Zielone IT: zielone przetwarzanie danych, efektywność energetyczna i zrównoważony rozwój

Informatec Digital » Zasoby » Zielone IT: zielone przetwarzanie danych, efektywność energetyczna i zrównoważony rozwój

Rozwój technologii przyniósł radykalną transformację naszego życia i pracy, ale także ogromne obciążenie dla środowiska związane ze zużyciem energii i odpadami elektronicznymi . Każde wyszukiwanie w internecie, każdy strumień wideo, każda wiadomość e-mail i każdy serwer działający 24/7 pozostawia ślad klimatyczny, o którym rzadko myślimy, korzystając z telefonu komórkowego lub komputera.

W tym kontekście koncepcja Green IT zyskała na popularności . Podejście to ma na celu zwiększenie wydajności, czystości i odpowiedzialności technologii ICT na każdym etapie: od projektowania i produkcji sprzętu i oprogramowania, przez codzienne użytkowanie, po zarządzanie sprzętem po zakończeniu jego cyklu życia. Nie chodzi o porzucenie technologii cyfrowej, ale o jej odpowiedzialne wdrażanie, aby sektor technologiczny nie zwiększał swojego globalnego śladu węglowego i abyśmy mogli przejść na zrównoważoną technologię.

Czym jest Green IT i dlaczego stało się tak istotne?

Kiedy mówimy o Green IT, Green Computing lub zielonych technologiach, mamy na myśli zbiór zasad, praktyk i produktów mających na celu zmniejszenie wpływu technologii informacyjno-komunikacyjnych (ICT) na środowisko. Obejmuje to wszystko, od wewnętrznej polityki firmy, przez decyzje dotyczące zakupu sprzętu, projektowanie oprogramowania, po strategie zarządzania centrami danych.

Cel tego podejścia jest jasny: zminimalizować zużycie energii, zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych i ograniczyć generowanie odpadów elektronicznych bez obniżania wydajności, bezpieczeństwa ani dostępności systemu. Mówiąc prościej, chodzi o to, aby technologia działała tak samo lub lepiej, zużywając mniej zasobów i generując mniej zanieczyszczeń.

Ruch ten nabrał rozpędu na początku lat 90. XX wieku, kiedy Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (EPA) uruchomiła program Energy Star, mający na celu oznakowanie urządzeń energooszczędnych. Promowała również narzędzie EPEAT do oceny wpływu komputerów, laptopów i monitorów na środowisko, uwzględniając takie aspekty, jak oszczędność energii, wykorzystanie materiałów nadających się do recyklingu oraz łatwość recyklingu po zakończeniu okresu użytkowania.

Od tego czasu obawy wykraczają daleko poza samo zużycie energii przez komputer. Ślad klimatyczny sektora ICT obejmuje energię elektryczną zużywaną przez urządzenia, sieci i centra danych, ale także produkcję i transport sprzętu , konserwację, chłodzenie infrastruktury oraz przetwarzanie (lub utylizację) odpadów elektronicznych.

Różne badania szacują, że udział technologii informacyjno-komunikacyjnych (ICT) w globalnej emisji CO2 wynosi od 3% do 4% , przewyższając transport lotniczy i morski. Prognozy wskazują, że w nadchodzących latach, jeśli nie zostaną podjęte żadne działania, wskaźnik ten może wzrosnąć do blisko 8% lub więcej. Co więcej, niektóre analizy szacują, że sektor cyfrowy może odpowiadać za prawie 5-9% globalnego zużycia energii elektrycznej , a centra danych i platformy sztucznej inteligencji będą odgrywać coraz ważniejszą rolę.

Jednocześnie, gwałtowna digitalizacja generuje lawinę odpadów elektronicznych, których ilość sięga już dziesiątek milionów ton rocznie . Wiele z tych urządzeń zawiera metale ciężkie i substancje niebezpieczne, które, jeśli nie będą odpowiednio zarządzane, zanieczyszczają glebę, wodę i powietrze. Zielone technologie IT również rozwiązują ten problem, wykorzystując koncepcję projektowania w obiegu zamkniętym, wydłużając żywotność urządzeń i recykling.

Wpływ technologii informacyjno-komunikacyjnych na energię i klimat

Sednem debaty na temat Zielonego IT jest zużycie energii przez komputery i telekomunikację, zwłaszcza w centrach danych i sieciach . Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA), centra danych odpowiadają za około 1,5% światowego zużycia energii elektrycznej, a ich zapotrzebowanie może się niemal podwoić do 2030 roku, głównie dzięki obciążeniom związanym ze sztuczną inteligencją i usługami w chmurze.

