به گزارش “راهبرد انرژی“، اندیشکده شورای آتلانتیک در تحلیلی نوشت: محدودیت منابع آب شیرین طبیعی کشورهای شورای همکاری خلیج(فارس) منجر به وابستگی شدید آنها به نمک‌زدایی آب دریا (که مصرف انرژی بالایی دارد) برای تأمین نیازهای آب شهری و صنعتی آنها شده است. در عین حال، این اقتصادهای صادرکننده هیدروکربن، با توسعه صنایع فناوری پیشرفته (های‌تک)، راهبرد‌هایی را برای کاهش وابستگی به درآمدهای نفت و گاز دنبال می‌کنند که در راستای چشم‌اندازهای ملی مانند چشم‌انداز ۲۰۳۰ عربستان قرار دارد.
در حوزه راه‌حل‌های نوآورانه عملی، ترکیب «مراکز داده بازیافتی» با تاسیسات نمک‌زدایی برای ایجاد «مراکز داده بازیافتی» راهی مؤثر برای بهبود امنیت آب و تنوع‌بخشی به اقتصادها است. این تأسیسات می‌توانند از گرمای تلف‌شده یا برق اختصاصی برای تبدیل آب دریا به آب شیرین استفاده کنند و یک راه‌حل عملی برای کشورهای عضو شورای همکاری خلیج (فارس) که با مشکلات آب مواجه و در عین حال به دنبال رشد اقتصادی هستند، ارائه دهند.
امنیت آب و تنوع بخشی اقتصادی
امنیت آب چالشی حیاتی در منطقه خلیج(فارس) است، جایی که کشورهای شورای همکاری به‌شدت به آب‌شیرین‌کن‌ها وابسته‌اند. نیمی از ظرفیت جهانی آب‌شیرین‌کن در این منطقه قرار دارد و عربستان با تولید روزانه ۸.۵ میلیون مترمکعب (پس از سرمایه‌گذاری ۸۰ میلیارد دلاری تا ۲۰۲۵) و مصرف ۳۰۰ هزار بشکه نفت روزانه، پیشتاز است.
همزمان، نوسانات نفتی و گذار جهانی به انرژی پاک، این کشورها را به سمت اقتصاد دانش‌بنیان سوق داده است. رشد فناوری اطلاعات (شامل ابر، هوش مصنوعی و مراکز داده) محور اصلی این تحول است. پیش‌بینی می‌شود ظرفیت مراکز داده خاورمیانه تا ۲۰۳۰ به ۳.۳ گیگاوات برسد (رشد ۳ برابری). برنامه‌های «سعودی‌سازی» و «اماراتی‌سازی» نیروی کار نیز همسو با این نیاز در حال اجراست.
«چشم‌انداز ۲۰۳۰» عربستان نماد این تغییر است: اقتصاد متنوع با محوریت فناوری و سرمایه‌گذاری ۳۰۰ میلیارد دلاری در حوزه‌هایی مانند هوش مصنوعی، زیست‌فناوری و فضایی.
«مراکز داده بازیافتی» چیست؟
ایده «مراکز داده بازیافتی» در سال ۲۰۲۲ توسط یک مهندس «اشنایدر الکتریک» مطرح شد تا مرکزی را توصیف کند که به‌طور کامل در تأمین منابع حیاتی خودکفا است. در این مدل، یک مرکز داده انرژی تجدیدپذیر خود را در محل تولید می‌کند (مثلاً از طریق مزارع خورشیدی یا بادی)، تمام مواد زائد را بازیافت یا دوباره استفاده می‌کند و تمام آب مصرفی را از طریق بازیافت داخلی یا شیرین‌سازی آب دریا جایگزین می‌نماید.
چنین تأسیساتی نه‌تنها منابع آب خارجی را تخلیه نمی‌کند (علیرغم نیازهای سنگین خنک‌کنندگی)، بلکه حتی می‌تواند به زیرساختی با ارزش افزوده برای جامعه اطراف تبدیل شود و آب شیرین یا انرژی مازاد ارائه دهد. ادغام واحد آب‌شیرین‌کن در طراحی مرکز داده، یک نوآوری کلیدی در این مفهوم است که به‌ویژه برای مناطق خشکی مانند خلیج(فارس) مناسب است.
