مراكز البيانات و قانون تنظيم الطاقة المتجددة..تؤامة لابد منها

د.مثنى السراي 

اكاديمية العراق للطاقة 

  مراكز البيانات...تاريخ ودوافع

امتازت الالفية الثالثة منذ بزوغها قبل عقدين ونصف بانتشار مخاوف حول تاثير التكنولوجيا في حياة الانسان وفيما لو انها ستكون السبب في تعجيل نهاية الجنس البشري خاصة بوجود الحواسيب والشبكة العالمية المرتبطة به والمعروفة بالانترنت متاثرة اذهان البشر بالافلام الهوليودية (يوم الحساب (المدمر) وتاثير(شبكة سكاي نت) على مصير العالم). 

وبعد تجاوزالمجتمعات هذه المخاوف بحلول الالفية توجهت انظار البشرية الى القفز على حاجز الجهد اليدوي في بناء قاعدة بياناتهم (في مجالات الصحة و العلوم و الاحصاء وغيرها من المجالات الانسانية) حيث تحولت نصب عين هذا المجتمعات الى تبني تكنولوجيا الحاسوب وشبكة الانترنت العالمية لجمع الكم الهائل من هذه البيانات ومعالجتها والاستفادة من نتائج هذه المعالجات بعد ان كانت هذه التقنيات محصورة فقط بالجهود العسكرية والامنية والعلمية الخاصة منذ اربعينيات القرن الماضي لا سيما بعد انشاء جهاز التكامل الكهربائي العددي والحاسوب (ENIAC) التابع للجيش الأمريكي، والذي اكتمل بناؤه سنة ١٩٤٥ في جامعة بنسلفانيا الامريكية وبذلك يكون اول مركز لجمع البيانات قد انشى بسبب المساحة الضخمة المخصصة لمكونات هذا الجهاز. ويعد ابتكار هكذا تقنية قفزة مهمة في تطور البشر خاصة في ايجاد وسيلة للقيام بعمليات حساب معقدة و طويلة بسرعة و بمساحات خزنية كبيرة ولفترة اطول.

 مراكز البيانات و الحوسبة السحابية ... علاقة تجارية 

وبتطور الحواسيب منذ تسعينات الالفية الثانية واتخذها احجاما اصغر واستعمالها في معالجة البيانات بشكل اسرع وخزنها بكميات اكبر مقارنة بالحواسيب القديمة, استبدلت الاخيرة بالحواسيب المصغرة والمسماة مجازا بالخوادم (Servers) فيما سميت البنايات التي احتضنت هذه الخوادم بمراكز البيانات (Data Centers).

 وظهرت البصمة الراسمالية الاستثمارية في استعمال هذه الثورة المعرفية بعد ابتكار مايعرف عالميا بالحوسبة السحابية (Cloud Computing) وهي تقنية الوصول "عند الاستعمال او الطلب" إلى موارد الحوسبة – ويقصد بها الخوادم ماديا أو افتراضيا (حاسبات تدخل عن بعد ولكن يتم التعامل معها بشكل افتراضي) من خلال الاستعمال في تخزين البيانات، والاستفادة من قدرات الشبكات (الامنية و الوصولية الى مختلف المصادر والتوازن في تحميل الاجهزة المادية والاتساع في التواصل والاتصال بالمعلومات) واستخدام أدوات تطوير التطبيقات والبرمجيات ومنصات التحليل المدعومة بالذكاء الاصطناعي، وغيرها من خلال الارتباط بشبكة الإنترنت.

 بمعنى اخر يمكن للانسان البسيط اجراء عمليات معالجة معقدة لبيانات ضخمة لايمكن لحاسوبه البسيط القيام بها عبر الاشتراك بخدمات الحوسبة السحابية. وكل هذه الامتيازات التي توفرها تقنية الحوسبة السحابية تكون بنظام الدفع مالي مقابل الاستخدام ومن اوائل الشركات التي دخلت هذا المجال هي شركة جوجل (Google) في عام 2006 عندما أول مركز بيانات فائق السعة في مدينة داليس في أوريغون الامريكية والذي شغل مساحة 121 الف متر مربع. ومن هنا بدات العلاقة التجارية الاستثمارية في ميدان مراكز البيانات. 

