وقتی نمک‌زدایی با اقتصاد دیجیتال پیوند می‌خورد!

علاوه بر بی ثباتی ژئوپلیتیکی فعلی ، خاورمیانه و شمال آفریقا (MENA) با دو چالش مهم سیاسی روبرو هستند: بحران شدید کم آبی از یک سو و لزوم متنوع سازی اقتصاد از سوی دیگر. این منطقه از نظر منابع آب استرس زا ترین منطقه در جهان است. بیشتر ۵ کشور با بالاترین استرس آب در جهان در منطقه هستند و بحرین در صدر این لیست قرار دارد.

بحران آب و گزینه های موجود

به طور خاص ، کشورهای عضو GCC (GCC) فقط دارای منابع طبیعی آب شیرین بسیار محدود هستند و برای تأمین نیازهای شهری و صنعتی خود به فناوری آبکاری با کیفیت بالا آب دریا متکی هستند. در عین حال ، این کشورها ، که اقتصاد آنها به صادرات نفت و گاز متکی است ، به دلیل توسعه صنایع پیشرفته در هماهنگی با چشم انداز ملی مانند “چشم انداز عربستان سعودی” ، وابستگی به درآمد نفت را امتحان می کنند.

در این میان ، یکی از ابتکاری ترین راه حل ها ، ترکیبی از مراکز داده با امکانات نمک زدایی و ایجاد “مراکز داده آرامش بخش” است. یک استراتژی هوشمند که می تواند به چالش امنیت آب و تنوع اقتصادی نیز برسد. زیرساخت های مضاعف مانند بازپرداخت مراکز داده که از گرمای اضافی یا انرژی ویژه ای برای نمک زدایی استفاده می کنند ، یک راه حل کارآمد و کارآمد برای کشورهایی مانند اعضای شورای همکاری خلیج فارس است.

امنیت آب و تنوع اقتصادی

در خلیج فارس ، امنیت آب از اهمیت اساسی برخوردار است. این کشورها اکنون عمدتاً به آب شیرین کن وابسته هستند تا آب آشامیدنی خود را تحویل دهند. تقریبا نیمی از آب نمک در جهان در گلف فارسی تولید می شود. به عنوان مثال ، عربستان سعودی تنها بزرگترین سینی آب نمک در جهان است و پیش بینی می شود ۱.۲ میلیون متر مکعب در سال به سال ۲ باشد.

درباره ساختمانهای سعودی و پروژه های VAE

از طرف دیگر ، نوسانات جهانی بازار نفت و انتقال به انرژی پاک باعث شده است که کشورهای گلف به منظور ایجاد اقتصادهای مرتبط با دانش ، به درآمد نفت برسند. یکی از اصلی ترین ستون های این تنوع ، توسعه صنعت فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) ، از جمله خدمات ابری ، هوش مصنوعی و زیرساخت های مرکز داده است. PWC پیش بینی کرده است که ظرفیت مراکز داده در خاورمیانه از حدود ۱ گیگاوات در سال به بیش از ۱.۲ گیگاوات در سال افزایش می یابد. یکی از سریعترین نرخ رشد در جهان. این پروژه ها به مهارت های فنی پیشرفته در زمینه های مکانیک ، برق ، زیست محیطی و فناوری اطلاعات نیاز دارند. برنامه هایی برای بومی سازی کارگران مانند “سعودیسم” و “امارات” نیز مطابق با این نیاز است.

دیدگاه عربستان سعودی نمونه ای از این رویکرد است. این سند بر توسعه متنوع اقتصادی با توسعه فناوری تأکید دارد. بیش از ۵ میلیارد دلار سرمایه گذاری عمومی در صنایع مدرن مانند تولید پیشرفته ، هوش مصنوعی ، بیوتکنولوژی ، فضا و محاسبات ابری در نظر گرفته شده است.

مرکز داده قابل شارژ چیست؟

ایده “مرکز داده بازیابی” در سال ششم توسط یک مهندس الکتریک اشنایدر معرفی شد. در این مدل ، یک مرکز داده در رابطه با منابع مهم مانند انرژی و آب کاملاً کافی است. این مرکز انرژی های تجدید پذیر خود را در محل (به عنوان مثال از طریق کلکسیونرهای خورشیدی یا توربین های بادی) ایجاد می کند ، تمام زباله ها و بازیافت کلیه مصرف آب یا با آب شیرین تر را بازیافت می کند.

در چنین ساختاری ، مرکز داده نه تنها با بستن منبع منابع ، منابع خارجی را مصرف می کند ، بلکه حتی می تواند انرژی یا آب اضافی ایجاد کند و جامعه اطراف آن را تأمین کند. ادغام نمک زدایی در طراحی مرکز داده مهمترین نوآوری این مدل است. به خصوص برای مناطق گرم و خشک مانند گلف فارسی.

