Zeleni IT: zeleno računarstvo, energetska učinkovitost i održivost

Informatec Digital » Sredstva » Zeleni IT: zeleno računarstvo, energetska učinkovitost i održivost

Širenje tehnologije donijelo je dramatičnu transformaciju u načinu na koji živimo i radimo, ali i ogromno opterećenje okoliša povezano s potrošnjom energije i elektroničkim otpadom . Svako pretraživanje interneta, svaki video stream, svaka e-pošta i svaki poslužitelj koji radi 24/7 ostavlja klimatski otisak o kojem rijetko razmišljamo kada koristimo mobitel ili računalo.

U tom kontekstu, koncept zelenog IT-a dobio je na značaju . Ovaj pristup ima za cilj učiniti IKT učinkovitijim, čišćim i odgovornijim u svakoj fazi: od dizajna i proizvodnje hardvera i softvera, preko svakodnevne upotrebe, do upravljanja opremom na kraju njezina životnog ciklusa. Ne radi se o napuštanju digitalne tehnologije, već o njezinom odgovornom prihvaćanju kako tehnološki sektor ne bi nastavio povećavati svoj globalni ugljični otisak i kako bismo se mogli kretati prema održivoj tehnologiji.

Što je Zelena IT tehnologija i zašto je postala toliko relevantna?

Kada govorimo o zelenom IT-u, zelenom računarstvu ili zelenim tehnologijama, mislimo na skup načela, praksi i proizvoda usmjerenih na smanjenje utjecaja informacijskih i komunikacijskih tehnologija (IKT) na okoliš. To uključuje sve, od internih politika tvrtke do odluka o kupnji hardvera, dizajna softvera i strategija upravljanja podatkovnim centrima.

Cilj ovog pristupa je vrlo jasan: smanjiti potrošnju energije, smanjiti emisije stakleničkih plinova i ograničiti stvaranje elektroničkog otpada , bez žrtvovanja performansi, sigurnosti ili dostupnosti sustava. Jednostavno rečeno, radi se o tome da tehnologija radi isto ili više, ali koristeći manje resursa i uzrokujući manje onečišćenja.

Ovaj pokret počeo je dobivati ​​zamah početkom 90-ih, kada je Agencija za zaštitu okoliša Sjedinjenih Država (EPA) pokrenula program Energy Star za označavanje energetski učinkovite opreme. Također je promovirala alat EPEAT za procjenu ekoloških performansi računala, prijenosnih računala i monitora, procjenjujući aspekte poput uštede energije, upotrebe materijala za recikliranje i jednostavnosti recikliranja na kraju njihovog vijeka trajanja.

Od tada se zabrinutost proširila daleko izvan same potrošnje energije osobnog računala. Klimatski otisak ICT sektora uključuje električnu energiju koju koriste uređaji, mreže i podatkovni centri, ali i proizvodnju i transport hardvera , održavanje, hlađenje infrastrukture i obradu (ili odlaganje) elektroničkog otpada.

Razne studije procjenjuju doprinos IKT-a na između 3% i 4% globalnih emisija CO2 , nadmašujući zračni i pomorski promet, s prognozama da bi se ta brojka mogla povećati na gotovo 8% ili više u nadolazećim godinama ako se ne poduzmu nikakve mjere. Nadalje, neke analize procjenjuju da bi digitalni sektor mogao činiti gotovo 5-9% globalne potrošnje električne energije , pri čemu podatkovni centri i platforme umjetne inteligencije igraju sve značajniju ulogu.

Paralelno s tim, brza digitalizacija stvara poplavu elektroničkog otpada, koja već iznosi desetke milijuna tona godišnje . Mnogi od ovih uređaja sadrže teške metale i opasne tvari koje, ako se ne upravljaju pravilno, na kraju zagađuju tlo, vodu i zrak. Zelena IT također se bavi ovim problemom iz perspektive kružnog dizajna, produljenja životnog vijeka uređaja i recikliranja.

Utjecaj informacijsko-komunikacijskih tehnologija na energiju i klimu

Srž rasprave o zelenoj IT tehnologiji leži u potrošnji energije u računalstvu i telekomunikacijama, posebno u podatkovnim centrima i mrežama . Prema Međunarodnoj agenciji za energiju, podatkovni centri dosegli su oko 1,5% globalne potrošnje električne energije, a njihova potražnja mogla bi se gotovo udvostručiti do 2030. godine, uglavnom zbog opterećenja umjetne inteligencije i usluga u oblaku.

