Мы привыкли думать, что переход на цифровые технологии означает переход на более комфортный и полезный уровень жизни. Хотя это верно для некоторых видов деятельности – например, совершить видеозвонок на другую сторону океана лучше, чем лететь туда, – во многих других случаях ситуация сложнее. Например, поездка на маленьком автомобиле в кинотеатр с другом может привести к более низким выбросам углерода, чем просмотр того же фильма в одиночку дома.
Как мы приходим к такому выводу? Удивительно, но сделать эти оценки довольно сложно. Это связано с двумя причинами: у нас нет надежных данных для начала, и даже когда мы это делаем, сравнение с другими видами человеческой деятельности часто бывает трудно провести. В отчете за сентябрь 2022 года “Центры обработки данных и сети передачи данных” Международное энергетическое агентство (МЭА) заявило:
“В настоящее время нет исчерпывающих данных об энергопотреблении всех операторов центров обработки данных по всему миру, поэтому этот оценочный диапазон основан на восходящих моделях”.
Это замечательно, учитывая, что мы смогли довольно точно оценить явления, которые являются гораздо более сложными. В этом случае нам понадобится только количественная информация – электрическая энергия и объем используемых данных, которые можно определить с большой точностью. Текущая ситуация неприемлема и должна быть рассмотрена политиками в ближайшее время.
Разговоры о тоннах выброшенного CO2, киловатт-часах электроэнергии, кубометрах газа, литрах бензина и мощности автомобилей создают путаницу у многих, в том числе у ученых. Большинство людей не смогли бы сказать, сколько энергии они потребляют ежедневно и какой уровень выбросов вызывает эта деятельность. Но они могли бы сразу сообщить вам свою зарплату или ежемесячную арендную плату. Простота разговоров о деньгах заключается в том, что мы, люди, давно решили, что общепринятая валюта – лучший способ торговать разнородными вещами. Мы делаем это не для нашего потребления энергии, отсюда и сложность.
Однако нет причин не менять ситуацию: красота концепции “энергии” в том, что природа дала нам ее в виде числа, которое таинственным образом сохраняется, даже когда мы меняем его форму – например, с электрической на тепловую. Следовательно, мы всегда можем преобразовать его в единую удобную единицу, которая облегчит нам понимание влияния нашей деятельности на планету, в том числе цифровой.
Яблоки к яблокам
Давайте посмотрим, как это может работать, приведя несколько примеров. Мы выбираем единицу энергии в качестве киловатт-часа (кВтч). Это предложение было сделано Дэвидом Маккеем в его книге 2008 года “Устойчивая энергетика без горячего воздуха”. Почему количество используемой энергии, а не выброшенный CO2? На глобальном уровне эти две концепции эквивалентны, учитывая, что выбросы CO2 пропорциональны количеству произведенной невозобновляемой энергии. Но почти никто из нас не имеет интуитивного представления о том, что такое тонна CO2, не говоря уже о его глобальных значениях или о том, как он образуется. Напротив, почти каждый из нас может прочитать счет за электроэнергию и связать его с тем, что было сделано дома.
Вот три примера:
- Лампочка мощностью 10 Вт, включенная в течение часа, будет потреблять 0,01 кВт * ч энергии (1 кВт * ч = 1000 Вт * ч).
- Автомобиль, проезжающий по городу в течение одного часа, используя среднюю мощность 10 кВт (примерно 13 лошадиных сил), будет потреблять 10 кВт-ч.
- В Северной Италии зимой для обогрева квартиры с использованием 10 кубических метров газа требуется примерно 100 кВт * ч в день или 4 кВт * ч в час.
Когда эти действия сравниваются с теми же единицами, становится ясно, что некоторые (вождение, отопление) будут иметь гораздо более широкое воздействие, чем другие (освещение), если их использование будет ограничено.