علة المساحة والرسوم المالية

بتقدم الزمن و اتساع دوائر المعرفة تطلب من الفرد ايجاد مساحة واسعة من وحدات الخزن لتجميع المعلومات التي تتم معالجتها بسرعات فائقة ولفترات طويلة وبطريقة امنة ومعاودة استعادتها واستخدمها مرة اخرى عند الحاجة. ونظرا لعدم وجود امكانيات مادية لتبني هكذا تقنيات مكلفة بشكل فردي او مجموعات صغيرة.

 وتعقيد هذه التقنية جاء نتيجة اختلاف واتساع انواع المعرفة التي يتم التعامل معها وذلك يتطلب مستويات مختلفة من المكونات المادية والبرمجية لاتمام ادارة عملية المعالجة عبر منشات تخصصية ضخمة وهي مراكز البيانات والتي تبنت اقامتها شركات كبيرة. 

فالمكونات المادية لمراكز البيانات تتضمن: الخوادم (Servers) وهي حاسبات قوية تمتلك القدرة على معالجة بيانات ضخمة عبر برامج و تطبيقات خاصة ملبية بذلك حاجة المستخدم والذي يستلم نتائج طلبه عبر حاسوبه الخاص (End-User Devices) من خلال شبكات الاتصال, المكون الاخر هو انظمة الخزن (Storage Systems) وتتالف هذه الانظمة من عدة انواع منها ما يكون قريب من الخوادم ويعرف بملحق التخزين المباشر (DAS) ومنها مايكون التخزين فيها ملحق بشبكة الايثرنت وتعرف بملحق تخزين الشبكة (NAS) ومنها ماتكون له شبكته الخاصة و يمتاز بالتعقيد في الربط ويطلق عليه بملحق تخزين المنطقة (SAN), مكونات الربط الشبكي (Networking Components) ومنها المفاتيح (Switches) وأجهزة التوجيه (Routers) والألياف الضوئية التي تقوم بتجميع انتقال البيانات عبر الخوادم (وتدعى حركة المرور من الشرق إلى الغرب) ومن أو إلى الخوادم إلى المستخدمين (وتسمى حركة المرور من الشمال إلى الجنوب), واخيرا مصادر الطاقة غير المنقطعة (UPS) ومولدات الطاقة الخاصة ومصادر تجهيز الطاقة الكهربائية من الشبكة الكهربائية هي من اهم المكونات المادية في تصميم مركز البيانات و التي تحافظ على استمرارية عمل الخوادم و اجهزة الربط واجهزة التبريد ضخمة وكما في الشكل رقم (1). 

ترتيب هذه المكونات والقابلوات التي تربطها يحتاج الى مساحات ضخمة لتجنب اي مصادر لتشويش بين كابلات الاتصالات اضافة الى الحاجة الى السيطرة على الحرارة الناتجة من انتقال البيانات في كابلات الاتصالات بشكل مستمر وبالتالي يفسر الحاجة الى تمويل مستمر لانشاء هكذا منشأت وادارتها طيلة 24 ساعة خلال 365 يوم في السنة. وهذا التمويل لا يتم الا عبر الرسوم المفروضة عند الاشتراك في الخدمة السحابية من اجل ديمومة وصول المعلومة الى المستخدم في اي منطقة من بقاع الارض. 

الطاقة المتجددة...الحل الارخص المستدام

الاعداد الكبيرة من حواسيب مراكز البيانات مع ماتمتلكه من وحدات معالجة مركزية (CPU) مع الالف من الكيلومترات من كابلات الاتصالات وقابلوات التوصيل الكهربائي تنتج بما لا يقبل الشك كمية هائلة من الحرارة التي يجب ان تبدد وتمتص وتستبدل باجواء باردة تمنع انصهار واحتراق هذه المكونات المادية. وعملية التبريد هذه هي كلمة السر في رفع كلفة تشغيل مراكز البيانات فهذه العملية تحتاج الى عدد ضخم من المعدات لمعالجة الحرارة ومثالها خزانات المياه والمبردات (Chillers) و المرواح وابراج التبريد وكما موضحة في الشكل رقم (1) وهذه المعدات تستهلك مابين 43 و 50 بالمئة من مقدار الطاقة التي تستهلكها مراكز البيانات حسب بعض الدراسات التي اجريت على مراكز البيانات الامريكية كمثال (43 بالمئة تستهلك من قبل الخوادم و 11 بالمئة تستهلك من قبل اجهزة الخزن و 3 بالمئة تستهلك من قبل اجهزة الاتصالات كما في الشكل رقم (2)).

