Jazda małym samochodem do kina z przyjacielem może skutkować niższą emisją dwutlenku węgla niż samotne oglądanie tego samego filmu w domu. Jak doszliśmy do tego wniosku?
Przywykliśmy myśleć, że przejście na technologię cyfrową oznacza zwrot ku ekologii. O ile jest to prawda w przypadku niektórych działań – na przykład wykonanie połączenia wideo na drugą stronę oceanu jest lepsze niż lot tam – o tyle w wielu innych przypadkach sytuacja jest bardziej zniuansowana.
To skomplikowane
Co zaskakujące, dokonanie tych szacunków jest dość skomplikowane. Wynika to z dwóch powodów: przede wszystkim, nie mamy twardych danych wyjściowych, a nawet jeżeli, to porównanie ich z innymi działaniami człowieka jest często trudno wykonalne.
W raporcie z września 2022 roku, zatytułowanym; „Centra danych i sieci przesyłowe”, Międzynarodowa Agencja Energii (IEA) stwierdziła: – Obecnie nie ma kompleksowych danych na temat zużycia energii przez wszystkich operatorów centrów danych na świecie, więc ten szacunkowy zakres opiera się na modelach szacunkowych.
Jest to niezwykłe, biorąc pod uwagę, że potrafiliśmy dość dokładnie określić zjawiska znacznie bardziej złożone. W tym przypadku potrzebowalibyśmy jedynie informacji ilościowych – energii elektrycznej i ilości wykorzystanych danych, które można oszacować z dużą dokładnością. Obecna sytuacja jest nie do przyjęcia i decydenci powinni się nią wkrótce zająć.
Mówienie o tonach wyemitowanego CO2, kilowatogodzinach w przypadku energii elektrycznej, metrach sześciennych dla gazu, litrach benzyny i koniach mechanicznych samochodów wprowadza zamęt w umysłach wielu osób, w tym naukowców. Większość ludzi nie byłaby w stanie powiedzieć, ile energii zużywa dziennie, ani jaki poziom emisji powodują te czynności. Ale byliby w stanie od razu podać swoją pensję lub miesięczny czynsz.
Łatwość mówienia o pieniądzach polega na tym, że my, ludzie, dawno temu zdecydowaliśmy, że powszechnie obowiązująca waluta jest najlepszym miernikiem wymiany dóbr i usług. Nie robimy tego w przypadku naszego zużycia energii, stąd trudność.
Nie ma jednak powodu, by nie zmieniać tej sytuacji: piękno pojęcia „energia” polega na tym, że natura dała nam ją jako liczbę, która w jakiś tajemniczy sposób utrzymuje się nawet wtedy, gdy zmieniamy jej formę. Na przykład z elektrycznej na termiczną. Stąd zawsze możemy ją przeliczyć na jedną wygodną jednostkę, co ułatwiłoby nam zrozumienie wpływu naszych działań, w tym także cyfrowych, na planetę.
Porównujmy uczciwie
Zobaczmy, jak to może działać, podając kilka przykładów. Jako jednostkę energii wybieramy kilowatogodzinę (kWh). Taką propozycję przedstawił David MacKay w książce „Sustainable Energy, Without the Hot Air” z 2008 roku.
Dlaczego ilość zużytej energii, a nie emitowanego CO2? Na poziomie globalnym te dwa pojęcia są równoważne, biorąc pod uwagę, że emisja CO2 jest proporcjonalna do ilości wyprodukowanej energii nieodnawialnej. Ale prawie nikt z nas intuicyjnie nie rozumie, czym jest tona CO2, nie mówiąc już o jej wartości w skali globalnej, ani jak jest wytwarzana. Z drugiej strony, prawie każdy z nas potrafi przeczytać rachunek za energię i odnieść go do tego, co zrobił w domu.
Oto trzy przykłady:
Żarówka o mocy 10 W utrzymywana w stanie włączonym przez godzinę zużyje 0,01 kWh energii (1 kWh = 1000 Wh).
Samochód jeżdżący po mieście przez godzinę przy użyciu średniej mocy 10 kW (około 13 koni mechanicznych) zużyje 10 kWh.
W północnych Włoszech w okresie zimowym ogrzewanie mieszkania przy użyciu 10 metrów sześciennych gazu wymaga około 100 kWh dziennie lub 4 kWh na godzinę.
Kiedy porównuje się te działania przy użyciu tych samych jednostek, widać wyraźnie, że są takie (jazda samochodem, ogrzewanie), które miałyby dużo bardziej znaczący wpływ niż inne (oświetlenie), gdyby ograniczono ich zużycie.
Obejrzenie filmu jak jazda samochodem?
Mając to na uwadze, spróbujmy oszacować zużycie internetu w tych samych jednostkach. To, o co nam teraz chodzi, to ilość energii przypadająca na daną ilość przesłanych danych, wyrażona w gigabajtach (GB).
Jak już wcześniej wspomniałem, zaskakująco brakuje spójnych danych. Szacunki wahają się od 0,1 kWh na GB (Andrae, Huwaei) do 10 kWh na GB (Adamson, Stanford Magazine) – 100 razy więcej. Niższa liczba wydaje się zakładać nierealistyczną ilość przesyłanych danych, prawie 10 razy mniejszą niż ta podawana przez Bank Światowy, i sugerować średnie światowe zużycie danych, mało wyobrażalne nawet w świecie zachodnim (3 000 GB rocznie, a nie 300).
Z drugiej strony wydaje się, że w tych wyższych szacunkach nie uwzględniono najnowszych osiągnięć w zakresie efektywności energetycznej, wynikających z nowych technologii.
