هل يُشكل الذكاء الاصطناعي تهديداً لإمدادات المياه؟
(بي بي سي)
يتزايد استخدام الذكاء الاصطناعي بسرعة، لكنه في الوقت نفسه يعد تقنية تستهلك كميات كبيرة من المياه من أجل التبريد وتوليد كميات هائلة من الكهرباء.
وفقًا للأمم المتحدة، يعاني نصف سكان العالم من ندرة المياه. ومن المتوقع أن تتفاقم هذه المشكلة بسبب تزايد الطلب على المياه وتغير المناخ. فهل سيؤدي الانتشار السريع للذكاء الاصطناعي إلى تفاقم مشكلة إمدادات المياه؟
ما هي كمية المياه التي يستخدمها الذكاء الاصطناعي؟
وفقًا لسام ألتمان، الرئيس التنفيذي لشركة OpenAI، يستهلك كل استعلام عبر ChatGPT خمس ملعقة صغيرة من الماء.
ومع ذلك، توصلت دراسة أجراها علماء أمريكيون في كاليفورنيا وتكساس إلى أن نصف لتر من الماء يتم استهلاكه لمدة تتراوح بين 10 إلى 50 استجابة للنموذج الثالث من ChatGPT-3 – أي ما بين ملعقتين صغيرتين إلى عشر ملاعق صغيرة من الماء لكل استجابة.
وتختلف تقديرات كمية المياه المستهلكة حسب عوامل مثل نوع الطلب (السؤال المطروح)، ووقت الاستجابة، والموقع الذي تتم فيه معالجة الاستجابة، والعوامل التي تم أخذها في الاعتبار عند تقديم الاستجابة.
ويقدر العلماء الأميركيون أن الكمية المطلوبة من الماء تبلغ 500 ملليلتر لنحو 10 إلى 50 استجابة، وتشمل هذه الكمية أيضاً المياه المستخدمة في توليد الطاقة، مثل البخار الذي يدير توربينات محطات الطاقة التي تعمل بالفحم أو الغاز أو الطاقة النووية.
وقد لا يتضمن رقم ألتمان هذه المياه الإضافية، لأنه لم يقدم لهيئة الإذاعة البريطانية تفاصيل الحسابات التي استخدمتها OpenAI لتحديد كمية المياه المستخدمة.
ومع ذلك، يتزايد استهلاك المياه. ووفقًا لشركة OpenAI، يُجيب ChatGPT على مليار استفسار يوميًا، مما يجعله واحدًا من بين العديد من روبوتات الذكاء الاصطناعي التي يستخدمها سكان العالم.
وتشير تقديرات الدراسة الأميركية إلى أنه بحلول عام 2027، سوف يستهلك قطاع الذكاء الاصطناعي ما بين أربعة إلى ستة أضعاف كمية المياه التي تستهلكها الدنمارك بأكملها سنويا.
يقول البروفيسور شاولي رين، المشارك في تأليف الدراسة من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد: “كلما استخدمنا الذكاء الاصطناعي، استخدمنا المزيد من المياه”.
كيف يستخدم الذكاء الاصطناعي الماء؟
يتم معالجة الأنشطة عبر الإنترنت، من رسائل البريد الإلكتروني والبث المباشر إلى إنشاء المقالات أو مقاطع الفيديو، بواسطة رفوف ضخمة من خوادم الكمبيوتر في مرافق ضخمة تسمى مراكز البيانات – بعضها بحجم عدة ملاعب كرة قدم.
تصبح هذه الخوادم ساخنة بسبب تدفق الكهرباء عبر أجهزة الكمبيوتر.
الماء – عادةً ما يكون ماءً عذبًا ونظيفًا – عنصرٌ أساسيٌّ في أنظمة التبريد المستخدمة لتبريد هذه الخوادم وأجهزة الكمبيوتر. ورغم اختلاف طرق التبريد بالماء، فإن معظمها قادرٌ على تبخير ما يصل إلى 80% من الماء المستخدم في الغلاف الجوي.
تتطلب مهام الذكاء الاصطناعي طاقة حوسبة أكبر بكثير من المهام التقليدية عبر الإنترنت، كالتسوق أو البحث، وخاصةً الأنشطة المعقدة كإنشاء الصور أو مقاطع الفيديو. ولذلك، تستهلك طاقة أكبر.
من الصعب تحديد الفرق كميًا، لكن تقديرًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA) يشير إلى أن سؤالًا واحدًا أو استعلامًا واحدًا على منصة ChatGPT يستهلك ما يقرب من عشرة أضعاف الكهرباء مقارنة باستعلام بحث واحد أو استعلام واحد على Google.
