الذكاء الاصطناعي في الطاقة والبيئة

يدفع الذكاء الاصطناعي في الطاقة والبيئة الاستدامة من خلال تحسين كفاءة الطاقة، وتقليل الانبعاثات، ودعم دمج مصادر الطاقة المتجددة. من الشبكات الذكية إلى نمذجة المناخ، يحول الذكاء الاصطناعي طريقة إدارة الموارد وحماية الكوكب.

يشكل نمو الذكاء الاصطناعي صناعة الطاقة وعلوم البيئة. في قطاع الطاقة، يُستخدم التعلم الآلي لتحسين كل شيء من توقعات الطاقة المتجددة إلى موثوقية الشبكة.

في الوقت نفسه، يتطلب تشغيل الذكاء الاصطناعي نفسه كهرباء كبيرة. على سبيل المثال، استهلكت مراكز البيانات (التي تشغل خدمات الذكاء الاصطناعي) حوالي 415 تيراواط ساعة في 2024 – أي نحو 1.5% من الكهرباء العالمية – ومن المتوقع أن يتضاعف هذا الرقم أكثر من الضعف بحلول 2030.

رؤية رئيسية: لتلبية هذا الطلب، ستحتاج المصادر إلى التنوع: تجد الوكالة الدولية للطاقة أن نحو نصف كهرباء مراكز البيانات الجديدة ستأتي من مصادر متجددة (مع الغاز الطبيعي والنووي وغيرها تشكل الباقي). هذه الطبيعة المزدوجة – حاجة الذكاء الاصطناعي للطاقة بينما يساعد في إدارتها – تعني أن الطاقة والتقنية في رحلة مشتركة.

تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الطاقة

يُحدث الذكاء الاصطناعي بالفعل تحولاً في كيفية إنتاج وتوزيع واستهلاك الطاقة. من توقعات الطاقة المتجددة إلى تحسين الشبكة، يمكّن التعلم الآلي أنظمة طاقة أكثر ذكاءً وكفاءة حول العالم.

توقعات الطاقة المتجددة

يحسن التعلم الآلي بشكل كبير التوقعات قصيرة ومتوسطة الأجل لإنتاج الرياح والطاقة الشمسية. من خلال تحليل بيانات الأرصاد الجوية والشبكة الضخمة، يسهل الذكاء الاصطناعي دمج مصادر الطاقة المتغيرة دون هدر للطاقة الزائدة.

  • يقلل من تقليص الطاقة الشمسية والرياح
  • تحسين عروض سوق الطاقة
  • توزيع أكثر كفاءة للتوليد

تحسين الشبكة

الشبكات الكهربائية الحديثة معقدة وغالباً ما تتعرض لضغوط بسبب الطلبات القصوى. يساعد الذكاء الاصطناعي في الكشف التلقائي عن الأعطال وإدارة التدفق.

  • كشف الأعطال أسرع بنسبة 30–50%
  • زيادة سعة النقل حتى 175 جيجاوات إضافية
  • تقليل الذروة الذكي وموازنة الأحمال

الكفاءة الصناعية

يبسط الذكاء الاصطناعي استخدام الطاقة في المصانع والمصافي والمكاتب والمنازل. في الصناعة، يسرع التصميم ويحسن العمليات.

  • توفير محتمل يعادل استهلاك المكسيك السنوي
  • خفض 300 تيراواط ساعة سنوياً في كهرباء المباني
  • تحكم محسن في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والإضاءة

تخزين الطاقة والأسواق

يتعلم الذكاء الاصطناعي أنماط السعر والطلب لشراء/تخزين الطاقة عند الرخص وبيعها عند القيمة، مما يحسن أنظمة البطاريات وعمليات السوق.

  • زيادة الإيرادات 5 أضعاف (مشروع تسلا هورنزديل)
  • تداول بالميلي ثانية في الأسواق اللحظية
  • إدارة متقدمة للسوق داخل اليوم
ملخص التأثير: تشير الوكالة الدولية للطاقة إلى أن استخدام الذكاء الاصطناعي عبر نظام الطاقة يمكن أن يقلل مباشرة من الانبعاثات التشغيلية – مثلاً بتحسين كفاءة المحطات أو تحسين مزيج الوقود – حتى مع نمو الطلب على الطاقة المدفوع بالذكاء الاصطناعي.

