الذكاء الاصطناعي والطاقة المتجددة: محركات الابتكار لتحقيق أهداف التنمية المستدامة
إعداد: ملك سيد عبد المنعم – نورسين أحمد عبد الفتاح – إسراء محمد لطفي- باحثات متدربات ببرنامج التنمية المستدامة والطاقة.
مراجعة:د. مي أحمد – مسئول برنامج التنمية المستدامة والطاقة.
المقدمة
يشهد العالم الآن عصرًا تتسارع فيه الابتكارات، وتتزايد فيه التحديات العالمية نحو تطبيق التكنولوجيا، خاصة بعدما أصبح الذكاء الاصطناعي مُحركًا رئيسيًا للتنمية المستدامة، ومؤثرًا في مختلف القطاعات الاقتصادية والاجتماعية والبيئية، وليس مُجرد أدوات ذكية تُحاكي قدرات البشر، بل منظومة متكاملة تمتلك القدرة على تحليل البيانات الضخمة، والتعلُم من الأنماط، واتخاذ القرارات بكفاءة تفوق القدُرات التقليدية.
ولقد أصبح واضحًا أن التنمية المُستدامة لم تُعد خيارًا بل ضرورة مُلحة لمواجهة التحديات البيئية، وتحقيق العدالة الاجتماعية، وضمان استدامة الموارد للأجيال القادمة، وهنا يأتي دور الذكاء الاصطناعي، الذي يوفر حلولًا مبتكرة لتحسين استخدام الموارد الطبيعية، وتطوير أنظمة الطاقة النظيفة، وتعزيز الإنتاجية الزراعية، وتحقيق نقلة نوعية في مجالات التعليم والصحة والصناعة، فمن خلال تطبيقاته المتطورة، يُساهم الذكاء الاصطناعي في تعزيز كفاءة استهلاك الموارد، والحد من التأثيرات السلبية للنشاطات البشرية على البيئة، بالإضافة إلى تحقيق وصول الخدمات المختلفة إلى مختلف فئات المجتمع، وخاصة المهمشين منهم، مما يساهم في تحسين كفاءة النظم الاقتصادية للدول وتوفير فرص عمل والحد من البطالة.
وفي ظل هذه التحولات، تُبرز أهمية تبني استراتيجيات واضحة للاستفادة من الذكاء الاصطناعي بشكل مسؤول ومُستدام، مع الأخذ في الاعتبار التحديات المرتبطة به، ومع انتشار استخدام تطبيقات الذكاء الاصطناعي تظهر العديد من القضايا مثل قضايا الخصوصية، والعدالة في توزيع الفرص، وتأثيراته على سوق العمل.
فالمُستقبل الذي نسعى إليه هو ذلك الذي يُحقق توازنًا بين التقدم التكنولوجي والاستدامة البيئية والاجتماعية، بحيث يصبح الذكاء الاصطناعي قوة دافعة نحو تحقيق أهداف التنمية المستدامة، وليس مجرد أداة لتسريع النمو الاقتصادي فحسب.
وتنطلق هذه الدراسة من المشكلة البحثية، وهي أنه على الرغم من التطورات الهائلة في مجال الذكاء الاصطناعي وإمكانياته الكبيرة في دعم التنمية المستدامة، لا تزال هناك تحديات تُعيق تحقيق الاستفادة القصوى منه، فبينما يسهم الذكاء الاصطناعي في تحسين إدارة الموارد، وتعزيز الكفاءة في مختلف القطاعات، وتقديم حلول مبتكرة لمشكلات بيئية واقتصادية واجتماعية، إلا أن هناك تساؤلات حول مدى تأثيره الفعلي على تحقيق تنمية مستدامة شاملة وعادلة، وتدور المُشكلة البحثية حول ذلك مُنبعث منها سؤال دراستنا وهو: إلى أي مدى يمكن للذكاء الاصطناعي أن يسهُم في تحقيق التنمية المستدامة، في ظل التحديات التي تواجه تطبيقه الفعّال في هذا المجال؟
وفي هذه الدراسة، سنستعرض بالتفصيل الدور المحوري لتطبيقات الذكاء الاصطناعي في دعم التنمية المستدامة، مع تحليل آثاره الإيجابية والتحديات التي تواجه تطبيقه على نطاق واسع، بالإضافة إلى استعراض تطبيقات عملية من مختلف المجالات تثبت مدى تأثيره العميق في تشكيل مستقبل أكثر استدامة وازدهارًا.
المحور الأول: أهمية تحقيق أهداف التنمية المستدامة
تُعتبر التنمية المستدامة أحد المفاهيم الأساسية في التخطيط الاقتصادي والاجتماعي الحديث، إذ تهدف إلى تحقيق التوازن بين النمو الاقتصادي، والعدالة الاجتماعية، والحفاظ على البيئة. نشأ هذا المفهوم نتيجةً للمخاطر البيئية المتزايدة واستنزاف الموارد الطبيعية، حيث سعت المنظمات الدولية والحكومات إلى تطوير سياسات تضمن استمرار التنمية دون الإضرار بالبيئة أو استنزاف حقوق الأجيال القادمة. [1]
١. مفهوم التنمية المستدامة
التنمية المستدامة هي عملية تطوير تلبي احتياجات الحاضر دون المساس بقدرة الأجيال المستقبلية على تلبية احتياجاتها الخاصة. تم تقديم هذا المفهوم بشكل رسمي في تقرير “مستقبلنا المشترك” الذي أصدرته لجنة برونتلاند التابعة للأمم المتحدة عام 1987، حيث تم التأكيد على أهمية تحقيق تنمية متوازنة تراعي البعد البيئي والاجتماعي والاقتصادي.