وتتراوح الطاقة التي تستهلكها مراكز الطاقة سنويا مابين 1 و 3 بالمئة من استهلاك العالم للطاقة الكهربائية (والذي سيقفز الى 10 بالمئة بحلول سنة 2030) وهذا يعني ان مراكز البيانات تستهلك حوالي 32.4 تيراواط.ساعة (نسبة 3 بالمئة) من مجموع  1080.1 تيراواط.ساعة حسب مقدار الطاقة المستهلكة عالميا لسنة 2024 (التيراواط تساوي 1000000ميغاواط او 1000000000 كيلوواط) وهذا مايتجاوز الاستهلاك السكني لبعض الدول مثل جنوب افريقيا ومصر والارجنتين لسنة 2020 كما في الشكل (3) . هذا الاستهلاك الكبير من الطاقة يعني ان هناك كميات كبيرة من الوقود الاحفوري كالفحم او الغاز الطبيعي او الوقود الثقيل قد تم استهلاكها لتوليد ما يكافي لسد حاجة هذه المراكز من الطاقة لتبريد اجهزتها وهذه الكميات من الوقود المستهلكة ستزداد بزيادة اعداد مراكز البيانات حول العالم ودخول مراكز الذكاء الصناعي المتعطشة لاستهلاك الطاقة لتلبية عملية معالجة البيانات. 

واستهلاك الوقود الاحفوري يعني ان هناك انبعاث عالي لغاز الكاربون بسبب هذه الطاقة المستهلكة في هذه المراكز وحسب الاحصاءات العالمية فان البصمة الكاربونية (Carbon Footprint) لمراكز البيانات حوالي 0.3 بالمئة من انبعاثات غاز الكاربون بسبب النشاطات البشرية عالميا وهذه النسبة تزداد لتصل الى نسبة 2 بالمئة اذما تم الاخذ بنظر الاعتبار غاز الكاربون المنبعث بسبب الطاقة المستهلكة في الاجهزة المرتبطة بالشبكة العالمية مثل اجهزة الحاسوب و الموبايل و الاجهزة اللوحية (Tablets). هذه النسب تزداد بشكل مضطرد بسبب الحاجة البشرية لتطوير حاجاته المعرفية واعتماده على مراكز البيانات في نشاطاته الاقتصادية والتعليمية والصناعية والعسكرية والذي شكل تحديا بين حاجة البشر و الضرر البيئي الضخم. 

هذا التحدي هو الذي دفع مالكي هذه المراكز الى النظر في مشاركتهم في ازمة الاحتباس الحراري وتقليل تاثيرها عالميا وتفعيل الدهاء الاقتصادي ايضا في خفض كلف الطاقة المستهلكة من قبل مراكزهم المعلوماتية وهنا تبلور الحل باستخدام مصادر الطاقة النظيفة لضرب عصفوري التلوث الكاربوني و الدولارات المصروفة على الطاقة بحجر واحد. فتوجهت كبريات الشركات العالمية المالكة لمراكز البيانات لاستثمار او امتلاك مصادر توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الطاقة النظيفة المتجددة  ويتم ذلك اما عن طريق نصب محطات الطاقة المتجددة بشكل مباشر قرب مراكز البيانات او من خلال عقود شراء الطاقة (PPA) بين شركات انتاج الطاقة الكهربائية عبر مصادر الطاقة المتجددة و مالكي مراكز البيانات او عبر الاستثمار في انشاء محطات طاقة نظيفة لتجهيز الشبكات الكهربائية المحلية لتكون مايعرف بمراكز البيانات الخضراء (Green Data Centers).

 فمثلا شركة جوجل (Google) في سنة 2020  استهلكت من الطاقة مامقداره حوالي 15.5 تيراواط.ساعة (مايعادل ضعفي الطاقة الكهربائية المستهلكة في مدينة سان فرانسيسكو الامريكية) واغلب هذه الطاقة المستهلكة ذهبت لمراكز البيانات الخاصة بها وهذا يعكس مقدار الوقود الاحفوري المحترق لتوليد هذه الطاقة والذي انتج ايضا مقدار هائل من انبعاثات غاز الكاربون. 