الصيانة التنبؤية

بعيداً عن تدفقات الطاقة، يساعد الذكاء الاصطناعي في الصيانة التنبؤية. تغذي الحساسات على التوربينات والمحولات والغلايات نماذج الذكاء الاصطناعي التي تتنبأ بالأعطال قبل حدوثها.

  • يقلل من وقت التوقف ويمدد عمر المعدات
  • يرصد التسريبات ويتنبأ بصحة خطوط الأنابيب في النفط والغاز
  • يقدر احتياجات صيانة توربينات الرياح لزيادة وقت التشغيل
  • يقلل هدر الطاقة من خلال الصيانة الاستباقية
تطبيقات الذكاء الاصطناعي في قطاع الطاقة
تطبيقات الذكاء الاصطناعي التي تحول قطاع الطاقة

الذكاء الاصطناعي في الحفاظ على البيئة

خارج مجال الطاقة، يُعد الذكاء الاصطناعي أداة قوية للبيئة وعلوم المناخ. يتفوق في اكتشاف الأنماط والشذوذ في مجموعات البيانات الكبيرة، مما يجعله مفيداً للمراقبة والنمذجة والإدارة.

نمذجة المناخ

تستخدم وكالات العلوم الكبرى الذكاء الاصطناعي لجعل نماذج الطقس والمناخ أكثر دقة. يعزز نموذج بريثفي التابع لناسا وIBM الدقة المكانية ويحسن التوقعات قصيرة الأجل لتخطيط تكيف أفضل.

مراقبة الغابات

يحلل الذكاء الاصطناعي صور الأقمار الصناعية لمراقبة الغابات واستخدام الأراضي. ترسم منصات في أكثر من 30 دولة ملايين الهكتارات من إزالة الغابات وتقدر الكربون المخزن في الغابات بدقة شبه فورية.

تنظيف المحيطات

تستخدم المنظمات الرؤية الحاسوبية للكشف ورسم خرائط البلاستيك العائم في مناطق المحيطات النائية، مما يخلق خرائط تلوث مفصلة حتى تتمكن سفن التنظيف من استهداف المناطق ذات الكثافة العالية بكفاءة.

الزراعة الدقيقة

تعزز أنظمة الري والتسميد المدفوعة بالذكاء الاصطناعي المحاصيل مع تقليل الجريان السطحي. أظهرت الأنظمة توفيرات تصل إلى 40% في استخدام المياه والطاقة مع تسريع اعتماد الزراعة المستدامة.

الاستجابة للكوارث

تستخدم خدمات الطوارئ الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بانتشار حرائق الغابات، وتحسين طرق الإخلاء، وتنسيق لوجستيات الإغاثة. تحمي أنظمة الإنذار المبكر السكان الضعفاء من الفيضانات والجفاف.

حماية التنوع البيولوجي

تستخدم حماية الحياة البرية الذكاء الاصطناعي لتحديد الحيوانات في لقطات كاميرات الحركة أو التسجيلات الصوتية، مما يساعد في حماية الأنواع المهددة ومراقبة صحة النظام البيئي في الوقت الحقيقي.

يمكن أن يمكّن الجمع بين الذكاء الاصطناعي والبيانات العالمية من اتخاذ قرارات أفضل – مثل إنشاء أنظمة إنذار مبكر للطقس القاسي وارتفاع مستوى البحار لحماية أكثر من ثلاثة مليارات شخص معرضين للخطر.

— مبادرة اليونسكو للذكاء الاصطناعي من أجل الكوكب
تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الحفاظ على البيئة
تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الحفاظ على البيئة والمراقبة

التحديات والاعتبارات الأخلاقية

على الرغم من وعوده، يثير الذكاء الاصطناعي تحديات مهمة لاستخدام الطاقة والبيئة. فهم هذه المخاوف ومعالجتها أمر حاسم لضمان أن يصبح الذكاء الاصطناعي قوة إيجابية صافية للاستدامة.

بصمة الطاقة والكربون

يستهلك تدريب وتشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي – خاصة النماذج اللغوية الكبيرة (LLMs) – الكثير من الكهرباء. تحذر الوكالة الدولية للطاقة من أن مراكز البيانات من أسرع المستهلكين نمواً للكهرباء.