Jednak wpływ ten nie ogranicza się tylko do tych dużych instalacji. Masowe wykorzystanie urządzeń podłączonych do sieci – komputerów, telefonów komórkowych, telewizorów Smart TV, urządzeń IoT, routerów i niezliczonych innych gadżetów – oznacza, że ​​suma zużycia energii w małych gospodarstwach domowych i biurach stanowi bardzo znaczącą część . Badania, takie jak te przeprowadzone przez Uniwersytet Lancaster, sugerują, że samo korzystanie z internetu może stanowić bardzo dużą część globalnej produkcji energii elektrycznej w ciągu kilku lat, jeśli obecne trendy się utrzymają.

Pod względem emisji technologie informacyjne i komunikacyjne są często porównywane do sektorów takich jak lotnictwo. Firmy konsultingowe, takie jak Gartner, szacują emisję CO2 z sektora ICT na mniej więcej tyle samo, co z transportu lotniczego, czyli blisko 2% globalnych emisji , podczas gdy inne badania podnoszą całkowity udział ekosystemu cyfrowego do poziomu 3-4% i ten wskaźnik rośnie.

Musimy również wziąć pod uwagę efekt odbicia: wzrost efektywności zazwyczaj obniża koszty usług cyfrowych i zachęca do ich szerszego wykorzystania oraz tworzenia nowych aplikacji . Ostatecznie korzyści w jednym obszarze są tracone w innym, a całkowite zużycie energii wzrasta. Cyfryzacja napędza również ogólny wzrost gospodarczy i powstawanie nowych usług, które uzupełniają istniejące, a nie je zastępują.

Z tych wszystkich powodów wielu ekspertów podkreśla, że ​​zielone IT nie może ograniczać się do wydajnej technologii. Konieczne jest połączenie udoskonaleń technicznych ze zmianami w modelach biznesowych, wzorcach użytkowania i polityce publicznej , aby postęp cyfrowy nie wiązał się koniecznie ze wzrostem zużycia energii i emisji.

Odpad elektroniczny, cykl życia i ślad węglowy

Jednym z najbardziej widocznych aspektów wpływu informatyki jest ogromna ilość odpadów elektronicznych generowanych przez ciągłą wymianę urządzeń : komputerów, telefonów komórkowych, telewizorów, systemów dźwiękowych, drukarek itp. Spadające ceny i starzenie się sprzętu (czasem celowe, a czasem po prostu funkcjonalne) sprawiają, że wymieniamy nasze urządzenia na długo przed końcem ich fizycznego okresu użytkowania.

Na przykład w krajach takich jak Meksyk, według różnych oficjalnych raportów, każdego roku wytwarza się od 150 000 do 180 000 ton odpadów elektronicznych . Znaczna część tych odpadów trafia na wysypiska śmieci lub gromadzi się w domach i firmach bez odpowiedniego przetwarzania. Tylko niewielka część jest poddawana recyklingowi w ramach certyfikowanych procesów, a reszta jest zarządzana nieformalnie lub po prostu porzucana.

Stanowi to nie tylko utratę cennych materiałów (pierwiastków ziem rzadkich, metali, wysokiej jakości tworzyw sztucznych), ale także wyraźne ryzyko skażenia gleby i wód gruntowych metalami ciężkimi i substancjami toksycznymi . Dlatego Green IT kładzie nacisk na politykę recyklingu sprzętu elektronicznego, programy zbiórki, odpowiedzialność producentów za koniec cyklu życia swoich produktów oraz ramy regulacyjne nakazujące zarządzanie tymi odpadami.

Niektóre duże firmy technologiczne uruchomiły inicjatywy mające na celu ponowne wykorzystanie i recykling: bezpłatne programy zbiórki własnego sprzętu, kampanie na rzecz oddawania telefonów komórkowych i baterii do autoryzowanych punktów zbiórki oraz umowy z organami ochrony środowiska dotyczące instalowania dedykowanych pojemników. Jednak w wielu krajach wciąż brakuje kultury recyklingu sprzętu elektronicznego i przepisów nakazujących systematyczny recykling.

Z tym marnotrawstwem wiąże się koncepcja śladu węglowego. Ten wskaźnik mierzy całkowitą ilość gazów cieplarnianych związaną z całym cyklem życia produktu lub działalności , od wydobycia surowców do końca cyklu życia. W informatyce obejmuje to produkcję, dystrybucję, użytkowanie, konserwację i ostateczną utylizację.

