ، معاون و مدیر آزمایشگاه راهکارهای انرژی در بخش تحقیق و توسعه هیتاچی آمریکا، به این وضعیت «گرد و غبار دیجیتال» می‌گه. بدون یکپارچه‌سازی داده‌ها، شرکت‌های برق نمی‌تونن از پتانسیل نیروگاه‌های مجازی نهایت بهره رو ببرن. او توضیح می‌ده: «اگه مجموعه‌ای از منابع پراکنده دارید که باید مدیریتشون کنید، باید دقیقاً بدونید کی، کجا و در چه زمانی داره فعالیت می‌کنه. منابع من در سن‌خوزه باید با منابعم در فریمونت کاملاً هماهنگ باشن تا بتونیم بیشترین سود رو به شبکه برسونیم.»

به عقیده لورن شوایسبرگ، پژوهشگر ارشد سیستم‌های انرژی در مؤسسه RMI، چالش بزرگ‌تر نیروگاه‌های مجازی مسائل قانونی و سیاست‌گذاریه. بیشتر شرکت‌های برق هنوز بر اساس پولی که خرج ساخت‌وسازهای فیزیکی می‌کنن سود می‌گیرن، نه بر اساس استفاده از فناوری‌هایی که مصرف رو کاهش می‌ده! سیستم قانون‌گذاری مبتنی بر عملکرد که به شرکت‌ها به خاطر بهره‌وری پاداش می‌ده نه ساخت سیم و دکل جدید، هنوز فقط در چند ایالت محدود اجرا می‌شه.

با این حال ایالت‌های بیشتری در حال تغییر مسیر هستن. طرح جدیدی در سنای کالیفرنیا پاداش مدیران شرکت‌های برق رو به پایین نگه‌داشتن تعرفه‌ها نسبت به تورم مشروط می‌کنه و اون‌ها رو ملزم می‌کنه باتری‌ها و خودروهای برقی متعلق به مشتریان رو هم در محاسبات پایداری شبکه حساب کنن. جاش شاپیرو، فرماندار پنسیلوانیا هم با ارسال نامه‌ای به ۲۴ شرکت برق، سیستم فعلی رو «ناکارآمد و معیوب» خوند و تأکید کرد قبل از هرگونه افزایش تعرفه، باید تحلیل سود و زیان پروژه‌هاشون رو ارائه بدن.

شاپیرو در این نامه نوشت: «ما به نقطه عطف و سرنوشت‌سازی رسیده‌ایم.»