ولكن شركة جوجل اخذت على عاتقها وضع خطة لتقليل هذه الجوانب السلبية على البيئة فقد نجحت في سنة 2017 بجعل الطاقة المستهلكة في منشاتها منتجة عبر عقود مصادر الطاقة النظيفة وهذا يعني ان 15.5 تيراواط.ساعة المستهلكة في سنة 2020 كانت عبر طاقة كهربائية نظيفة ومستدامة. 

وتعمل الشركة بحلول سنة 2030 على جعل مصادر الطاقة النظيفة المنتجة لماتحتاجه مراكز الشركة في نفس المواقع وبواقع تجهيز 24 ساعة / 7 ايام متبنية شعار مراكز البيانات الخضراء. وهذه الخطوات عمل بيها ايضا من شركات اخرى مثل شركة ميتا (المالكة للفيسبوك) وشركة مايكروسوف وغيرها وهذا ان دل على شيء فانما يدل على التخطيط السليم المستدام لمالكي مراكز البيانات لخفض تاثيرات هذه المراكز على البيئة رغم الحاجة الكبيرة للطاقة وهذا جانب واحد تم العمل عليه اذما اخذ بنظر الاعتبار عمل الخبراء في هذه الشركات الى خفض استهلاك الموارد الطبيعية مثل المياه المستخدمة في المراكز لاغراض التبريد لتجنب التاثير على المخزون المائي للمناطق الواقعة فيها المراكز المعلوماتية باستخدام تقنيات عالية ومستدامة وصديقة للبيئة والانسان.

الشكل رقم (1) مكونات مراكز البيانات الاساسية و مصادر الطاقة الكهربائية الخاصة بها.

الشكل رقم (2) نسب استهلاك الطاقة الكهربائية لمكونات مراكز البيانات في الولايات المتحدة الامريكية

الشكل رقم (3) مقارنة استهلاك الطاقة الكهربائية بين مجموع مراكز البيانات وبعض دول العالم لسنة 2020 (تيراواط.ساعة)

الشكل رقم (4) مراكز البيانات الخضراء

مراكز البيانات من وجهة نظر عراقية 

من خلال ماتقدم, تعد مصادر الطاقة الكهربائية النظيفة المتجددة من مزارع الالواح الشمسية ومزارع الرياح وغيرها من اهم اسباب استدامة عمل مراكز البيانات عالميا بعد التصميم الامثل لها وتقليل استهلاك الطاقة والمياه فيها عبر تقنيات حديثة. فوجود مراكز بيانات في بلدان تعاني عجزا في الطاقة الكهربائية كما هو الحال في الوضع العراقي يعني زيادة الحمل على المنظومة ومزاحمة الاستهلاك البشري والصناعي واحتمالية تعرض هذه المراكز ومكوناتها الى التلف اثر القطع المبرمج اوحدوث مشاكل في الشبكة الكهربائية. 

مناسبة هذا الحديث ان العراق وبعد الحركة العمرانية والتطور المعرفي و القفزة في المستوى البحثي الاكاديمي (زيادة عدد الجامعات و المعاهد الحكومية و الاهلية) كنتيجة لزيادة الكثافة السكانية و الاستقرار الامني والنمو الاقتصادي دفع الحكومة الى تبني انشاء مراكز للبيانات لغرض انجاح خطوات التحول الرقمي الالكتروني في جميع القطاعات. فالامانة العامة لمجلس الوزراء تبنت انشاء مركز للبيانات ووزارة التخطيط هي الاخرى انشئت مركزا للبيانات خاصا بها علاوة على مراكز البيانات (وان لم تسمى بمراكز بيانات لكن عملها يعكس هذه الوظيفة) في وزارات الاتصالات والنفط والكهرباء والداخلية وغيرها.

 هذه المراكزبالاضافة الى مراكز البيانات الخاصة بشركات الاتصالات المحلية وان كانت صغيرة ولكنها ومع تقدم الزمن وتطور العمل و دخول التحديثات و الشراكات العالمية مع بروز العراق كمركز لمسار الطاقة والتجارة (مسار طريقة التنمية كمثال) سيدفع الجهات المذكورة الى توسيع اعمالها وتضخيم منشاتها وبالتالي ينعكس على استهلاك مصادر الطاقة الكهربائية و مقدار استهلاك للموارد الطبيعية الاخرى كالمياه والتي تعاني نقصا حادا كما هو الحال حاليا في العراق وزيادة انبعاثات البصمة الكاربونية العراقية والتي ستزيد ازمة الاحتباس الحراري عراقيا.