No utjecaj nije ograničen samo na ove velike instalacije. Masovna upotreba povezanih uređaja - računala, mobilnih telefona, pametnih televizora, IoT uređaja, usmjerivača i bezbrojnih drugih naprava - znači da zbroj potrošnje energije u malim kućanstvima i uredima predstavlja vrlo značajan volumen . Studije poput onih sa Sveučilišta Lancaster sugeriraju da bi samo korištenje interneta moglo činiti vrlo velik dio globalne proizvodnje električne energije u roku od nekoliko godina ako se nastave trenutni trendovi.

Što se tiče emisija, informacijska tehnologija i komunikacije često se uspoređuju sa sektorima poput zrakoplovstva. Konzultantske tvrtke poput Gartnera procijenile su emisije CO2 iz IKT-a otprilike na isti red veličine kao i zračni promet, blizu 2% globalnih emisija , dok druge studije podižu ukupni postotak digitalnog ekosustava na 3-4% i taj postotak još raste.

Također moramo uzeti u obzir i povratni efekt: poboljšana učinkovitost obično smanjuje troškove digitalnih usluga i potiče veću upotrebu i nove primjene . U konačnici, ono što se dobije u jednom području gubi se u drugom, a ukupna potrošnja energije se povećava. Digitalizacija također potiče ukupni gospodarski rast i pojavu novih usluga koje nadopunjuju postojeće, umjesto da ih zamjenjuju.

Zbog svih ovih razloga, mnogi stručnjaci naglašavaju da se zeleni IT ne može ograničiti samo na učinkovitu tehnologiju. Potrebno je kombinirati tehnička poboljšanja s promjenama u poslovnim modelima, obrascima korištenja i javnim politikama kako digitalni napredak ne bi nužno pratila povećana potrošnja energije i emisije.

Elektronički otpad, životni ciklus i ugljični otisak

Jedan od najvidljivijih aspekata utjecaja računarstva je ogromna količina elektroničkog otpada koji nastaje stalnom zamjenom uređaja : računala, mobitela, televizora, zvučnih sustava, pisača itd. Pad cijena i zastarijevanje (ponekad planirano, ponekad samo funkcionalno) znače da zamjenjujemo svoje uređaje mnogo prije nego što im istekne fizički vijek trajanja.

U zemljama poput Meksika, na primjer, razna službena izvješća procjenjuju da se svake godine generira između 150.000 i 180.000 tona elektroničkog otpada . Velik dio tog otpada završava na odlagalištima ili se nakuplja u domovima i tvrtkama bez odgovarajuće obrade. Samo vrlo mali dio se reciklira putem certificiranih procesa, dok se ostatak neformalno upravlja ili jednostavno napušta.

To ne predstavlja samo gubitak vrijednih materijala (rijetkih zemalja, metala, visokokvalitetne plastike), već i jasan rizik od onečišćenja tla i vodonosnika teškim metalima i otrovnim tvarima . Stoga Green IT inzistira na politikama recikliranja elektroničkog otpada, programima prikupljanja, preuzimanju odgovornosti proizvođača za kraj životnog vijeka svojih proizvoda i regulatornim okvirima koji nalažu gospodarenje ovim otpadom.

Neke velike tehnološke tvrtke pokrenule su inicijative za prenamjenu i recikliranje: besplatne programe prikupljanja vlastite opreme, kampanje za odlaganje mobitela i baterija na ovlaštenim mjestima za prikupljanje te sporazume s tijelima za zaštitu okoliša o postavljanju namjenskih spremnika. Međutim, u mnogim zemljama još uvijek nedostaje kultura elektroničkog recikliranja i zakoni koji nalažu sustavno recikliranje.

S ovim otpadom povezan je koncept ugljičnog otiska. Ova metrika pokušava obuhvatiti ukupnu količinu stakleničkih plinova povezanu s cijelim životnim ciklusom proizvoda ili aktivnosti , od vađenja sirovine do kraja životnog vijeka. U računarstvu to uključuje proizvodnju, distribuciju, upotrebu, održavanje i konačno odlaganje.

Podatkovni centri, energetska učinkovitost i zeleni dizajn

Podatkovni centri vjerojatno su najkritičniji i najvidljiviji aspekt zelenog IT-a. U tim se objektima nalaze tisuće poslužitelja, sustava za pohranu podataka, mreža, sustava za kontrolu klime, neprekidnih izvora napajanja i druge opreme s vrlo visokom potrošnjom električne energije . Njihov dizajn i rad čine razliku između energetski intenzivne infrastrukture i one koja je puno kontroliranija.

