مراكز البيانات بالطاقة النووية: Microsoft وGoogle والمراهنة الكبرى على طاقة الذكاء

حسابات الطاقة في عصر الذكاء الاصطناعي

يستهلك تدريب نموذج لغوي كبير بحجم GPT-4 نحو خمسين غيغاواط ساعي من الكهرباء — ما يكفي لإمداد آلاف المنازل بالطاقة لمدة عام كامل، يُحرق في غضون أسابيع. ولا يشمل هذا الرقم عمليات الاستدلال، أي الاستهلاك المستمر الناجم عن كل استعلام، وكل صورة تُنتج، وكل اقتراح برمجي يصل في آن واحد إلى ملايين المستخدمين. وعلى مستوى البنية التحتية العالمية لشركات الخوادم العملاقة (Hyperscalers)، يتجاوز الاستدلال مرحلة التدريب بمراحل في الاستهلاك التراكمي.

تتراكم الأرقام بسرعة. تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن يتضاعف الطلب العالمي على الكهرباء في مراكز البيانات أكثر من مرتين بحلول عام 2030، مدفوعاً بالكامل تقريباً بأحمال عمل الذكاء الاصطناعي. يمكن لمجموعة تدريب ذكاء اصطناعي واحدة كبيرة أن تسحب ما بين مئة ومئتي ميغاواط بصورة مستمرة — ما يعادل ذروة الحمل السكني في مدينة متوسطة الحجم. وبحلول عام 2026، باتت أكبر عشر شركات خوادم عملاقة تدير مجتمعةً بنية تحتية قادرة على استهلاك أكثر من خمسين غيغاواط، وكل إعلان توسعي كبير يحمل معه تحدياً في توفير الطاقة.

شكّلت الالتزامات بالطاقة المتجددة السرديةَ الإعلامية للشركات التقنية الكبرى طوال العقد الماضي. غير أن فيزياء الحوسبة للذكاء الاصطناعي تكشف اليوم حدود هذه السردية بطريقة جديدة. والجواب الذي ظهر — في هدوء أولاً، ثم بصوت عالٍ — هو الطاقة النووية.

Microsoft وThree Mile Island: إعادة تشغيل رمز تاريخي

في سبتمبر 2024، أعلنت Microsoft وConstellation Energy عن اتفاقية شراء طاقة تاريخية: تعيد Constellation تشغيل الوحدة الأولى من محطة Three Mile Island في ولاية بنسلفانيا، وتشتري Microsoft إنتاجها بموجب عقد مدته عشرون عاماً. تمنح الصفقة، التي تتجاوز قيمتها مليار دولار في مشتريات الطاقة الملتزم بها، وصولَ Microsoft إلى 835 ميغاواط من الكهرباء الخالية من الكربون — تُضخ في شبكة PJM الإقليمية وتُحتسب ضمن بصمة طاقة Azure.

الرمزية لا يمكن تجاهلها. كانت الوحدة الثانية من Three Mile Island موقعَ أسوأ حادث نووي تجاري في تاريخ الولايات المتحدة عام 1979. أما الوحدة الأولى — مفاعل مستقل على الموقع ذاته — فقد عملت بأمان لعقود قبل أن تُغلق عام 2019، ليس بسبب مخاوف أمنية بل بسبب اقتصاديات الغاز الطبيعي الرخيص. تطلّب إعادة تشغيلها من Constellation التعامل مع الترخيص الفيدرالي والموافقات الولائية واستثمارات رأسمالية كبيرة في التجديد، وفوق ذلك كله، عميلاً مرسِّخاً موثوقاً مستعداً للالتزام باقتصاديات المشروع على المدى البعيد. قدّمت Microsoft هذا الدور.

لا تتعلق الصفقة بامتلاك Microsoft لمحطة نووية. إنها تتعلق بضمان Microsoft للشروط المالية التي تجعل محطة نووية مجدية من جديد. هذا التمييز مهم لما سيأتي: إذا استطاعت شركات التكنولوجيا أن تكون مرساة للطلب على الأصول النووية، فإنها تغير اقتصاديات القطاع برمّته.

رهان Google على SMR: بناء أسطول المستقبل

بينما كانت Microsoft تُحيي طاقة قائمة، كانت Google تنظر إلى أبعد من ذلك. في أكتوبر 2024، أعلنت Google عن اتفاقيات مع Kairos Power لنشر أسطول من المفاعلات النووية الصغيرة المعيارية (SMR) — محطات نووية مدمجة يمكن تصنيعها في مصانع وتركيبها في أو بالقرب من مواقع مراكز البيانات. الهدف: تشغيل أول SMR بحلول 2030، مع وحدات إضافية تُنشر حتى عام 2035.