٢. أبعاد التنمية المستدامة
أ. البعد الاقتصادي: يركز هذا البعد على تحقيق نمو اقتصادي مستدام من خلال تحسين الإنتاجية، وتعزيز الابتكار، وتوفير فرص العمل.
ب. البعد الاجتماعي: يشمل الحد من الفقر، وتحقيق العدالة الاجتماعية، وتحسين مستوى التعليم والصحة.
ج. البعد البيئي: يهدف هذا البعد إلى الحفاظ على الموارد الطبيعية، وتقليل الانبعاثات الضارة، وتعزيز الممارسات البيئية المستدامة.
٣. أهداف التنمية المستدامة (SDGs)
في عام 2015، أطلقت الأمم المتحدة أجندة التنمية المستدامة 2030، والتي تضمنت 17 هدفًا عالميًا تهدف إلى تحقيق التنمية الشاملة وحماية الكوكب. ومن أبرز هذه الأهداف: [2]
- القضاء على الفقر
يهدف إلى القضاء على الفقر بجميع أشكاله، من خلال توفير الدعم الاقتصادي، وتعزيز فرص العمل، وضمان الحماية الاجتماعية للفئات الأكثر ضعفًا.
- القضاء على الجوع
يسعى إلى تحقيق الأمن الغذائي، وتحسين التغذية، وتعزيز الزراعة المستدامة لضمان توفير الغذاء الصحي للجميع.
- الصحة الجيدة والرفاه
يركز على ضمان حياة صحية وتعزيز الرفاهية من خلال تحسين أنظمة الرعاية الصحية، وتقليل معدلات الوفيات، وتعزيز الوقاية من الأمراض.
- التعليم الجيد
يهدف إلى توفير تعليم شامل وعالي الجودة للجميع، بما يضمن تحسين المهارات والمعرفة وبناء مجتمعات أكثر وعيًا وإنتاجية.
- المساواة بين الجنسين
يهدف إلى تحقيق المساواة بين الجنسين، وتمكين المرأة في جميع المجالات، وتعزيز حقوقها في العمل والتعليم والمشاركة السياسية.
- المياه النظيفة والنظافة الصحية
يؤكد على ضرورة توفير مياه شرب نظيفة للجميع، وتحسين أنظمة الصرف الصحي، والحد من تلوث الموارد المائية.
- طاقة نظيفة وبأسعار معقولة
يشجع على استخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح، وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.
- العمل اللائق ونمو الاقتصاد
يسعى إلى تعزيز النمو الاقتصادي المستدام، وتحقيق العمالة الكاملة والمنتجة، وضمان بيئة عمل آمنة للجميع.
- الصناعة والابتكار والهياكل الأساسية
تلعب الصناعة دورًا محوريًا في تحقيق التنمية المستدامة، حيث تُعد المحرك الرئيسي للنمو الاقتصادي وخلق فرص العمل وتعزيز الابتكار، ويركز ذلك الهدف على ضرورة بناء بنية تحتية قوية، وتعزيز التصنيع المستدام، وتشجيع الابتكار كوسيلة لتحقيق تنمية اقتصادية واجتماعية متوازنة، حيث تعتمد التنمية الصناعية المستدامة على عدة عوامل رئيسية، منها زيادة الاستثمارات في البحث والتطوير، وتحسين كفاءة الطاقة، وتشجيع استخدام الموارد المتجددة في عمليات الإنتاج، مما يساهم في تحسين الإنتاجية الوطنية ورفع مستوى التنافسية في الأسواق العالمية، وبالتالي تحقيق معدلات نمو مستقرة وطويلة الأجل. في العديد من الدول النامية، يُنظر إلى التصنيع المستدام باعتباره ركيزة أساسية للخروج من دائرة الفقر، حيث يوفر وظائف مستقرة ويؤدي إلى تحسين مستوى المعيشة.
وعلى الصعيد البيئي، تهدف الاستراتيجيات الصناعية المستدامة إلى تقليل الانبعاثات الكربونية واستخدام تقنيات إنتاج صديقة للبيئة، مثل التصنيع القائم على الطاقة المتجددة وإعادة التدوير، حيث يشير تقرير الأمم المتحدة لأهداف التنمية المستدامة لعام 2023 إلى أن الابتكار التكنولوجي في المجال الصناعي يمكن أن يُسهم بشكل كبير في خفض استهلاك الموارد الطبيعية وتقليل المخلفات، مما يعزز تحقيق التوازن بين النمو الاقتصادي والحفاظ على البيئة.
ورغم التقدم في بعض المناطق، لا تزال هناك تحديات تواجه تنفيذ التصنيع المستدام، خاصة في الدول منخفضة الدخل التي تعاني من ضعف البنية التحتية ونقص التمويل والاستثمار في البحث والتطوير، لذلك تحتاج هذه الدول إلى دعم من خلال سياسات حكومية مُشجعة، وتعزيز الشراكات بين القطاعين العام والخاص، وتحفيز الاستثمارات الأجنبية المباشرة لتعزيز قدراتها الإنتاجية.
- الحد من أوجه عدم المساواة
يركز على تقليل الفجوات الاجتماعية والاقتصادية بين الأفراد والمجتمعات، وتحقيق تكافؤ الفرص.
- مدن ومجتمعات مستدامة
يهدف إلى إنشاء مدن مستدامة توفر مساكن ميسورة التكلفة، وأنظمة نقل عام فعالة، وتحافظ على المساحات الخضراء.
- الاستهلاك والإنتاج المسؤولان
يشجع على تقليل الهدر والاستهلاك المفرط، وتحسين طرق الإنتاج بحيث تكون أكثر كفاءة وصديقة للبيئة.