در حقیقت ، مراکز داده ، که مجهز به فناوری نمک زدایی هستند ، همان صنایع مبتنی بر دانش را نشان می دهند که گلف فارسی می خواهد توسعه دهد. حتی اگر تنها بخشی از مراکز داده در منطقه برای بازیابی بیش از حد گرمایشی مورد استفاده قرار گیرد ، می تواند هر روز صدها هزار متر مکعب آب ایجاد کند. تقریباً رایگان است. این تعداد با تولید یک سیستم نمک زدایی متوسط مطابقت دارد.

چالش های پیش رو

با این حال ، تحقق این دیدگاه یک چالش نیست. یکی از اصلی ترین موانع ، پیچیدگی فنی ادغام دو سیستم پیشرفته – مرکز داده و واحد آب شیرین کن – برای مهندسی دقیق و پیشرفته مورد نیاز است. چالش دیگر هزینه های اولیه است. اگرچه این پروژه ها در دراز مدت با صرفه جویی در مصرف سوخت و آب مقرون به صرفه هستند ، اما می توان یک سرمایه گذاری اولیه قوی را بازدارید. بنابراین ، اجرای موفقیت آمیز پروژه های آزمایشی مانند “Neom” و “Masdar” بسیار مهم است.

نیاز بالای انرژی این مراکز نیز یک چالش جدی است. زیرا آب شیرین کن در گلف فارسی هنوز به سوخت های فسیلی بستگی دارد. در این زمینه ، انرژیهای مدرن مانند راکتورهای مدولار کوچک (SMR) که در ایالات متحده در نظر گرفته شده اند (به عنوان مثال در پروژه جدید آمازون) می توانند از طرف دیگر باشند.

مشکل “آب نمکی” از دیدگاه محیطی باقی مانده است ، اگرچه با این فناوری چالش های زیادی کاهش می یابد. آبی که پس از شیرین شدن باقی می ماند بسیار شور و آلوده به مواد شیمیایی است. حدود ۱.۵ لیتر نمونه نمکی برای هر لیتر آب شیرین تولید می شود. هدف نهایی دستیابی به “تخلیه مایع” است. این بدان معنی است که ترمیم کامل نمک ها و مواد معدنی ، همانطور که در پروژه Neum برنامه ریزی شده است. VAE همچنین می خواهد با شروع یک چالش نوآورانه “بازتاب آب شور” ، راه حل های خلاقانه ای برای استفاده مفید از این فاضلاب پیدا کند.

تقطیر چند رنگ

یکی از عملی ترین گزینه ها برای تولید آب شیرین در مراکز داده استفاده از گرمای اضافی برای شروع فرآیند آب شیرین کن حرارتی است. مراکز داده تقریباً کل انرژی الکتریکی مورد استفاده را به گرما تبدیل می کنند. گرما که در حلقه های خنک کننده مایع یا مدارهای خازن به ۱ تا ۲ درجه سانتیگراد می رسد. به جای خسته شدن این گرما ، می توان از آن برای آب شیرین کن استفاده کرد.

فاصله چند اثر از فاصله چند اثر از فناوری از این نظر گزینه بسیار خوبی است. با این روش ، آب دریا در چندین مرحله با فشارهای مختلف گرم می شود و بخار حاصل به طور مداوم در حال تبخیر است. این سیستم همچنین با گرمای نسبتاً کم (زیر ۲ درجه سانتیگراد) کار می کند و بنابراین با سیستم خنک کننده مراکز داده مطابقت دارد.

مطالعات نشان می دهد که یک مرکز محاسبه فناوری اطلاعات می تواند حداکثر ۲ لیتر آب شیرین در دقیقه تولید کند. این یعنی حدود ۲ متر مکعب در روز – مبلغی که هزاران نفر می توانند به آن ضربه بزنند.

این فرایند نمونه ای از “اقتصاد دوار” در مهندسی است. به جای از دست دادن انرژی ، از گرمای زباله برای تولید آب استفاده می شود. در نتیجه ، بهره وری کل سیستم افزایش می یابد و انتشار گازهای گلخانه ای گلخانه ای کاهش می یابد.

ایده مراکز داده تسکین دهنده توجه محققان را با ادغام واحد نمک زدایی جلب می کند و مدل سازی آزمایشگاهی نشان داده است که این رویکرد عملی و امیدوار کننده است.

آب مبتنی بر آب مبتنی بر آب -آب مبتنی بر آب

به نظر می رسد چالش های کمبود منابع آب و اقتصاد با محوریت نفت دو مشکل جداگانه است ، اما با نوآوری یکپارچه فناوری قابل حل است. مراکز داده تقویت شده نمک نمونه بارز این هم افزایی است. جایی که تحول دیجیتال نیز مستقیماً به زندگی انسان کمک می کند. شرایط منحصر به فرد گلف فارسی – انرژی خورشیدی ، کم آبی بدن ، سرمایه گذاری های گسترده در دولت و سیاست واضح برای توسعه پایدار – اقامت در بیمارستان مطلوب را فراهم کرده است. داده های اولیه و پروژه های آزمایشی امیدوار کننده هستند: فقط یک عملکرد پردازش مگاوات می تواند هر روز حدود ۲ متر مکعب آب تولید کند. در آینده فراتر از نفت ، این راه حل های دو جانبه می تواند کلید رشد اقتصادی پایدار باشد.