تمثل SMR قطيعة هيكلية مع الاقتصاديات النووية التقليدية. تتطلب المفاعلات التقليدية الكبيرة (ألف ميغاواط أو أكثر) من عشر إلى عشرين سنة للتخطيط والترخيص والبناء، بتكاليف رأسمالية تتجاوز في الغالب عشرة مليارات دولار للوحدة الواحدة. صُمّمت SMR لتكون مختلفة جوهرياً: وحدات مقننة تُصنَّع في المصانع في نطاق 50-300 ميغاواط، وأنظمة سلامة سلبية لا تحتاج تبريداً نشطاً في حالات الأعطال، وقابلية توسع معيارية — ابدأ بوحدة واحدة وأضف المزيد بحسب الطلب.

بالنسبة لشركة مثل Google، التي تمتد مراكز بياناتها عبر عشرات المواقع حول العالم، تقدم SMR رؤية مغرية: طاقة نووية مخصصة، داخل الموقع أو بجواره مباشرة، مرتبطة ارتباطاً وثيقاً بطلب المنشأة، دون اعتماد على البنية التحتية للشبكة الإقليمية. يعمل تصميم Kairos Power بالملح الفلوريدي عند ضغوط أقل من المفاعلات التقليدية، مما يقلل من متطلبات الحصر وربما — من الناحية النظرية — جداول زمنية الترخيص.

الهدف 2030 طموح. لكن الإعلان يُشير إلى أن Google تتعامل مع الطاقة النووية باعتبارها أفقاً للاستثمار في البنية التحتية، لا تقنية مضاربية.

لماذا لا يكفي المزيد من الطاقة الشمسية والرياح؟

يستحق سؤال الطاقة النظيفة إجابة مباشرة. الطاقة الشمسية والرياح أرخص بكثير لكل ميغاواط ساعي مقارنةً بالطاقة النووية بتكاليف البناء الحالية. إذن لماذا تتجه الشركات التي تمتلك أضخم برامج شراء الطاقة المتجددة في العالم نحو الخيار النووي؟

الجواب في الملف التشغيلي لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي. لا يمكن لمركز بيانات ذكاء اصطناعي ضخم أن يوقف دورات التدريب حين تهدأ الريح ويستأنفها حين تتبدد السحب. تعمل هذه المنشآت بمعدلات استخدام مرتفعة — من 80 إلى 95% — على مدار الساعة طوال أيام السنة. وتحتاج إلى ما يسميه مهندسو الشبكة “الطاقة القابلة للتوزيع”: توليد يمكن الاعتماد عليه لإنتاج مستوى متوقع متى طُلب، بصرف النظر عن الطقس.

الطاقة الشمسية والرياح، حتى مع التخزين الكبير بالبطاريات، لا تستطيع خدمة هذا الملف بموثوقية بتكاليف التقنية الحالية. يظل تخزين البطاريات على نطاق مراكز البيانات مكلفاً؛ ومتطلبات المدة لأحداث الإنتاج المنخفض التي تمتد أياماً تتجاوز ما تبرره اقتصاديات البطاريات على نطاق الشبكة. وكثيراً ما تُقلَّص الطاقة المتجددة الفائضة حين يتجاوز العرض الطلب المحلي، أو تُصدَّر بأسعار تكاد تكون معدومة — لا يفيد أيٌّ من الحالتين مشغّلَ مركز البيانات الذي لا يزال مضطراً لدفع ثمن الكهرباء.

تعمل الطاقة النووية بعامل طاقة يتجاوز 90% — أي أنها تنتج قرب طاقتها الاسمية بصورة شبه مستمرة. اتفاقية شراء طاقة (PPA) مدتها عشرون عاماً مع محطة نووية هي في الواقع ضمان لكهرباء مستقرة وخالية من الكربون وقابلة للتنبؤ بها. للتخطيط المالي ومحاسبة الكربون والموثوقية التشغيلية، هذا الأمر بالغ الأهمية.