- العمل المناخي
يدعو إلى اتخاذ إجراءات عاجلة لمواجهة تغير المناخ، وتقليل انبعاثات الكربون، وتعزيز استخدام الطاقة النظيفة.
- الحياة تحت الماء
يهدف إلى حماية المحيطات والبحار من التلوث والصيد الجائر، والحفاظ على التنوع البيولوجي البحري.
- الحياة في البر
يشجع على حماية الغابات، ومكافحة التصحر، والحفاظ على التنوع البيولوجي البري.
- السلام والعدل والمؤسسات القوية
يسعى إلى تعزيز مجتمعات سلمية، وتحقيق العدالة، وبناء مؤسسات فعالة وشفافة.
- عقد الشراكات لتحقيق الأهداف
يؤكد على ضرورة التعاون الدولي لتحقيق التنمية المستدامة من خلال تبادل المعرفة والتكنولوجيا والاستثمارات.
٤. أهمية تطبيق أهداف التنمية المستدامة
تتمثل أهمية التنمية المستدامة في كونها الحل الأمثل لتحقيق توازن بين احتياجات الأجيال الحالية والمستقبلية، حيث تساهم في:
- حماية البيئة من التدهور والتلوث.
- تحقيق عدالة اجتماعية من خلال تقليل الفجوة بين الفقراء والأغنياء.
- تعزيز الاستقرار الاقتصادي من خلال الاستثمارات المستدامة والحد من الهدر.
- تحسين جودة الحياة عبر توفير الخدمات الأساسية مثل الصحة والتعليم والطاقة النظيفة.
٥. التحديات التي تواجه تطبيق أهداف التنمية المستدامة
رغم الجهود العالمية، يواجه تحقيق أهداف التنمية المستدامة عدة تحديات منها:
- الاحتباس الحراري وتغير المناخ، الذي يهدد الأمن الغذائي والمائي.
- التفاوت الاقتصادي، حيث لا تزال الفجوات بين الدول الغنية والفقيرة واسعة.
- الاستنزاف السريع للموارد الطبيعية، نتيجة النمو السكاني والتوسع العمراني.
- نقص التمويل، حيث تحتاج الدول النامية إلى دعم مالي وتقني لتحقيق التنمية المستدامة.
٦. دور الأفراد والمجتمعات في تحقيق أهداف التنمية المستدامة
لا يقتصر تطبيق أهداف التنمية المستدامة على الحكومات والمنظمات الدولية فقط، بل يلعب الأفراد دورًا أساسيًا في تحقيقها من خلال:
- ترشيد استهلاك الموارد، مثل تقليل استهلاك المياه والطاقة.
- إعادة التدوير، للحد من المخلفات البيئية.
- استخدام وسائل نقل مستدامة، مثل الدراجات والمواصلات العامة.
- دعم المنتجات والشركات الصديقة للبيئة، التي تعتمد على ممارسات مستدامة.
المحور الثاني: تعريف الذكاء الإصطناعي ونشأته
يُعد الذكاء الإصطناعي (AI) أحد أبرز المجالات التقنية الحديثة، وهو يعتمد على تطوير أنظمة قادرة على محاكاة القدرات الإدراكية للبشر، مثل التعلم، الاستنتاج، وحل المشكلات. يعود مفهوم الذكاء الاصطناعي إلى منتصف القرن العشرين، حينما بدأ العلماء في استكشاف إمكانية تصميم آلات يمكنها التفكير واتخاذ القرارات بشكل مشابه للعقل البشري.
بدأت أولى محاولات الذكاء الاصطناعي في الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين، عندما طُرحت نظريات الحساب الآلي والقدرة على التعلم الذاتي. في عام 1956، عُقد مؤتمر دارتموث، الذي يُعتبر نقطة انطلاق رسمية لهذا المجال، حيث اجتمع عدد من العلماء لوضع أسس الذكاء الإصطناعي ، مثل جون مكارثي ومارفن مينسكي وآلان نيويل.
في العقود اللاحقة، شهد الذكاء الإصطناعي تطورات متسارعة مع ظهور الخوارزميات المتقدمة، مثل الشبكات العصبية الاصطناعية، وتعلم الآلة، والتعلم العميق. كما أدى توفر كميات هائلة من البيانات وزيادة القدرة الحاسوبية إلى تسريع الأبحاث والتطبيقات العملية في هذا المجال، ما جعل الذكاء الاصطناعي جزءًا أساسيًا من الحياة اليومية، بدءًا من المساعدات الافتراضية إلى الأنظمة التنبؤية والروبوتات الذكية.[3]
المحور الثالث: كيف يمكن أن تساهم تطبيقات الذكاء الاصطناعي في تحقيق أهداف التنمية المستدامة:
أصبح الذكاء الاصطناعي ذات أهمية كبيرة في مواجهة التحديات العالمية وتحقيق أهداف التنمية المستدامة، فهو يساهم في تعزيز أبعاد التنمية الثلاثة وهما البعد البيئي والاقتصادي والاجتماعي، حيث يعمل على تحسين الكفاءة وترشيد استهلاك الموارد وتحسين جودة الحياة، وفي هذا الصدد سنقوم بعرض كيفية مساهمة الذكاء الاصطناعي في تحقيق أهداف التنمية المستدامة من حيث البعد الاقتصادي، الاجتماعي، البيئي.[4]
- البعد الاقتصادي
يعتبر التوسع في استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي من أهم العوامل التي تساهم في تحقيق مكاسب اقتصادية كبيرة، وفقاً لتقرير مؤسسة برايس ووتر هاوس كوبرز، من المتوقع أن ترتفع مساهمة الذكاء الاصطناعي إلى 16 تريليون دولار في الناتج المحلي الإجمالي العالمي بحلول عام 2030.