در واقع، مراکز داده مجهز به آب‌شیرین‌کن نمونه‌ای از صنایع دانش‌بنیان و فناوری‌محور هستند که کشورهای حاشیه خلیج(فارس) به دنبال توسعه آنها هستند. اگر حتی بخش کوچکی از ظرفیت مراکز داده این منطقه از فناوری تبدیل گرمای تلف‌شده به آب شیرین استفاده کنند، کل خروجی آب می‌تواند به صدها هزار مترمکعب در روز برسد که عملاً بدون هزینه و با استفاده از گرمای هدررفته تولید می‌شود. این حجم تقریباً با ظرفیت یک کارخانه آب‌شیرین‌کن متوسط برابری می‌کند.
با این حال، تحقق این چشم‌انداز بدون چالش نیست. یکی از موانع اصلی، ادغام فنی است. ترکیب دو سیستم پیچیده—مرکز داده و تأسیسات آب‌شیرین‌کن—نیاز به مهندسی دقیق و پیشرفته دارد.
چالش دیگر، توجیه اقتصادی و مدیریت ریسک است. چنین پروژه‌های پیشرفته‌ای نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه قابل‌توجهی است. اگرچه در بلندمدت از طریق صرفه‌جویی در سوخت، آب و سایر هزینه‌ها توجیه‌پذیر خواهند بود، اما هزینه‌های اولیه ممکن است دلهره‌آور باشد.
نیاز بالای انرژی در این تأسیسات چالشی دیگر است، زیرا این کشورها در حال حاضر برای تأمین انرژی آب‌شیرین‌کن‌ها به سوخت‌های فسیلی متکی هستند. راه‌حل‌های نوین انرژی پاک به غیر از خورشید و باد، مانند رآکتورهای کوچک مدولار (SMRs)، در آمریکا در حال گسترش است.
از منظر زیست‌محیطی این پروژه‌ها نمی‌توانند همه مشکلات را رفع کنند. پساب نمکی -فاضلاب بسیار غلیظی که پس از استحصال آب شیرین باقی می‌ماند- یک چالش بزرگ در فرآیند شیرین‌سازی آب است.
تقطیر چندمرحله‌ای: یک راهکار عملی
یکی از راه‌های عملی برای تولید آب شیرین در مراکز داده، استفاده از گرمای تلف‌شده برای تأمین انرژی فرآیند تقطیر حرارتی است. مراکز داده تقریباً تمام انرژی الکتریکی خود را به گرما تبدیل می‌کنند. به‌جای انتشار این گرما در هوا، می‌توان آن را برای مصارف مفید بازیابی کرد. در آب‌وهوای گرم که نیاز به گرمایش کم است، شیرین‌سازی آب گزینه جذابی برای استفاده از این گرمای هدررفته محسوب می‌شود.
تقطیر چندمرحله‌ای (MED) برای این منظور مناسب است؛ یک روش شیرین‌سازی حرارتی است که در آن آب دریا در چند مرحله تحت فشارهای کاهش‌یافته گرم می‌شود تا بخار تولید کند و امکان کارایی بالا حتی با گرمای نسبتاً کم‌دما (معمولاً زیر ۷۰ درجه سانتی‌گراد) فراهم می‌شود. این روش رویکردی اقتصادی به خنک‌سازی مراکز داده دارد: به‌جای مصرف، مرکز داده به یک تولیدکننده مشترک آب تبدیل می‌شود. از نظر مهندسی، بازده کلی سیستم بهبود می‌یابد زیرا بخش بزرگتری از انرژی الکتریکی ورودی به خروجی‌های مفید مانند پردازش اطلاعات و آب شیرین تبدیل می‌شود. از منظر اقلیمی نیز این روش می‌تواند انتشار خالص را کاهش دهد.
چالش‌های کمبود منابع آب و تحول اقتصادی پس از نفت، که اغلب به‌عنوان مسائل جداگانه دیده می‌شوند، می‌توانند از طریق نوآوری‌های فناورانه یکپارچه به‌طور مؤثر حل شوند. مراکز داده بازیافتی مجهز به آب‌شیرین‌کن نمونه‌ای از این ادغام است که تضمین می‌کنند تحول دیجیتال، منابع حیاتی برای رفاه انسان را نیز فراهم می‌کند. شرایط منحصربه‌فرد منطقه خلیج(فارس) شامل انرژی خورشیدی فراوان، کمبود شدید آب، ظرفیت بالای سرمایه‌گذاری دولتی و اهداف سیاسی روشن برای توسعه راهکارهای فناورانه پایدار از چنین پروژه‌هایی حمایت می‌کند. داده‌های اولیه و پروژه‌های آزمایشی امیدوارکننده هستند.