Centra danych, efektywność energetyczna i ekologiczne projektowanie

Centra danych są prawdopodobnie najważniejszym i najbardziej widocznym aspektem Zielonego IT. W obiektach tych mieszczą się tysiące serwerów, systemów pamięci masowej, sieci, systemów klimatyzacyjnych, zasilaczy UPS i innych urządzeń o bardzo wysokim zużyciu energii elektrycznej . Ich konstrukcja i działanie odróżniają infrastrukturę energochłonną od infrastruktury znacznie bardziej kontrolowanej.

Dobrze zaplanowany projekt centrum danych ma na celu optymalizację wykorzystania przestrzeni, minimalizację strat energii, poprawę przepływu powietrza i zmniejszenie obciążenia chłodzenia . Nie ma jednej recepty, ale istnieje zestaw najlepszych praktyk: dobrze oddzielone korytarze ciepłego i zimnego powietrza, wykorzystanie niskich temperatur otoczenia (chłodzenie swobodne), stosowanie chłodzenia cieczą w razie potrzeby, szczegółowe systemy monitorowania zużycia energii itd.

Firmy takie jak Google, Microsoft, AWS i IBM od lat udoskonalają swoje strategie w tym obszarze. Niektóre z nich przeniosły centra danych w pobliże odnawialnych źródeł energii, takich jak elektrownie wodne, aby zasilać swoje obiekty energią elektryczną o niskiej emisji . Inne opracowały własne oprogramowanie do monitorowania zużycia energii w czasie rzeczywistym i dostosowywania obciążeń, aktywowania lub dezaktywowania serwerów w zależności od zapotrzebowania, a nawet ponownego wykorzystywania generowanego ciepła.

Kluczowe znaczenie ma również zastosowany sprzęt. Podczas wdrażania serwerów, pamięci masowej, systemów zasilania (UPS) czy systemów klimatyzacji, wybór energooszczędnego sprzętu z certyfikatami energetycznymi ma bezpośredni wpływ na rachunki za prąd i ślad węglowy . Szacuje się na przykład, że każdy wat pobierany przez serwer wymaga znacznie większej ilości watów infrastruktury pomocniczej (chłodzenia, dystrybucji, redundancji itp.).

Sama architektura pamięci masowej oferuje możliwości udoskonalenia. Badania pokazują, że do większości plików przechowywanych w dużych organizacjach dostęp uzyskuje się bardzo rzadko , co otwiera drogę do technologii takich jak MAID (Massive Array of Idle Disks), gdzie dyski są wyłączane, gdy nie są używane, co drastycznie zmniejsza zużycie energii bez utraty rozsądnej dostępności.

Kluczowe technologie zielonego IT: wirtualizacja, chmura i sieci

Jednym z najpotężniejszych narzędzi Zielonego IT jest wirtualizacja, która umożliwia konsolidację wielu serwerów logicznych na jednej maszynie fizycznej . Poprawia to poziom wykorzystania (w porównaniu z serwerami fizycznymi niewykorzystanymi na poziomie 10-20%) i zmniejsza ilość wymaganego sprzętu, co przekłada się na oszczędności energii, miejsca i chłodzenia.

Wirtualizacja nie dotyczy tylko serwerów. Sieci, pamięć masowa i komputery stacjonarne również mogą być wirtualizowane , co ułatwia centralizację zasobów, redukcję rozproszonego sprzętu i lepsze zarządzanie zużyciem energii. Ten trend nasilił się, szczególnie w czasie kryzysów energetycznych, i nadal zyskuje na popularności dzięki oszczędnościom operacyjnym i ekologicznym.

Chmura obliczeniowa opiera się na wielu z tych zasad. Zamiast wdrażać przerośniętą infrastrukturę w każdej firmie, chmura koncentruje zasoby w dużych, wysoce zoptymalizowanych centrach danych, dzieląc pojemność między wielu klientów . Zwiększa to wskaźniki wykorzystania i zazwyczaj przekłada się na niższe ogólne zużycie w porównaniu ze scenariuszami z niewykorzystaną infrastrukturą lokalną.

Koncepcja komputerów typu thin client również zyskała na popularności ; są to bardzo proste, energooszczędne stacje robocze, które delegują większość przetwarzania do serwerów centralnych . W porównaniu z tradycyjnym komputerem stacjonarnym, który zużywa około 80–100 W przy średnim użytkowaniu, komputer typu thin client może pracować przy znacznie niższych wartościach mocy, a w połączeniu z wydajnymi serwerami, ogólna efektywność energetyczna jest zazwyczaj lepsza.