في هذا السياق، يُنظر إلى الذكاء الاصطناعي على أنه عامل إنتاج جديد قادر على إحداث نقلة جوهرية في مسارات النمو الاقتصادي، فهو يعمل على خلق وظائف جديدة، وتطوير خدمات ومنتجات تلبى احتياجات العملاء بطريقة أكثر كفاءة، بالإضافة إلى تعزيز الإنتاجية في مختلف القطاعات.
كما تشير توقعات المنتدى الاقتصادي العالمي إلى أن استخدام تقنيات الذكاء الإصطناعي يعزز من الاقتصاد العالمي بقيمة تصل إلى 16 تريليون دولار بحلول عام 2030، مما يؤكد دوره المحوري في مستقبل الاقتصاد، هذا بالإضافة إلى أن الذكاء الاصطناعي يعمل على توفير فرص عمل جديدة، وتعزيز دمج الوظائف الانتاجية، مما يسهم في زيادة القيمة المضافة، وتحسين الكفاءة التشغيلية، والكفاءة الانتاجية وتعزيز التنمية المستدامة.
- البعد الاجتماعي
يتمثل البعد الاجتماعي في الهدف، حيث تساعد تطبيقات الذكاء الاصطناعي في توفير الاستشارات والمعلومات اللازمة لاتخاذ القرارات الاستثمارية وقرارات المضاربة، بما يعزز ثقافة الشمول المالي وتسهيل التمويل الائتماني، مما يؤدي إلى رفع المستوي المعيشي وتقليل عدد الافراد الذين يعيشون تحت خط الفقر. كما تساعد تطبيقات الذكاء الإصطناعي في زيادة إنتاجية الأراضي الزراعية من خلال تقديم المعرفة اللازمة لمواجهة الآفات الزراعية وتحسين جودة التربة و المحاصيل الزراعية و تحسين الممارسات الزراعية، بالإضافة إلى تسهيل البحث عن المياه الجوفية في المناطق الصحراوية مما يزيد من المساحة المزروعة والقضاء علي مشكلة الأمن الغذائي.
كما تساهم أيضًا في تقديم برامج للرعاية الصحية تساعد في التشخيص السريع الأمراض ومعرفة التاريخ المرضي، مما يساهم في تحسين مستوي الرعاية الصحية.[5]
هذا فضلاً عن دور الذكاء الاصطناعي في تحسين جودة التعليم من خلال تسهيل التعليم الشخصي وامكانية الوصول للتعليم بغض النظر عن الموقع الجغرافي وتسهيل عمليات البحث الأكاديمي وتجارب التعلم وتسهيل عملية التقييم وزيادة النزاهة الأكاديمية. [6]
علاوة على ذلك، يساعد الذكاء الاصطناعي في تعزيز المساواة بين الجنسين من خلال توفير روئ أكثر وضوحاً حول التحيزات الناتجة عن الجنس وتسهيل مشاركة المرأة في الاقتصاد الرقمي وزيادة فرص الحصول على العمل عن بعد وتمثيل المرأة بشكل أفضل. [7]
كما يمكن لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي معالجة المياه والحفاظ علي الموارد المائية مثل: مشروع The IRCAI Water Observatory الذي يهدف لإدارة المياه واعداد التقارير لتحليل البيانات البيئية ومعرفة البصمة المائية والتنبؤ بتأثير سياساتهم لحل المشكلات التي تواجه الموارد المائية.[8]
بالإضافة إلى دور تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي في الوصول إلى الطاقة النظيفة والموثوقة والمستدامة والحديثة للجميع وإنتاج الكهرباء بالطاقة الخالية من الكربون، وتشجيع الشبكات المحلية على تبني توليد الطاقة النظيفة المتجددة.[9]
- البعد البيئي
يواجه العالم العديد من التحديات البيئية مثل التلوث، استنزاف الموارد الطبيعية، فقدان التنوع البيولوجي، لذلك اتجه العالم إلى اعتماد حلول مستدامة ومبتكرة تعمل على الحد من تلك المشكلات، وفي ضوء ذلك يلعب الذكاء الاصطناعي دور محوري في تعزيز الاستدامة البيئية بعدة طرق موضحة كما يلي: [10]
- التنبؤ بأنماط الطقس وهطول الأمطار، وحركة الرياح، ودرجات الحرارة، مما يساعد في اتخاذ الإجراءات الاستباقية ويعزز من كفاءة استخدام الموارد وتقليل الأثر البيئي للمناخ.
- إدارة حركة المرور من خلال التنبؤ بأوقات الطلب المتزايد على المواصلات، والتنبؤ بالاختناقات المرورية، واقتراح مسارات بديلة مما يساهم في الحد من استهلاك الوقود والحفاظ على البيئة.
- تعزيز كفاءة الطاقة المتجددة، والتنبؤ بكمية الطاقة المطلوبة والمنتجة.
- حساب البصمة الكربونية، والتنبؤ بانبعاثات الكربون، مما يساعد الحكومة والمؤسسات الدولية في وضع القوانين واللوائح البيئية المناسبة التي تعمل على تقليل البصمة الكربونية وتشجيع الابتكار البيئي.
- الزراعة الذكية وإدارة النفايات بطريقة مستدامة.
- استخدام كاميرات المراقبة لمراقبة الحياة البرية ومعرفة الكائنات الحية المهددة بالانقراض، استخدام أجهزة الاستشعار التي تعمل على تحليل البيانات البيئية، مما يساعد في الحفاظ على التنوع البيولوجي.