Wydaje się, że wartość 1 kWh na GB może być rozsądnym przybliżeniem obecnego kosztu energetycznego transmisji danych. Korzystając z tego oszacowania, możemy teraz łatwiej porównać zużycie energii przez dane z innymi działaniami człowieka.
Na przykład dwugodzinny film w rozdzielczości 4K to około 7 GB, czyli około 7 kWh energii, co można porównać do 45-minutowej jazdy samochodem. To zdumiewające, biorąc pod uwagę, że tę pierwszą czynność postrzegamy jako niematerialną. Podobne szacunki sprawiłyby, że zorientowalibyśmy się, że 300 wyszukiwań w Google zużywa około 0,1 kWh, czyli tyle samo energii, ile potrzeba do zagotowania jednego litra wody, począwszy od 20 stopni Celsjusza. Kolejny szok.
Jest możliwe i prawdopodobne, że technologia sprawi, że internet będzie bardziej energooszczędny. To jest to, w czym wielu z nas, fizyków, stara się pomóc, badając nowe materiały i podejścia do przechowywania i przetwarzania danych. Jednak jeśli będziemy zwiększać zużycie danych, nie zmniejszymy zużycia energii. Przykładowo, filmy w rozdzielczości 8K wymagają czterokrotnie większego przesyłu danych niż w rozdzielczości 4K.
Wzrost konsumpcji
W 2002 roku globalne wykorzystanie internetu wynosiło zaledwie 156 GB. Dwadzieścia lat później ruch wynosi około 150 tys. GB na sekundę, co stanowi niemal tysiąckrotny wzrost. WDR 2021, Cisco Visual Networking Index, 2017-2022, CC BY
Dowodem jest fakt, że od kilku lat roczne zużycie energii przez infrastrukturę teleinformatyczną wynosi stale co najmniej 2000 TWh, czyli 5 proc. globalnego zużycia energii elektrycznej. Prognozy wskazują, że do 2030 roku osiągniemy 10 proc., co wskazuje, że technologia może nie nadążyć, jeśli nie wprowadzimy fundamentalnie nowego podejścia.
Nie ulega wątpliwości, że Internet i coraz bardziej zdigitalizowane życie stwarzają niesamowitą okazję do zmniejszenia zużycia energii i ograniczenia naszego śladu węglowego. Przykładowo, koszt energii dla jednej osoby lecącej w pełni załadowanym samolotem na długim dystansie w obie strony – powiedzmy z Wenecji we Włoszech do Los Angeles w Kalifornii – w celu wzięcia udziału w bezpośrednim spotkaniu wynosi 10 tys. kWh.
Korzystając z powyższych szacunków, ta osoba potrzebowałaby ośmiu miesięcy 12-godzinnych spotkań wideo w rozdzielczości 4K, aby zużyć tyle samo energii. W tym przypadku nie ma wątpliwości, że najlepszym wyborem jest streaming, a nie latanie.
Jak każda technologia, korzystanie z Internetu ma jednak swój koszt energetyczny. Jest on proporcjonalny do ilości przesyłanych danych, a zużycie jest największe w przypadku obrazów, a zwłaszcza wideo. W przypadku intensywnego korzystania z sieci jej wpływ staje się porównywalny z konsekwencjami działań, które już uznajemy za energochłonne, takich jak jazda samochodem.
Zdecydowanie potrzebujemy dokładniejszych danych liczbowych, aby podjąć odpowiednie działania na szczeblu politycznym.
Przed ich uzyskaniem, my jako jednostki, możemy korzystać z danych w rozważny sposób:
- Wyłączaj kamerę, gdy nie jest potrzebna podczas rozmowy wideo;
- Zmniejsz rozdzielczość filmu, gdy to możliwe, szczególnie na małych ekranach;
- Oglądaj filmy w momencie ich emisji, zamiast korzystać z usług na żądanie, które wymagają dodatkowej mocy obliczeniowej i danych dla każdego widza;
- I wreszcie, zacznijmy myśleć w kWh o wszystkim, co robimy, i zróbmy co w naszej mocy, aby pomóc we wdrożeniu takiego standardu. W ten sposób będziemy posługiwać się tą samą walutą energetyczną, co w przypadku pieniędzy.
Aby pomóc w realizacji tego celu, napisz do swojej firmy gazowniczej, producenta samochodów, sklepu spożywczego i wszelkich producentów, aby podali liczby w kWh wszystkiego, co sprzedają. Dzięki temu moglibyśmy założyć indywidualne „portfele energetyczne” i zdecydować, jak wydać to, co mamy w sposób zrównoważony, a tym samym osiągnąć nasze cele klimatyczne. Gdy zostaną one określone w jasny i konkretny sposób, jednostkom, firmom i rządom będzie o wiele łatwiej podjąć rozsądne, codziennie działania, we wszystkich sprawach zarówno dużych, jak i małych.
Wielu z nas doświadcza dziś frustracji po części dlatego, że czujemy się bezsilni wobec zmian klimatu, ponieważ nie mamy konkretnego wyobrażenia o tym, jak można coś z tym zrobić w naszym codziennym życiu. Mówiąc o jednostkowych i zrozumiałych dla nas problemach, zamkniemy lukę między skalą lokalną i globalną, a tym samym będziemy bardziej skuteczni w naszych działaniach.
Tłumaczył: Tomasz Krzyżanowski
Ten ten został opublikowany w The Conversation na podstawie otwartej licencji (Creative Commons license). Przeczytaj oryginalny artykuł.