Ponadto istnieją rozproszone sieci obliczeniowe i przetwarzanie siatkowe, które umożliwiają łączenie zasobów z wielu węzłów w celu rozwiązywania złożonych problemów bez konieczności korzystania z pojedynczych superkomputerów . Odpowiednio zarządzane, mogą one wykorzystywać niewykorzystaną moc obliczeniową i efektywniej kierować ją do konkretnych zadań, integrując się ze strategiami Green IT.

Praca zdalna, spotkania wirtualne i trzeźwość cyfrowa

Zielone IT to nie tylko sprzęt. Wiele działań wiąże się ze zmianą sposobu, w jaki korzystamy z technologii na co dzień. Praca zdalna i wirtualne spotkania to klasyczne przykłady tego, jak technologie informacyjno-komunikacyjne (ICT) mogą zmniejszyć liczbę dojazdów do pracy, zużycie paliwa i związane z tym emisje . Mniej codziennych dojazdów do pracy lub mniej lotów służbowych może oznaczać znaczną redukcję emisji CO2.

Badania przeprowadzone w Stanach Zjednoczonych wykazały, że gdyby znaczna część pracowników, którzy mogą wykonywać swoje zadania zdalnie, unikała dojazdów do pracy kilka dni w tygodniu, można by zaoszczędzić miliardy litrów paliwa rocznie . Do tego dochodzą inne pozytywne skutki uboczne, takie jak mniejsze korki w miastach i mniejsze obciążenie infrastruktury transportowej.

Jednak digitalizacja może również prowadzić do nadmiernej konsumpcji, jeśli usługi intensywnie wykorzystujące dane są nadmiernie eksploatowane. Dlatego mówimy o cyfrowej powściągliwości: korzystaniu z technologii, które rzeczywiście dodają wartości, unikając marnowania zasobów na zbędne zastosowania . Oznacza to na przykład korzystanie z wideokonferencji w razie potrzeby, ale bez nadmiernego organizowania spotkań; unikanie zbędnego duplikowania plików; oraz moderowanie korzystania z usług streamingowych, gdy nie przyczyniają się one do kontekstu zawodowego.

W tym obszarze w Europie opracowywane są ramy, takie jak GR491, które zawierają zalecenia i kryteria dotyczące ekoprojektowania usług cyfrowych . Obejmuje ona aspekty strategii, architektury, rozwoju front-endu i back-endu, treści i hostingu, mając na celu ukierunkowanie organizacji i zespołów technicznych na lżejsze, bardziej wydajne i społecznie inkluzywne rozwiązania.

Koncepcje takie jak cyfrowa zieleń, która koncentruje się na odpowiedzialnym wykorzystaniu danych, IoT, sztucznej inteligencji i technologii blockchain dla zrównoważonego rozwoju , uzupełniają tradycyjną zieloną technologię IT, która koncentruje się bardziej na efektywności energetycznej i zarządzaniu sprzętem. Razem wskazują one na bardziej świadomą kulturę korzystania z technologii, zgodną z celami klimatycznymi.

Najlepsze praktyki w zakresie zielonych technologii informatycznych w firmach i administracji publicznej

W praktyce strategia Green IT w organizacji przekłada się na konkretne polityki, procedury i decyzje na wielu różnych poziomach . Nie jest to kwestia wyłącznie działu IT; obejmuje ona zakupy, infrastrukturę, zasoby ludzkie, zarządzanie i oczywiście użytkowników.

Do najczęstszych działań należą redukcja lub eliminacja substancji niebezpiecznych w sprzęcie, wybór sprzętu z certyfikatami środowiskowymi, wydłużenie cyklu życia oraz promowanie możliwości naprawy zamiast wcześniejszej wymiany. Zachęca się również do recyklingu sprzętu, materiałów eksploatacyjnych i podzespołów, a także do tworzenia przejrzystych kanałów odbioru i zagospodarowania odpadów.

Na poziomie operacyjnym zaawansowane organizacje zazwyczaj wdrażają zasady oszczędzania energii na stacjach roboczych i w centrach danych : automatyczne wyłączanie nieużywanych urządzeń, konfigurowanie trybu uśpienia, monitorowanie zużycia, konsolidacja niewykorzystanych serwerów, migracja do chmury, gdy ma to sens, oraz wdrażanie rozbudowanej wirtualizacji.

Wszystkiemu temu towarzyszą decyzje infrastrukturalne: wydajne chłodzenie, korzystanie z odnawialnych źródeł energii, czujniki regulujące oświetlenie i klimatyzację, przeprojektowanie obiektów w celu ograniczenia strat oraz plany konserwacji zapobiegawczej, aby urządzenia działały w optymalnym zakresie.