ولكن على الرغم من فوائد الذكاء الاصطناعي المتعددة التي يقدمها إلا أنه يستهلك كميات كبيرة من الطاقة، والتي تؤدي إلى ارتفاع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وزيادة البصمة الكربونية، لذلك لابد من تحقيق التوازن بين استخدامه لتحقيق الاستدامة البيئية والحد من آثره السلبي الذي قد يلحق الضرر بالبيئة.[11]
وفي هذا الصدد يعتبر مجال الطاقة المتجددة من أهم المجالات التي يساهم فيها الذكاء الاصطناعي بشكل كبير، لذلك سنقوم بعرض نبذة مختصرة عن الذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة:
يُعد الذكاء الاصطناعي من أهم الأدوات التي شهدت تطور كبير في الآونة الأخيرة، فقد أصبح ذو قدرة هائلة على إحداث تأثير في العديد من القطاعات خاصة في مجال الطاقة المتجددة، يعمل الذكاء الاصطناعي على توفير التقنيات اللازمة لتعزيز كفاءة استخدام الموارد الطبيعية وتقليل الفقد منها والحد من ارتفاع درجة حرارة الأرض عن 1.5 درجة مئوية بحلول عام 2050، وبالتالي تحقيق أهداف التنمية المستدامة، مما يؤدي بدوره إلى خلق فرص عمل جديدة وتعزيز النمو الاقتصادي، لذلك سوف نقوم بعرض بعض العناصر المتعلقة بالذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة والمتمثلة في تطبيقات الذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة، الفرص والتحديات التي تواجه الذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة، ، وكذا تجارب بعض الدول في استخدام الذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة.[12]
تطبيقات الذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة
يُعتبر الاستخدام الكثيف للوقود الأحفوري تحدي رئيسي يعوق النمو الاقتصادي والاستدامة البيئية، حيث أدي الاستخدام غير المستدام إلى تفاقم المشكلات البيئية المتمثلة في ارتفاع نسبة غازات ثاني أكسيد الكربون وظهور الاحتباس الحراري، لذلك اتجه العالم إلى حلول أكثر استدامة لمعالجة تلك المشكلات، وذلك من خلال التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة والتركيز على استخدام التقنيات الحديثة وتوظيفها بشكل صحيح لتعزيز كفاءة الإنتاج مثل: استخدام الرؤية الحاسوبية والشبكات الذكية وبعض التقنيات الحديثة الأخرى.[13]
- الرؤية السحابية
هي تقنية من تقنيات الذكاء الاصطناعي التي تُستخدم لاكتشاف الأعطال في المعدات، وتعزز عملية التنبؤ بإنتاج الطاقة، وكذلك تعمل على تحسين استخدام الطاقة في المباني، وتتمتع تقنية الرؤية السحابية بالعديد من المزايا في أماكن استخدامها ومنها:[14]
- مزارع الطاقة الشمسية: تعمل الرؤية السحابية على اكتشاف الألواح غير المتناسقة أو الأسلاك غير الصحيحة، مما يعمل على توفير الجهد والوقت والتكلفة، كما تعمل على مراقبة الألواح الشمسية والوصول إلى ألواح الطاقة الشمسية التالفة مما يعمل على الحفاظ على كفاءة المزرعة الشمسية، بالإضافة إلى تقديم تقارير تفصيلية عن وجود أي مشكلات وتحديد موقع المشكلة للتحكم فيها بشكل أكثر كفاءة، ومن خلال المعلومات التي يتم جمعها يمكنها التنبؤ بكمية الطاقة الشمسية التي يمكن إنتاجها.
- توربينات الرياح: تعمل الرؤية السحابية على اكتشاف أعطال توربينات الرياح ومراقبة أماكن تجمع الطيور المحلية، مما يعزز من كفاءة استخدام توربينات الرياح وحماية الطيور المحلية
ب- الشبكات الذكية
هي أنظمة متقدمة تعتمد على تقنيات الذكاء الاصطناعي مثل أجهزة استشعار الطاقة وأنظمة التحكم ومقاييس ذكية تعمل على إدارة وتوزيع الطاقة الكهربائية بطريقة أكثر فاعلية وكفاءة على عكس الشبكات التقليدية التي تعاني من صعوبة دمج مصادر الطاقة المتجددة.[15]
- تتكون الشبكات الذكية من بنية تحتية متطورة تدمج مصادر الطاقة التقليدية مع مصادر الطاقة المتجددة، حيث تسمح بتبادل البيانات الثنائي بين مزودي الخدمة والمستهلكين لضمان تشغيل أكثر كفاءة واستقرارًا لنظام الطاقة، وكذا العدادات الذكية التي تعمل على توفير معلومات لحظية عن استهلاك الكهرباء، مما يساعد في تعزيز كفاءة استخدام الطاقة.[16]
تقدم الشبكات الذكية العديد من المزايا على عكس الشبكات التقليدية ومنها: [17]
- التنبؤ بالأحوال الجوية مثل: الرياح والغيوم، وكذا التنبؤ بمواقع العواصف والمدة التي قد تستغرقها، مما يساعد على إدارة المخاطر والاستجابة السريعة لها من خلال اتخاذ الإجراءات الاستباقية.
- اكتشاف الأعطال فور حدوثها وإعادة توجيه الكهرباء من مصادر مختلفة، على عكس الشبكات التقليدية التي يتم اكتشاف الأعطال فيها بعد فترة زمنية طويلة، مما يعمل على تعطيل الكهرباء لفترة زمنية طويلة حتى يتم إصلاحها.
- لذلك تعتبر الشبكات الذكية أكثر مرونة واستدامة من الشبكات التقليدية، ولكن على الرغم من فوائدها وأهميتها إلا إنها تواجه بعض التحديات، ومنها: تكلفة الاستثمارات المرتفعة، المخاوف المتعلقة بالأمن السيبراني.