Dobro isplaniran dizajn podatkovnog centra ima za cilj optimizirati iskorištenost prostora, smanjiti gubitke energije, poboljšati protok zraka i smanjiti opterećenje hlađenjem . Ne postoji jedinstveni recept, ali postoji skup najboljih praksi: dobro odvojeni topli i hladni prolazi, iskorištavanje niskih temperatura okoline (slobodno hlađenje), korištenje tekućeg hlađenja gdje je to prikladno, detaljni sustavi za praćenje potrošnje energije i tako dalje.

Tvrtke poput Googlea, Microsofta, AWS-a i IBM-a godinama usavršavaju svoje strategije u ovom području. Neke su podatkovne centre preselile u blizinu obnovljivih izvora energije, poput hidroelektrana, kako bi napajale svoje objekte električnom energijom s niskim emisijama . Druge su razvile vlastiti softver za praćenje potrošnje u stvarnom vremenu i prilagođavanje opterećenja, aktiviranje ili deaktiviranje poslužitelja prema potražnji ili čak ponovnu upotrebu generirane topline.

Oprema koja se koristi također je ključna. Prilikom implementacije servera, pohrane, sustava napajanja (UPS) ili kontrole klime, odabir energetski učinkovitog hardvera s energetskim certifikatima ima izravan utjecaj na račune za struju i klimatski otisak . Procjenjuje se, na primjer, da svaki vat koji potroši server zahtijeva mnogo više vatova prateće infrastrukture (hlađenje, distribucija, redundancija itd.).

Sama arhitektura pohrane nudi prostor za poboljšanje. Studije pokazuju da se većini datoteka pohranjenih u velikim organizacijama pristupa vrlo rijetko , što otvara vrata tehnologijama poput MAID-a (Masivni niz neaktivnih diskova), gdje se diskovi isključuju kada se ne koriste, drastično smanjujući potrošnju energije bez žrtvovanja razumne dostupnosti.

Ključne zelene IT tehnologije: virtualizacija, oblak i mreže

Među najmoćnijim alatima zelenog IT-a je virtualizacija, koja omogućuje konsolidaciju više logičkih poslužitelja na jednom fizičkom stroju . To poboljšava razinu iskorištenosti (u usporedbi s fizičkim poslužiteljima koji su nedovoljno iskorišteni s 10-20%) i smanjuje količinu potrebnog hardvera, što rezultira uštedom energije, prostora i hlađenja.

Virtualizacija nije samo za poslužitelje. Mreže, pohrana i stolna računala također se mogu virtualizirati , što olakšava centralizaciju resursa, smanjenje raspršene opreme i bolje upravljanje potrošnjom. Ovaj se trend ubrzao, posebno tijekom energetskih kriza, i nastavio je dobivati ​​na značaju zahvaljujući operativnim i ekološkim uštedama.

Računarstvo u oblaku oslanja se na mnoge od ovih principa. Umjesto implementacije prevelike infrastrukture u svakoj tvrtki, oblak koncentrira resurse u velike, visoko optimizirane podatkovne centre, dijeleći kapacitet među mnogim korisnicima . To povećava stopu iskorištenosti i obično se prevodi u nižu ukupnu potrošnju u usporedbi sa scenarijima s nedovoljno iskorištenom lokalnom infrastrukturom.

Koncept tankih klijenata također je postao popularan ; to su vrlo jednostavne radne stanice niske potrošnje energije koje većinu obrade delegiraju na centralne poslužitelje . U usporedbi s tradicionalnim stolnim računalom koje može potrošiti oko 80-100 W pri prosječnoj upotrebi, tanki klijent može raditi sa znatno nižim brojkama, a ako se upari s učinkovitim poslužiteljima, ukupna energetska učinkovitost obično je bolja.

Osim toga, postoje distribuirane računalne mreže i grid computing, koji omogućuju objedinjavanje resursa s više čvorova za rješavanje intenzivnih problema bez potrebe za pojedinačnim superračunalima . Pravilno upravljani, mogu iskoristiti neiskorišteni kapacitet i učinkovitije ga usmjeriti prema određenim zadacima, integrirajući se u strategije zelenog IT-a.

Rad na daljinu, virtualni sastanci i digitalna trijeznost

Zelena IT tehnologija ne odnosi se samo na hardver. Mnoge mjere uključuju promjenu načina na koji svakodnevno koristimo tehnologiju. Rad na daljinu i virtualni sastanci klasični su primjeri kako IKT može smanjiti putovanje na posao, potrošnju goriva i povezane emisije . Manje dnevnih putovanja na posao ili manje poslovnih letova može predstavljati značajne uštede CO2.