واقع التنظيم والجداول الزمنية

ينبغي تلطيف الحماس في الإعلانات بساعة التنظيم. تستغرق عملية منح تراخيص لجنة التنظيم النووي الأمريكية (NRC) لتصميم محطة نووية جديدة سبعاً إلى عشر سنوات عادةً وفق إجراءات المراجعة القياسية. تصاميم SMR — بما فيها VOYGR من NuScale، وNatrium من TerraPower، وKP-FHR من Kairos Power — في مراحل متفاوتة من اعتماد التصميم والترخيص.

حصلت NuScale على اعتماد تصميم من NRC عام 2023، لتصبح أول تصميم SMR يحقق ذلك في الولايات المتحدة — إنجاز حقيقي. غير أن مشروعها المخطط في Idaho National Laboratory أُلغي أواخر عام 2023 بعد ارتفاع تقديرات تكاليف البناء من 6.1 مليار إلى قرابة 9.3 مليار دولار لمنشأة 462 ميغاواط، مما أثار مخاوف بشأن الاقتصاديات لكل وحدة. كان الإلغاء نكسة لمصداقية القطاع على المدى القريب، وإن ظل اعتماد NuScale نفسه صالحاً.

حصل مفاعل Natrium من TerraPower على انطلاق مراجعة NRC، لكنه يواجه ضغوطاً جدولية خاصة به. أما مفاعل Hermes التجريبي من Kairos Power فقد وضع أساساته في تينيسي، وهو أبرز تقدم فعلي على أرض الواقع بين الموردين الجدد.

الصورة الصادقة: عمليات نشر SMR التجارية الأولى لتغذية مراكز البيانات لن تكون على الأرجح قبل 2030-2032 في أفضل الأحوال، مع توسعات جوهرية في منتصف ثلاثينيات هذا القرن. الكهرباء المُتعهد بها اليوم في البيانات الصحفية ستستغرق سنوات حتى تتدفق فعلياً.

كل شركة Hyperscaler تبحث عن الإجابة ذاتها

لا تنفرد Microsoft وGoogle بهذا التوجه. إن التحول النووي ظاهرة قطاعية شاملة.

وقّعت Amazon Web Services اتفاقية شراء طاقة مع Talen Energy لشراء كهرباء من محطة Susquehanna النووية في بنسلفانيا — صفقة كان المنظمون الفيدراليون قد أوقفوها في البداية لاعتبارات استقرار الشبكة قبل إعادة هيكلتها. كما استحوذت Amazon على حرم مراكز بيانات مجاور لمحطة نووية مباشرةً من Talen، مما أثار تساؤلات حول التوطين المشترك في المواقع النووية بوصفه نموذجاً مستقبلياً.

أصدرت Meta طلبات للعروض بشأن الطاقة النووية، مُشيرةً إلى اهتمام شراء فعّال. أعلنت Oracle عن خطط لحرم تتجاوز طاقته الحوسبية غيغاواطاً واحداً، مع الاستشهاد صراحةً بالطاقة النووية جزءاً من الاستراتيجية الطاقوية. حتى موفرو الحوسبة السحابية الأصغر وشركات بنية الذكاء الاصطناعي التحتية تدرس الخيارات النووية في مرحلة توسعها.

التقارب ليس مصادفة. كل شركة Hyperscaler كبرى تواجه القيد ذاته: الشبكة لا تستطيع استيعاب نموها بالوتيرة التي يتطلبها الإنفاق الرأسمالي للذكاء الاصطناعي، وتقطّع الطاقة المتجددة لا يخدم الملف التشغيلي للبنية التحتية للذكاء الاصطناعي الدائمة التشغيل. الطاقة النووية هي الخيار الوحيد منخفض الكربون القابل للتوزيع ذو عامل الطاقة المرتفع الذي يتسع للأحجام المطلوبة.

هل يمكن فعلاً بناؤها بالسرعة الكافية، وبالتكلفة المناسبة؟ هذا السؤال المفتوح هو ما سيجيب عنه العقد القادم.

الأسئلة الشائعة

المصادر والقراءات الإضافية

• Constellation Energy — إعلان Crane Clean Energy Center (Three Mile Island الوحدة الأولى)
• مدونة Google — اتفاقية مع Kairos Power للطاقة النووية
• وكالة الطاقة الدولية — الكهرباء 2024: تحليل وتوقعات حتى 2026
• NuScale Power — نظرة عامة على المفاعل النووي الصغير المعياري VOYGR
• إدارة معلومات الطاقة الأمريكية — عوامل الطاقة النووية وبيانات الإنتاج
• TerraPower — تقنية مفاعل Natrium