ج-تقنيات الذكاء الاصطناعي الأخرى
هناك بعض التقنيات الحديثة الأخرى التي يمكن الاستفادة منها في مجال الطاقة المتجددة مثل: [18]
- أنظمة المراقبة البيئية لتوربينات المد والجزر ومحولات طاقة الأمواج، حيث يتم استخدام نماذج للرؤية لمعرفة أعداد الأسماك والأحياء المائية الموجودة في المنطقة وكذلك الأنواع المهددة بالانقراض.
- استخدام بعض أنظمة الذكاء الاصطناعي لتحديد الموقع المثالي لاستخراج الطاقة في محطات الطاقة الحرارية الأرضية، وذلك بناءُ على عوامل مختلفة مثل: الخصائص البيولوجية ودرجات الحرارة، كما تعمل على تقييم الأثر البيئي والوصول إلى البنية التحتية وكذلك توضيح المخاطر المحتملة للمنطقة، بالإضافة إلى التنبؤ بالأعطال غير المتوقعة في المعدات.
المحور الرابع: تجارب بعض الدول في استخدام الذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة
نظرًا لأهمية التحول إلى الطاقة النظيفة المستدامة التي تعمل على تحقيق أهداف التنمية المستدامة، والتطور المتنامي لاستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي في قطاع الطاقة المتجددة، قامت عدة دول بدمج التقنيات الذكية لتحسين إنتاج الطاقة وتوزيعها وإدارتها، لذلك سوف نعرض بعض تجارب الدول ومنها: الإمارات العربية المتحدة، الولايات المتحدة الأمريكية.
أ-الإمارات العربية المتحدة
تعتبر دولة الإمارات من الدول الرائدة في مجال الطاقة المتجددة، وتعمل على تعزيز استخدام أنظمة الذكاء الاصطناعي في ذلك المجال لتقليل انبعاثات الكربون وتعزيز كفاءة الطاقة، فقد قامت بالعديد من المشروعات التي تعتمد على التقنيات الحديثة في قطاع الطاقة المتجددة ومنها:
- مشروع “الطاقة الشمسية وبطاريات تخزين الطاقة” في أبو ظبي: يُعتبر المشروع أول مشروع على مستوي العالم لدمج الطاقة الشمسية بنظم بطاريات لتخزين الطاقة لضمان استمرارية الإمداد بالطاقة النظيفة، يُساهم المشروع في توفير حوالي 1 جيجاواط يومياً من الحمل الأساسي للطاقة المتجددة، ويضم المشروع محطة للطاقة الشمسية الكهروضوئية بقدرة 5.2 جيجاواط، بالإضافة إلى أنظمة بطاريات لتخزين الطاقة بقدرة 19 جيجاواط / ساعة.[19]
- محطة “نور أبو ظبي” للطاقة الشمسية: تعتبر المحطة من أكبر محطات إنتاج الطاقة الشمسية على مستوى العالم، حيث تبلغ سعتها الإنتاجية 1.2 غيغاواط، وبتكلفة استثمارية 871.2 مليون دولار، وتضم أكثر من 3.2 مليون لوح شمسي، وهي جزء من استراتيجية الإمارات للطاقة 2050، والتي تهدف إلى زيادة مساهمة الطاقة النظيفة محليًا من 25 % إلى50 % بحلول العام 2050، وتقليل البصمة الكربونية لقطاع إنتاج الطاقة بنسبة 70%.[20]
ب – الولايات المتحدة الأمريكية
- برنامج الذكاء الاصطناعي للربط البيني (AI4IX): يعمل المشروع على تسريع عملية ربط مشروعات الطاقة المتجددة مثل: مزارع الطاقة الشمسية والرياح بشبكات الكهرباء، وذلك بقيمة 30 مليون دولار مخصصة من وزارة الطاقة الأمريكية، حيث تعمل أنظمة الذكاء الاصطناعي في هذا البرنامج على تسهيل عمليات تقديم طلبات الربط والتي تتسم ببطء شديد قد يصل إلى عدة سنوات، مما يعمل على تسهيل إجراءات إنشاء مزارع الطاقة الشمسية والرياح، وبالتالي تعزيز كفاءة استخدام موارد الطاقة المتجددة.[21]
- مصنع هيلوغين للطاقة الشمسية في كاليفورنيا: يتم استخدام الأنظمة الذكية (الهيلوستات الذكية) في تعزيز الطاقة الشمسية المركزة، مما يعزز من تحسين إنتاج الطاقة الحرارية بطريقة أكثر فاعلية مقارنة بالتقنيات التقليدية للطاقة الشمسية.[22]
وكذلك هناك العديد من المبادرات التي تعمل على تعزيز دمج الذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة حول العالم، حيث قامت شركة جوجل بإطلاق ميزة “المسار الصديق للبيئة” على خرائط جوجل، وهي تتيح للمستخدمين الوصول إلى المسارات الأقل استهلاكاً للوقود مما يعزز من كفاءة استخدام الطاقة، هذه الميزة تعمل في كل من الولايات المتحدة وكندا وأوروبا.[23]
المحور الخامس: الفرص والتحديات التي تواجه الذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة
في ضوء اهتمام العالم بالطاقة النظيفة المستدامة وتزايد الحاجة للوصول إلى حلول مستدامة لمواجهة التغيرات المناخية، أصبح دمج الذكاء الاصطناعي أمر أساسي في مختلف القطاعات خاصة في مجال الطاقة المتجددة، حيث يعمل على تحسين كفاءة استخدام الموارد الطبيعية وتقليل الفاقد منها، وزيادة إنتاج الطاقة النظيفة، وتعزيز الاستدامة البيئية.