Studije provedene u Sjedinjenim Državama kvantificirale su da bi se godišnje mogle uštedjeti milijarde litara goriva ako bi veliki udio radnika koji svoje zadatke mogu obavljati na daljinu izbjegavao putovanje na posao nekoliko dana u tjednu . To je uz druge pozitivne nuspojave, poput manje gradske gužve i smanjenog opterećenja prometne infrastrukture.

Međutim, digitalizacija može dovesti i do prekomjerne potrošnje ako se prekomjerno koriste usluge koje intenzivno koriste podatke. Zato govorimo o digitalnom ograničenju: korištenju tehnologije koja zaista dodaje vrijednost, izbjegavanju rasipanja resursa na suvišne namjene . To znači, na primjer, odabir videokonferencija kada je to potrebno, ali bez prekomjernih sastanaka; izbjegavanje nepotrebnog dupliciranja datoteka; i umjereno korištenje usluga streaminga kada ne doprinose profesionalnom kontekstu.

U ovom području, u Europi se razvijaju okviri poput GR491, koji uključuje preporuke i kriterije za ekodizajn digitalnih usluga . Obuhvaća aspekte strategije, arhitekture, razvoja frontenda i backenda, sadržaja i hostinga, s ciljem vođenja organizacija i tehničkih timova prema lakšim, učinkovitijim i društveno uključivijim rješenjima.

Koncepti poput digitalnog zelenila, koji se fokusira na odgovorno korištenje podataka, interneta stvari, umjetne inteligencije i blockchaina za održivost , nadopunjuju tradicionalni zeleni IT, koji je više usmjeren na energetsku učinkovitost i upravljanje opremom. Zajedno ukazuju na svjesniju kulturu korištenja tehnologije, usklađenu s klimatskim ciljevima.

Najbolje prakse zelene IT tehnologije u tvrtkama i javnoj upravi

U praksi, strategija zelenog IT-a u organizaciji prevodi se u konkretne politike, postupke i odluke na mnogim različitim razinama . To nije samo stvar IT odjela; uključuje nabavu, objekte, ljudske resurse, upravljanje i, naravno, korisnike.

Među najčešćim mjerama su smanjenje ili uklanjanje opasnih tvari u hardveru, odabir opreme s ekološkim certifikatima, produljenje životnog ciklusa i promicanje mogućnosti popravka umjesto rane zamjene. Također se potiče recikliranje opreme, potrošnog materijala i komponenti, uspostavljajući jasne kanale za prikupljanje i gospodarenje otpadom.

Na operativnoj razini, napredne organizacije obično implementiraju politike uštede energije u radnim stanicama i podatkovnim centrima : automatsko isključivanje opreme u mirovanju, konfiguracije mirovanja, praćenje potrošnje, konsolidacija nedovoljno iskorištenih poslužitelja, migracija u oblak kada to ima smisla i implementacija opsežne virtualizacije.

Sve to prate infrastrukturne odluke: učinkovito hlađenje, korištenje obnovljivih izvora energije, senzori za podešavanje rasvjete i klimatizacije, redizajn objekata radi smanjenja gubitaka i planovi preventivnog održavanja kako bi oprema radila u optimalnim rasponima.

Neke javne uprave i tvrtke za energetske usluge pokazale su da energetski pregledi i planovi poboljšanja mogu postići značajne uštede troškova , uz znatno smanjenje emisija CO2. Pregled razine rasvjete, zamjena zastarjele opreme, uvođenje pametnih sustava upravljanja i prilagođavanje kontrole klime su akcije koje se obično isplate u kratkom roku.

Prednosti i izazovi usvajanja zelene IT tehnologije

Osim očite koristi za planet, inicijative zelene IT tehnologije donose niz poslovnih prednosti koje, kada se dobro komuniciraju, pomažu u opravdavanju ulaganja i organizacijskih promjena . Prva je ušteda troškova: manje potrošene energije znači niže račune za struju, a optimizirana infrastruktura obično zahtijeva manje prostora i manje troškova za grijanje i hlađenje.

Još jedna jasna prednost je poboljšana operativna učinkovitost: sustavi veće veličine, manje zastoja povezanih s pregrijavanjem, manje hardvera za upravljanje i smanjena složenost rezultiraju stabilnijim i agilnijim IT-om. Virtualizacija, oblak i optimizirana pohrana smanjuju vrijeme implementacije aplikacija i olakšavaju skalabilnost.