المزيد من الكهرباء يعني المزيد من الحرارة – لذا هناك حاجة إلى المزيد من التبريد.
ما مدى سرعة زيادة استهلاك المياه في الذكاء الاصطناعي؟
لا تكشف شركات الذكاء الاصطناعي الكبرى عن أرقام استهلاك المياه لأنشطتها في مجال الذكاء الاصطناعي، لكن استهلاكها الإجمالي للمياه يتزايد تدريجيا.
وشهدت شركات جوجل وميتا ومايكروسوفت – المستثمرون والمساهمون الرئيسيون في OpenAI – زيادات كبيرة في استهلاكها للمياه منذ عام 2020، وفقًا لتقاريرها البيئية.
تضاعف استهلاك جوجل من المياه تقريبًا خلال هذه الفترة. ولم تُقدّم AWS أي أرقام بهذا الخصوص.
ومع توقع زيادة الطلب على الذكاء الاصطناعي، تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن يتضاعف استهلاك المياه في مراكز البيانات بحلول عام 2030، بما في ذلك المياه المستخدمة في توليد الكهرباء وتصنيع الرقائق الحاسوبية.
وبحسب شركة جوجل، استخرجت مراكز بياناتها 37 مليار لتر من المياه من مصادرها في عام 2024، منها 29 مليار لتر “استهلكت” – وتبخرت نسبة كبيرة منها.
لكن هل هذا كثير؟ الجواب يعتمد على موضوع المقارنة.
ومن شأن هذه الكمية أن تغطي الحد الأدنى الموصى به من المياه يومياً من قبل الأمم المتحدة وهو 50 لترا لـ 1.6 مليون شخص لمدة عام كامل – أو، وفقاً لجوجل، ستكون كافية لري 51 ملعب جولف في جنوب غرب الولايات المتحدة سنوياً.
لماذا نبني مراكز البيانات في المناطق الجافة؟
وفي بعض المناطق المعرضة للجفاف في العالم، بما في ذلك أوروبا وأميركا اللاتينية والولايات الأميركية مثل أريزونا، تصدرت المقاومة المحلية لمراكز البيانات عناوين الصحف في السنوات الأخيرة.
وفي إسبانيا، تأسست مجموعة بيئية تدعى “سحابتك تجفف نهري” بهدف مكافحة توسع مراكز البيانات.
وفي تشيلي وأوروغواي، اللتين تعانيان من جفاف شديد، أوقفت جوجل خططها لبناء مراكز بيانات وغيرت بعض الخطط في أعقاب الاحتجاجات على صعوبات الوصول إلى المياه.
ويقول أبيجيت دوبي، الرئيس التنفيذي لشركة NTT Data، التي تدير أكثر من 150 مركز بيانات حول العالم، إن هناك “اهتماما متزايدا” ببناء مراكز في المناطق الحارة والجافة.
ويوضح أن عوامل مثل توافر الأراضي، والبنية الأساسية للطاقة، والطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، واللوائح المواتية يمكن أن تجعل هذه المناطق جذابة.
ويشير الخبراء أيضًا إلى أن الرطوبة تزيد من التآكل، مما يعني متطلبات طاقة أعلى للتبريد، مما يجعل بناء مراكز البيانات في المناطق الجافة أكثر فائدة.
وتؤكد شركات جوجل ومايكروسوفت وميتا في تقاريرها البيئية أنها تستخدم المياه أيضًا في المناطق الجافة.
وفقًا لأحدث التقارير البيئية الصادرة عن الشركات، تُشير جوجل إلى أن 14% من المياه التي تسحبها تأتي من مناطق ذات خطر مرتفع لندرة المياه، و14% أخرى من مناطق ذات خطر متوسط. وتُشير مايكروسوفت إلى أن 46% من مياهها تأتي من مناطق تعاني من شحّ المياه، وتُشير ميتا إلى أن 26% من مياهها تأتي من مناطق ذات خطر مرتفع أو مرتفع جدًا لندرة المياه. ولم تُصدر خدمات أمازون ويب أي بيانات.
هل هناك خيارات تبريد أخرى؟
يمكن استخدام الأنظمة المبردة بالهواء أو الجافة، ولكنها تستهلك عادة قدرًا أكبر من الكهرباء مقارنة بالأنظمة المعتمدة على الماء، كما يقول البروفيسور رين.
وتقول شركات مايكروسوفت وميتا وأمازون إنها تعمل على تطوير “أنظمة حلقة مغلقة” تعمل على إعادة تدوير المياه – أو أي سائل آخر – دون تبخرها أو استبدالها.