الحصة العالمية المتوقعة لانبعاثات الذكاء الاصطناعي بحلول 2035 1.5%
الانخفاض المحتمل في ثاني أكسيد الكربون من تطبيقات الذكاء الاصطناعي 5%
  • يستهلك الذكاء الاصطناعي التوليدي طاقة تعادل دولة صغيرة
  • يستهلك تقديم طلب واحد للذكاء الاصطناعي حوالي 0.34 واط ساعة
  • أكثر من 300 جيجاواط ساعة سنوياً عالمياً (ما يعادل استهلاك 3 ملايين شخص)
  • يمكن أن تفوق فوائد الذكاء الاصطناعي بصمته إذا تم تجاوز الحواجز

استهلاك الموارد

يتطلب بناء وتبريد مراكز البيانات مواد خام ومياه. للبنية التحتية المادية الداعمة للذكاء الاصطناعي آثار بيئية كبيرة تتجاوز استهلاك الكهرباء.

متطلبات المواد

إنتاج الأجهزة

  • مئات الكيلوغرامات من المعادن لكل جهاز كمبيوتر
  • عناصر نادرة مثل الجاليوم (99% مكرر في الصين)
  • مخاوف متزايدة من النفايات الإلكترونية
  • تأثيرات التعدين على البيئة
استخدام المياه

أنظمة التبريد

  • كميات هائلة من المياه لتبريد مراكز البيانات
  • قد يستخدم تبريد الذكاء الاصطناعي 6 أضعاف استهلاك الدنمارك الوطني من المياه
  • ضغط على الموارد المائية المحلية
  • الحاجة إلى بدائل تبريد مستدامة

قضايا العدالة والحكم

بعيداً عن الكربون، يحمل الذكاء الاصطناعي مخاطر اجتماعية. يجب أن تكون القرارات الآلية في الطاقة والبيئة عادلة وشفافة.

تأثيرات الارتداد: قد تُعوض مكاسب الكفاءة من الذكاء الاصطناعي إذا زاد المستخدمون من استهلاكهم (مثل السفر أو استخدام الطاقة الأرخص). بدون سياسات دقيقة، قد تقوض تأثيرات الارتداد الفائدة الصافية للذكاء الاصطناعي على المناخ.

الفجوة الرقمية

تمتلك عدد قليل من الدول والشركات البنية التحتية والبيانات للاستفادة الكاملة من الذكاء الاصطناعي. يفتقر قطاع الطاقة إلى خبرة الذكاء الاصطناعي، ولدى العديد من المناطق (خاصة في الجنوب العالمي) مراكز بيانات محدودة.

الاعتبارات الأخلاقية

الخصوصية في العدادات الذكية، والتحيز في الخوارزميات، والأمن السيبراني في البنية التحتية الحيوية هي مخاوف جدية تتطلب معايير وسياسات لنشر الذكاء الاصطناعي بمسؤولية.

ستكون الأطر التنظيمية والتعاونية ضرورية لضمان أن أدوات الذكاء الاصطناعي تخدم أهداف الاستدامة حقاً دون أضرار غير مقصودة.

— توصية اليونسكو لأخلاقيات الذكاء الاصطناعي، 2021
التحديات والاعتبارات الأخلاقية للذكاء الاصطناعي في الطاقة والبيئة
التحديات الرئيسية والاعتبارات الأخلاقية للذكاء الاصطناعي في الطاقة والبيئة

المبادرات العالمية وآفاق المستقبل

تعترف الحكومات والهيئات الدولية بدور الذكاء الاصطناعي في مواجهة تحديات الطاقة والبيئة. تظهر جهود منسقة لتعظيم الفوائد وتقليل المخاطر.

وزارة الطاقة الأمريكية

أطلقت برامج لتحديث الشبكة باستخدام الذكاء الاصطناعي، مع التركيز على تطبيقات تخطيط الشبكة، والتصاريح، والمرونة. حتى أنها تتصور استخدام النماذج اللغوية الكبيرة في المراجعات الفيدرالية.

الوكالة الدولية للطاقة

نشرت تحليلاً عالمياً ("الطاقة والذكاء الاصطناعي"، 2025) لتوجيه صانعي السياسات حول دمج الذكاء الاصطناعي في أنظمة الطاقة مع إدارة بصمته البيئية.