Također postoji sve važnija reputacijska komponenta. Organizacije koje pokazuju ozbiljnu predanost tehnološkoj održivosti poboljšavaju imidž svog brenda, privlače talente i usklađuju se s očekivanjima potrošača, investitora i regulatora . U nekim sektorima ova diferencijacija može postati jasna konkurentska prednost.

S regulatornog gledišta, mnoge jurisdikcije kreću se prema strožim propisima o zaštiti okoliša u vezi s energetskom učinkovitošću, emisijama i upravljanjem elektroničkim otpadom . Predviđanje tih promjena putem politika zelene IT tehnologije pomaže u izbjegavanju kazni, olakšava usklađenost i pozicionira organizaciju kao odgovornog lidera.

Naravno, postoje izazovi: početna ulaganja, potreba za obukom, unutarnji otpor promjenama i teškoća pouzdanog mjerenja stvarnog utjecaja IKT-a . Nadalje, postoji rizik od greenwashinga ako se manja postignuća predstavljaju kao veliki proboji bez rješavanja temeljnih problema. Ključ leži u postavljanju realnih ciljeva, oslanjanju na podatke i održavanju kontinuiranog poboljšanja.

Uloga inovacija, umjetne inteligencije i budućih trendova

Budućnost zelene IT tehnologije nužno ovisi o tehnološkim inovacijama, istraživanju novih materijala i arhitektura te inteligentnoj upotrebi umjetne inteligencije . U području hardvera, miniaturizacija je potaknula digitalnu revoluciju, ali je također dramatično povećala gustoću snage i, posljedično, izazove hlađenja.

Istraživači nanotehnologije rade na uređajima sposobnim za pohranjivanje i obradu informacija sa znatno nižom potrošnjom energije , poput magnetskih nanožica ili novih vrsta čipova koji bi mogli raditi bez kontinuiranog napajanja ili s minimalnim gubicima. Iako su mnoga od ovih rješenja još uvijek u eksperimentalnoj fazi, ona otvaraju put inherentno učinkovitijem računalstvu.

S druge strane, umjetna inteligencija i strojno učenje koriste se za optimizaciju korištenja resursa u stvarnom vremenu u podatkovnim centrima, mrežama i uređajima . Algoritmi koji predviđaju opterećenje i prilagođavaju frekvencije procesora, isključuju neaktivne čvorove, preraspodjeljuju zadatke kako bi bolje iskoristili dostupnu energiju ili dinamički integriraju obnovljive izvore energije već su stvarnost u nekim okruženjima.

Internet stvari (IoT) doprinosi senzorima koji mjere temperaturu, potrošnju energije, popunjenost i uvjete okoline, omogućujući automatsko podešavanje sustava . U pametnim zgradama, na primjer, ovi se podaci kombiniraju s algoritmima upravljanja kako bi se smanjili troškovi rasvjete, grijanja i drugih usluga bez žrtvovanja udobnosti.

Konačno, velike tehnološke tvrtke postavljaju ambiciozne ciljeve: poslovati isključivo na obnovljivim izvorima energije, postati klimatski neutralni ili čak ugljično negativni u relativno kratkim vremenskim okvirima. To uključuje redizajn podatkovnih centara prema kružnim modelima, ponovnu upotrebu komponenti, obvezivanje na dugoročne ugovore o zelenoj energiji i razvoj energetski učinkovitijeg softvera i modela umjetne inteligencije.

Uzeti zajedno, svi ovi elementi ukazuju na scenarij u kojem zeleno računarstvo prestaje biti opcionalni dodatak i postaje ključni kriterij u planiranju tehnologije, poslovnoj strategiji i javnoj politici . Kako klimatski troškovi digitalne tehnologije postaju sve očitiji, društveni, regulatorni i ekonomski pritisak sve će više gurati prema modelima u kojima inovacija i održivost idu ruku pod ruku.

Ako evolucija zelene IT tehnologije nešto jasno pokazuje, to je da tehnologija nije neprijatelj, već alat koji može ubrzati ili usporiti klimatsku krizu ovisno o tome kako je dizajnirana, korištena i njome upravljano . Ulaganje u zelenu, učinkovitu IT tehnologiju usklađenu s kružnim gospodarstvom ne samo da smanjuje troškove i rizike, već i stavlja tvrtke, uprave i pojedince u bolju poziciju da nastave uživati ​​u prednostima digitalne tehnologije bez daljnjeg opterećenja planeta hipotekom.

Povezani članak:

Koncept tehnologije: 7 revolucionarnih perspektiva koje će promijeniti vaš pogled na svijet