Двухчасовой фильм загрязняет столько же, сколько 45-минутная поездка на автомобиле
Имея это в виду, давайте попробуем оценить использование Интернета в тех же единицах измерения. Сейчас нам нужно количество энергии для определенного объема передаваемых данных, выраженное в гигабайтах (ГБ). Как уже упоминалось, на удивление, нет согласованных цифр. По аналогичным оценкам, на 300 поисковых запросов в Google расходуется примерно 0,1 кВт * Ч, что соответствует энергии, необходимой для кипячения одного литра воды, начиная с 20 градусов по Цельсию, еще одно ошеломляющее осознание.Andrae, Huwaei) до 10 кВт * ч на ГБ (Adamson, Stanford Magazine) – в 100 раз больше. Меньшее число, по-видимому, предполагает нереальный объем данных, почти в 10 раз превышающий тот, о котором сообщает Всемирный банк, и подразумевает среднее использование данных во всем мире, что все еще является редкостью даже для западного мира (3000 ГБ в год, а не 300). С другой стороны, более высокая оценка, похоже, не учитывает последние достижения в области энергоэффективности благодаря новым технологиям.
Кажется, что значение 1 кВт * ч на ГБ может быть разумным приближением к текущим затратам энергии на передачу данных. Используя эту оценку, теперь нам легче сравнивать энергопотребление данных с другими видами человеческой деятельности. Например, двухчасовой фильм в разрешении 4K составляет около 7 ГБ, или примерно 7 кВт * ч энергии, что сопоставимо с 45-минутной поездкой на автомобиле. Ошеломляет то, что мы воспринимаем это как несущественное. По аналогичным оценкам, на 300 поисковых запросов в Google расходуется примерно 0,1 кВт * Ч, что соответствует энергии, необходимой для кипячения одного литра воды, начиная с 20 градусов по Цельсию, еще одно ошеломляющее осознание.
Возможно и правдоподобно, что технология сделает Интернет более энергоэффективным – это то, чем многие физики пытаются помочь, изучая новые материалы и подходы к хранению и обработке данных. Однако, если мы продолжим увеличивать использование данных, мы не уменьшим потребление энергии. Например, фильмы с разрешением 8K требуют в четыре раза больше данных, чем с разрешением 4K.
Потребление растет
Доказательством является то, что уже несколько лет ежегодное потребление энергии инфраструктурой информационных и коммуникационных технологий постоянно составляет не менее 2000 ТВтч, что составляет 5% от мирового потребления электроэнергии. Прогнозы предполагают, что к 2030 году мы достигнем 10%, что указывает на то, что технологии могут не отставать, если мы не внедрим фундаментальные новые подходы.
Нет сомнений в том, что Интернет и более цифровая жизнь предлагают невероятную возможность сократить потребление энергии и уменьшить углеродный след. Например, один человек на полностью загруженном самолете дальнего следования туда и обратно – скажем, из Венеции, Италия, в Лос-Анджелес, Калифорния – для участия в личной встрече затрачивает 10 000 кВт * ч. Используя приведенные выше оценки, потребуется восемь месяцев 12-часовых видеоконференций в разрешении 4K, чтобы этот человек потреблял столько же энергии. В этом случае нет никаких сомнений в том, что потоковое вещание, а не полет, является лучшим выбором.
Однако, как и в случае со всеми технологиями, использование Интернета связано с затратами энергии. Он пропорционален объему передаваемых данных, а использование изображений и особенно видео является самым высоким. При интенсивном использовании его воздействие становится сравнимым с воздействием видов деятельности, которые мы уже признаем энергозатратными, таких как вождение автомобиля. Нам явно нужны более точные цифры, чтобы принять соответствующие меры на политическом уровне.
До того, как они появятся, мы, частные лица, можем использовать данные разумным образом:
- Выключайте камеру, когда она не нужна для видеозвонка.
- По возможности уменьшайте разрешение видео, особенно на маленьких экранах.
- Смотрите фильмы, когда они транслируются, вместо того, чтобы пользоваться услугами по запросу, которые требуют выделенных вычислительных мощностей и данных для каждого зрителя.
- Наконец, давайте начнем думать в кВтч обо всем, что мы делаем, и внесем свой вклад, чтобы помочь внедрению такого стандарта. Таким образом, мы будем говорить с той же энергетической валютой, что и с деньгами.
Часть разочарования, которое многие из нас испытывают в наши дни, заключается в том, что мы чувствуем себя бессильными против изменения климата, потому что у нас нет конкретного представления о том, как что-то с этим сделать в нашей повседневной жизни. Рассказывая о проблемах в единицах, которые мы понимаем и воспринимаем, мы сократим разрыв между локальным и глобальным масштабами и, следовательно, будем более эффективными в наших действиях.