اليونسكو للذكاء الاصطناعي من أجل الكوكب

تحالف مع برنامج الأمم المتحدة الإنمائي، وشركاء التكنولوجيا، والمنظمات غير الحكومية يسعى إلى إعطاء الأولوية وتوسيع حلول الذكاء الاصطناعي لتغير المناخ، وربط الابتكارات بالتمويل وأصحاب المصلحة.

الطريق إلى الأمام

نظراً للمستقبل، سيزداد تأثير الذكاء الاصطناعي فقط. يمكن للتقدم مثل النماذج الأصغر والأكثر كفاءة أن يقلل بصمة الذكاء الاصطناعي بشكل كبير. في الوقت نفسه، تقدم حلول الطاقة المدفوعة بالذكاء الاصطناعي (مثل الشبكات الذكية للطاقة المتجددة والتنبؤ المناخي التكيفي) أدوات لمواجهة أزمة المناخ.

1

الاستثمار في البحث والتطوير

مواصلة البحث في نماذج الذكاء الاصطناعي الفعالة والحوسبة المستدامة

2

مشاركة البيانات

التعاون المفتوح للبيانات عبر الحدود والقطاعات

3

إطار السياسات

سياسات مسؤولة توازن بين الابتكار والاستدامة

وجهة نظر رئيسية: كما يشير المنتدى الاقتصادي العالمي، الذكاء الاصطناعي ليس حلاً سحرياً – لكن مع الجهد التعاوني، يمكن أن يكون مسرعاً قوياً للطاقة المستدامة والحفاظ على البيئة.
المبادرات العالمية وآفاق مستقبل الذكاء الاصطناعي في الطاقة والبيئة
المبادرات العالمية التي تشكل دور الذكاء الاصطناعي في الطاقة والبيئة

الخاتمة

يُحدث الذكاء الاصطناعي ثورة في أنظمة الطاقة وعلوم البيئة، مقدماً كفاءة محسنة ورؤى جديدة. ومع ذلك، يستهلك نموه السريع الطاقة والموارد، مما يثير مخاوف الاستدامة.

التحدي

التكلفة البيئية للذكاء الاصطناعي

  • زيادة استهلاك الكهرباء
  • متطلبات موارد كبيرة
  • استخدام المياه للتبريد
  • تأثيرات الارتداد المحتملة
الفرصة

إمكانات الاستدامة للذكاء الاصطناعي

  • خفض محتمل بنسبة 5% في ثاني أكسيد الكربون
  • تحسين دمج الطاقة المتجددة
  • تعزيز نمذجة المناخ
  • تحسين إدارة الموارد

سيعتمد التأثير الصافي على إدارة كل من طلبات الذكاء الاصطناعي وإمكاناته: نشر الذكاء الاصطناعي لخفض الانبعاثات وحماية النظم البيئية، مع تقليل بصمته البيئية الخاصة.

الخلاصة: تؤكد المبادرات الدولية (الوكالة الدولية للطاقة، اليونسكو، وزارة الطاقة الأمريكية، وغيرها) أن السياسات والابتكار والتعاون العالمي ضرورية لضمان أن يصبح الذكاء الاصطناعي حليفاً – وليس خصماً – في مكافحة تغير المناخ والانتقال إلى الطاقة النظيفة.
استكشف المزيد من تطبيقات الذكاء الاصطناعي في القطاعات الحيوية
المراجع الخارجية
تم إعداد هذا المقال بالرجوع إلى المصادر الخارجية التالية:
96 مقالات
روزي ها هي كاتبة في Inviai، متخصصة في مشاركة المعرفة والحلول المتعلقة بالذكاء الاصطناعي. بفضل خبرتها في البحث وتطبيق الذكاء الاصطناعي في مجالات متعددة مثل الأعمال التجارية، إنشاء المحتوى، والأتمتة، تقدم روزي ها مقالات سهلة الفهم، عملية وملهمة. تتمثل مهمة روزي ها في مساعدة الجميع على استغلال الذكاء الاصطناعي بفعالية لتعزيز الإنتاجية وتوسيع آفاق الإبداع.
بحث