ويعتقد دوبي أن هذه الأنظمة من المرجح أن تكون مطلوبة على نطاق واسع في المناطق القاحلة في المستقبل، لكنه يشير إلى أن النظام لا يزال في مرحلة “مبكرة للغاية” من التنفيذ.
وفي بلدان مثل ألمانيا وفنلندا والدنمارك، هناك مشاريع قيد التنفيذ أو مخطط لها لاستخدام الحرارة من مراكز البيانات في المنازل الخاصة.
وبحسب الخبراء، تفضل الشركات عمومًا المياه النظيفة والعذبة – النوع المستخدم للشرب – لأنها تقلل من خطر نمو البكتيريا والانسدادات والتآكل.
ومع ذلك، تعتمد بعض الشركات على مصادر المياه غير الصالحة للشرب مثل مياه البحر أو مياه الصرف الصناعي للتبريد.
هل النتيجة تستحق التكاليف البيئية؟
يتم استخدام الذكاء الاصطناعي لتخفيف العبء على كوكبنا، على سبيل المثال للكشف عن تسربات غاز الميثان المسبب للاحتباس الحراري أو لإعادة توجيه حركة المرور إلى طرق محددة لتوفير الوقود.
يقول توماس دافين، المدير العالمي لمكتب اليونيسف للابتكار، إن الذكاء الاصطناعي يمكن أن “يغير جذريا” التعليم والصحة وربما تغير المناخ للأطفال في جميع أنحاء العالم.
ومع ذلك، أعرب عن رغبته في أن تتجه الشركات نحو “الكفاءة والشفافية” بدلاً من مجرد “البحث عن النموذج الأقوى والأكثر تقدماً”. وحثّ الشركات على جعل نماذجها وبرامجها مفتوحة المصدر ليتمكن أي شخص من استخدامها وتكييفها.
ويعتقد دافين أن هذا من شأنه أن يقلل الحاجة إلى التدريب المكثف على البرمجيات – والذي يتطلب إدخال كميات هائلة من البيانات لمعالجتها وتوليد الاستجابات – وهو ما يستهلك الطاقة والمياه.
ومع ذلك، تقول لورينا جومي بالاسي، وهي باحثة مستقلة قدمت المشورة لعدة حكومات أوروبية وهيئات الاتحاد الأوروبي والأمم المتحدة وتقود شبكة تسمى رابطة التكنولوجيا الأخلاقية، إنه “لا توجد طريقة” لجعل النمو الهائل للذكاء الاصطناعي مستدامًا بيئيًا.
وتضيف قائلة: “يمكننا أن نجعلها أكثر كفاءة، ولكن زيادة كفاءتها تعني أنه يتعين علينا أيضًا زيادة استخدامها”، موضحة: “على المدى الطويل، ليس لدينا ما يكفي من المواد الخام لدعم هذه المنافسة لتطوير أنظمة الذكاء الاصطناعي الأكبر والأسرع”.
ماذا تقول شركات التكنولوجيا؟
وتؤكد شركات جوجل ومايكروسوفت وأمازون ويب سيرفيسز وميتا أنها تختار تقنيات التبريد بعناية بناءً على الظروف المحلية.
وقد حددت جميع هذه الشركات هدفًا لها بأن تصبح “إيجابية في استخدام المياه” بحلول عام 2030. وهذا يعني أنها تهدف، في المتوسط، إلى تجديد كمية من المياه تفوق ما تسحبه في عملياتها.
ولتحقيق هذه الغاية، تقوم هذه الشركات بتمويل ودعم المشاريع الرامية إلى الحفاظ على إمدادات المياه أو تجديدها في المناطق التي تعمل فيها ــ على سبيل المثال، من خلال استعادة الغابات أو الأراضي الرطبة، أو اكتشاف التسربات، أو تحسين الري.
وتقول شركة أمازون ويب سيرفيسز إنها قطعت 41% من الطريق نحو هدفها، في حين تقول مايكروسوفت إنها “على المسار الصحيح”.
تُظهر الأرقام الصادرة عن جوجل وميتا زيادةً ملحوظةً في كمية المياه المُعاد تدويرها. ومع ذلك، يقول دافين إن الطريق لا يزال طويلاً لتحقيق هذه الأهداف.
وتقول شركة OpenAI إنها “تعمل بجد على تحسين كفاءة المياه والطاقة”، مضيفة أن “التفكير المستمر في الاستخدام الأمثل لقوة الحوسبة يظل أمرًا بالغ الأهمية”.
ومع ذلك، يُشدد البروفيسور رين على ضرورة إعداد تقارير أكثر اتساقًا وتوحيدًا لاستهلاك المياه في قطاع التكنولوجيا. ويُضيف: “إذا لم نتمكن من قياس استهلاك المياه، فلن نتمكن من التحكم فيه”.