تتمثل أهمية الذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة المتجددة في كل مما يلي:[24]
- تعزيز كفاءة وفاعلية مصادر الطاقة المتجددة، حيث يمكن استخدام الأنظمة الذكية في تصميم خلايا شمسية أكثر كفاءة، التنبؤ بسرعة الرياح وتصميم توربينات للرياح أكثر كفاءة، مما يعمل على تحسين دقة التنبؤات وتقليل التقلبات التي تواجهه مصادر الطاقة المتجددة.
- استخدام أنظمة تخزين ذكية وبطاريات أكثر كفاءة لتحسين كفاءة تخزين الطاقة وتوزيعها بشكل أكثر فاعلية.
- استخدام فيديوهات المراقبة وأجهزة الاستشعار التي تعمل على تعزيز كفاءة استخدام الطاقة.
- تحسين أداء أنظمة الطاقة المتجددة، حيث يمكن استخدام بعض الأنظمة في الصيانة التنبؤية، والتي تساعد في كشف الأعطال والمشكلات قبل حدوثها مما يقلل منها ويزيد من العمر الافتراضي للمعدات.
- تعزيز الاستدامة البيئية من خلال تحسين استخدام مصادر الطاقة المتجددة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري مما يعزز من الأثر البيئي الإيجابي.
وعلى الصعيد الاقتصادي والتأثير على سوق العمل العالمي، ساهم الذكاء الاصطناعي في خلق فرص عمل جديدة، حيث ارتفع عدد الوظائف في قطاع الطاقة المتجددة إلى 16.2 مليون فرصة عمل في عام 2023 مقارنة ب 13.7 مليون فرصة عمل في عام 2022، وكانت النسبة الأكبر لمجال الطاقة الشمسية في توفير فرص العمل، حيث بلغ عدد الوظائف 7.1 مليون وظيفة في عام 2023 بنسبة 44% من إجمالي القوى العاملة في مجال الطاقة المتجددة، مما يعزز من توفير فرص العمل والحد من البطالة وبالتالي دعم النمو الاقتصادي المستدام.[25]
على الرغم من فرص الذكاء الاصطناعي وأهميته في قطاع الطاقة المتجددة، إلا أن دمجه في قطاع الطاقة المتجددة لا يزال يواجه العديد من التحديات والتي تتمثل فيما يلي:[26]
- الاعتماد على البيانات: تتطلب أنظمة الذكاء الاصطناعي كمية هائلة من البيانات التي قد تكون غير متاحة أو غير موثوقة.
- التكلفة: يحتاج تنفيذ وتطوير مشروعات الذكاء الاصطناعي إلى تكاليف مرتفعة.
- نقص المهارات المطلوبة: يتطلب استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي الحديثة كفاءات عالية ومتخصصة.
- مخاطر الأمن السيبراني: تكون أنظمة الذكاء الاصطناعي عُرضة للهجمات الإلكترونية، مما يؤدي إلى تعطيل بعض العمليات أو فقدان البيانات.
- التوافق مع الأنظمة الحالية: قد نجد صعوبة في تكامل الذكاء الاصطناعي مع البنية التحتية الحالية للطاقة المتجددة، وذلك بسبب تعقيد الأنظمة القديمة أو عدم توافقها مع الحلول التقنية الجديدة.
- القضايا الأخلاقية: لابد من استخدام الأنظمة الذكية بطريقة آمنة وأخلاقية تضمن الشفافية والعدالة الاجتماعية واحترام حقوق الإنسان.
لذلك لابد من مواجهة تلك التحديات والعمل على الحد منها من خلال بعض التوصيات التي يمكن تنفيذها لدمج الذكاء الاصطناعي في تحقيق التنمية المستدامة، وهي كالتالي:
- تحقيق النمو الأخضر لتكنولوجيا المعلومات.
- تطوير الذكاء الاصطناعي من خلال المعرفة البشرية وعدم الاعتماد على التعليم الذاتي للذكاء الاصطناعي فقط.
- نشر ثقافة استخدام الذكاء الاصطناعي والمعايير الأخلاقية لاستخدام الذكاء الاصطناعي.
- تحسين المؤسسات الحكومية لمواجهة الأثار السلبية للذكاء الاصطناعي.
- إنشاء أنظمة لجمع البيانات بدقة، لتوفير المعلومات التي يحتاج إليها الذكاء الاصطناعي.
- تعزيز الأمن السيبراني من خلال إنشاء أنظمة حماية متقدمة تساعد في الحفاظ على المعلومات المتاحة.
وفي مجال الطاقة المتجددة يمكن دمج الأنظمة الحديثة من خلال ما يلي:
- تدريب وتأهيل العاملين في قطاع الطاقة المتجددة لرفع كفاءة العاملين وتمكينهم من التعامل مع الأنظمة التقنية الحديثة.
- تشجيع الشركات الناشئة على استخدام الذكاء الاصطناعي في مشروعات الطاقة المتجددة، وذلك من خلال تقديم الحوافز والاستثمارات.
الخاتمة
لا شك أن الذكاء الاصطناعي أصبح ذات أهمية كبيرة في تحقيق التنمية المستدامة في مختلف القطاعات وخاصة قطاع الطاقة المتجددة، حيث يعمل على توفير الحلول المستدامة والمبتكرة لتحسين كفاءة الطاقة واستدامة الموارد، وقد أثبتت تجارب الدول الرائدة مثل الإمارات العربية المتحدة، والولايات المتحدة الأمريكية، أن دمج الذكاء الاصطناعي في الطاقة المتجددة يساهم في زيادة الاعتماد على المصادر النظيفة وتحقيق الاستدامة البيئية، ولكن على الرغم من ذلك فهو يواجه العديد من التحديات التي تتطلب مواجهتها، لذلك لابد من الاهتمام بالأنظمة الذكية الحديثة ودمجها في جميع القطاعات بما يحقق الاستدامة البيئية والتنمية المستدامة.