 وبالتالي تنفيذ و تطوير هذه المراكز عبر الاخذ بنظر الاعتبار التصاميم المستدامة الصديقة للبيئة وتوفير مصادر طاقة نظيفة لتغطية مقدار ماتحتاجه هذه المنشات من طاقة كهربائية 24 ساعة / 7 ايام هو من اهم الاولويات التي يجب ان توخذ بنظر الاعتبار حكوميا عند اصدار الموافقات لانشاء او تطوير هذه المنشات لتجنب اثقال الشبكة الكهربائية الوطنية وتقليل انبعاثات الكاربون محليا وخفض المقدار المطلوب من الموارد الطبيعية كالمياه عند الحاجة لاستخدامها في تبريد مراكز البيانات. 

وهذه الاجراءات و غيرها لا تتم الا من خلال وجود اطار تشريعي يوسس لذلك. 

العلاقة بين مراكز البيانات و قانون تنظيم الطاقة المتجددة في العراق 

الطاقة المتجددة لم تكن بعيدة عن تفكير المشرع العراقي لكن ظروف البلاد اخرت تشريع مايعنى بهذه المصادر لما لها من اهمية في تغطية النقص الحاصل في تجهيز الطاقة الكهربائية وتقليل الاعتماد على الوقود المستورد لتشغيل محطات الطاقة الكهربائية التقليدية والمساهمة في تقليل انبعاثات غاز الكاربون عراقيا. لكن الرياح تجري بما لا تشتهي السفن. حيث لم يتمكن مجلس النواب العراقي في جلسته ليوم الثلاثاء 5 اب 2025 من التصويت على قانون تنظيم الطاقة المتجددة في العراق وهذا القانون الذي يطمح المشرعون و الحكومة من خلفهم لتعزيز الاستثمار في الطاقة المتجددة بما يسهم في حماية البيئة، ومواجهة التغير المناخي، وتحقيق التنمية المستدامة وتقليل الاعتماد على المصادر التقليدية في انتاج الطاقة الكهربائية وتحقيق الاكتفاء الذاتي، وتقديم الخدمة للمواطن. تاجل التصويت على القانون لاسباب مختلفة يمر بها البلد ورغم الامال المعقودة عليه الا ان هذا القانون بحاجة ملحة الى تعديلات جوهرية في مضمونه بسبب عدم تعريفه كمثال على احجام منظومات الطاقة المتجددة بالنسبة للمنتجين و المستهلكين والية احتساب التعرفة والخطوات الضامنة لعدم تاثر استقرارية الشبكة الكهربائية بتذبذب الطاقة المنتجة من هذه المصادر. وعودا على الموضوع الاساس من هذا المقال فان القانون لابد له من تعريف المستهلكين والية استخدامهم للطاقة المنتجة بشكل نظيف و متجدد ومراكز البيانات من اهم هولاء المستهلكين لكونهم من الفئات التي ستستهلك الطاقة الكهربائية بشكل ثقيل و طويل. لذا فعند سن هكذا قانون في زمن تقفز فيه الاحمال على الشبكة الوطنية بشكل مضطرد وهائل يجب النظر فيه بشكل واقعي و ملزم لكل اصحاب المشاريع الخدمية و السكنية سواء اكانت مراكز للبيانات ام مجمعات سكانية بضرورة دمج استثماراتهم في نصب وشراء الطاقة الكهربائية المنتجة من مصادر الطاقة المتجددة من خلال وضع فقرات قانونية تشرح هذه الاليات بشكل فني دقيق تاسيسا لارضية صلبة تحافظ على التنمية في العراق بشكل صحيح و تعزز من امن المواطن و الطاقة و المعلومات بشكل مستدام. 

وفي نهاية المقال لابد من القول ان اهمية مراكز البيانات و دورها في تطوير البلدان عليه ان لا ينسينا اهمية توفير مصادر طاقة متجددة لها لتحقيق النفع منها بنسبة 100 بالمئة. .