[1] إبراهيم، حسن، التنمية المستدامة، الجامعة المستنصرية، ص 3-4-5
[2] United Nations, the Sustainable Development Goals Report, 2023.
[3] مركز البحوث والمعلومات، الذكاء الاصطناعي، ٢٠٢١، ص،3-4
[4] علاء الدين،هدى، الذكاء الاصطناعي … ثورة تقنية تُولد 16 تريليون دولار للاقتصاد العالمي بحلول 2030، الشرق الأوسط، تم الاطلاع عليه الكترونياُ في: https://n9.cl/jw5ejb
[5] Rane, Nitin, Roles and Challenges and Similar Generative Artificial Intelligence for Achieving the Sustainable Development Goals (SDGs), August 4, 2023. http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4603244.
[6] Artyukhov, A., Wołowiec, T., Artyukhova, N., Bogacki, S., & Vasylieva, T, SDG 4, Academic Integrity and Artificial Intelligence: Clash or Win-Win Cooperation Sustainability, 16(19) 2024, 8483. https://doi.org/10.3390/su16198483
[7] Sharmin, Nahar, Modeling the effects of artificial intelligence (AI)-based innovation on sustainable development goals (SDGs): Applying a system dynamics perspective in a cross-country setting, Technological Forecasting and Social Change, 2024. https://doi.org/10.1016/j.techfore.2023.123203
[8] United Nations, The IRCAI Water Observatory – AI in the service of SDG 6. https://sdgs.un.org/partnerships/ircai-water-observatory-ai-service-sdg-6
[9] Google Sustainability, AI-powered pathways: Advancing SDG7 for a sustainable energy future, July 2024: https://n9.cl/alf29
[10]علي القحطاني، عايض، دور الذكاء الاصطناعي في تحقيق التنمية المستدامة في إطار رؤية المملكة العربية السعودية 2030، المجلة العربية للمعلوماتية وأمن المعلومات، مصر، مج (3) ع (9).
[11] حماة الأرض، الذكاء الاصطناعي والطريق إلى التنمية المستدامة، يونيو 2023، تم الاطلاع عليه الكترونياً في: https://n9.cl/7u4db
[12] International Renewable Energy Agency, World Energy Transitions Outlook 2024, 2024
[13] أحمد، سالمة، تقييم استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي في تحقيق الاستدامة البيئية، المجلة المصرية لبحوث الإعلام، أكتوبر/ ديسمبر، 2024، العدد 89 (الجزء الثاني).
[14] فينا، أبيرامي، كيفية مساعدة الذكاء الاصطناعي والرؤية الحاسوبية لقطاع الطاقة المتجددة من خلال تعزيز الكفاءة وخفض التكاليف وتعزيز الممارسات المستدامة، Ultralytics، يونيو 2024، تم الاطلاع عليه الكترونياً في: https://n9.cl/enp2h
[15] ندروس، حنا، الشبكة الكهربائية الذكية – Smart Grid، سولارابيك، نوفمبر 2019، تم الاطلاع عليه الكترونياً في: https://n9.cl/na3yk
[16] المرجع السابق.
[17] هارفي، سنيد، ذكية ومستقرة وموثوقة الشبكات الذكية والقوى النووية في نظم الطاقة منخفضة الكربون، مجلة الوكالة الدولية للطاقة الذرية، سبتمبر 2020، تم الاطلاع عليه الكترونياً في: https://www.iaea.org/sites/default/files/6132223ar.pdf
[18] فينا، أبيرامي، كيفية مساعدة الذكاء الاصطناعي والرؤية الحاسوبية لقطاع الطاقة المتجددة من خلال تعزيز الكفاءة وخفض التكاليف وتعزيز الممارسات المستدامة، Ultralytics، يونيو 2024، تم الاطلاع عليه الكترونياً في: https://n9.cl/enp2h
[19] الطاقة، الإمارات تطلق أكبر مشروع في العالم يجمع بين الطاقة الشمسية وتخزين البطاريات، يناير 2025، تم الاطلاع عليه الكترونياً في: https://n9.cl/ic6cw
[20] عمار، أحمد، نور أبوظبي للطاقة الشمسية.. أكبر محطة مستقلة في العالم، الطاقة، اغسطس 2022، تم الاطلاع عليه الكترونياً في: https://n9.cl/9sje8
[21] U.S. Department of Energy (DOE), AI for Interconnection (AI4IX), November 2024, as the following link: https://www.energy.gov/gdo/ai-interconnection-ai4ix
[22] نبيل، أمل، الطاقة المتجددة في كاليفورنيا.. مشروعات فريدة تعزز صدارة الولاية على مستوى أميركا، الطاقة، فبراير 2022، تم الاطلاع عليه الكترونياً في: https://n9.cl/zw0ct
[23] نقاش، أنطوني، مسؤوليتنا نحو تحقيق الاستدامة البيئية في الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، مدونة جوجل، نوفمبر 2022، تم الاطلاع عليه الكترونياً قي: http://n9.cl/3pv5jk
[24] عصمت، سارة، الدور المتنامي للذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة، المجلة العلمية للملكية الفكرية وإدارة الابتكار، جامعة حلوان، على الرابط التالي: https://n9.cl/ubk1s
[25] International Renewable Energy Agency, Renewable Energy and Jobs, Annual Review 2024.
[26] عصمت، سارة، الدور المتنامي للذكاء الاصطناعي في مجال الطاقة، المجلة العلمية للملكية الفكرية وإدارة الابتكار، جامعة حلوان، على الرابط التالي: https://n9.cl/ubk1s