Niektóre administracje publiczne i firmy świadczące usługi energetyczne wykazały, że audyty energetyczne i plany poprawy efektywności energetycznej mogą przynieść znaczne oszczędności kosztów , a także znaczącą redukcję emisji CO2. Przegląd poziomu oświetlenia, wymiana przestarzałego sprzętu, wdrożenie inteligentnych systemów zarządzania i dostosowanie klimatyzacji to działania, które zazwyczaj zwracają się w krótkim czasie.

Zalety i wyzwania związane z wdrażaniem zielonych technologii informatycznych

Poza oczywistymi korzyściami dla planety, inicjatywy Green IT przynoszą szereg korzyści biznesowych, które, jeśli zostaną dobrze zakomunikowane, pomagają uzasadnić inwestycje i zmiany organizacyjne . Pierwszą z nich jest oszczędność kosztów: mniejsze zużycie energii oznacza niższe rachunki za prąd, a zoptymalizowana infrastruktura zazwyczaj wymaga mniej miejsca i mniejszych wydatków na ogrzewanie i chłodzenie.

Kolejną wyraźną zaletą jest zwiększona wydajność operacyjna: systemy o większej wielkości, mniej przestojów związanych z przegrzaniem, mniej sprzętu do zarządzania i mniejsza złożoność przekładają się na stabilniejszą i bardziej elastyczną infrastrukturę IT. Wirtualizacja, chmura obliczeniowa i usprawniona pamięć masowa skracają czas wdrażania aplikacji i ułatwiają skalowalność.

Coraz ważniejszy jest również aspekt reputacyjny. Organizacje, które wykazują poważne zaangażowanie w zrównoważony rozwój technologiczny, poprawiają wizerunek swojej marki, przyciągają talenty i dostosowują się do oczekiwań konsumentów, inwestorów i organów regulacyjnych . W niektórych sektorach to zróżnicowanie może stać się wyraźną przewagą konkurencyjną.

Z perspektywy regulacyjnej, wiele jurysdykcji zmierza w kierunku zaostrzenia przepisów środowiskowych dotyczących efektywności energetycznej, emisji i gospodarki elektrośmieciami . Przewidywanie tych zmian poprzez politykę Green IT pomaga uniknąć kar, ułatwia zachowanie zgodności i pozycjonuje organizację jako odpowiedzialnego lidera.

Oczywiście, istnieją pewne wyzwania: początkowe inwestycje, konieczność szkoleń, wewnętrzny opór wobec zmian oraz trudności w wiarygodnym zmierzeniu rzeczywistego wpływu ICT . Co więcej, istnieje ryzyko greenwashingu, jeśli drobne osiągnięcia są przedstawiane jako przełomowe, bez odniesienia się do sedna problemu. Kluczem jest wyznaczanie realistycznych celów, opieranie się na danych i ciągłe doskonalenie.

Rola innowacji, sztucznej inteligencji i przyszłych trendów

Przyszłość Green IT zależy od innowacji technologicznych, badań nad nowymi materiałami i architekturami oraz inteligentnego wykorzystania sztucznej inteligencji . W dziedzinie sprzętu miniaturyzacja napędzała rewolucję cyfrową, ale jednocześnie drastycznie zwiększyła gęstość mocy, a co za tym idzie, wyzwania związane z chłodzeniem.

Naukowcy zajmujący się nanotechnologią pracują nad urządzeniami zdolnymi do przechowywania i przetwarzania informacji przy znacznie niższym zużyciu energii , takimi jak magnetyczne nanodruty czy nowe typy chipów, które mogłyby działać bez ciągłego zasilania lub z minimalnymi stratami. Chociaż wiele z tych rozwiązań jest wciąż w fazie eksperymentalnej, torują one drogę do z natury bardziej wydajnych obliczeń.

Z drugiej strony, sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe są wykorzystywane do optymalizacji wykorzystania zasobów w czasie rzeczywistym w centrach danych, sieciach i urządzeniach . Algorytmy przewidujące obciążenie i dostosowujące częstotliwości procesorów, wyłączające nieużywane węzły, redystrybuujące zadania w celu lepszego wykorzystania dostępnej energii lub dynamicznie integrujące odnawialne źródła energii są już rzeczywistością w niektórych środowiskach.

Internet Rzeczy (IoT) wykorzystuje czujniki mierzące temperaturę, zużycie energii, obecność osób i warunki środowiskowe, umożliwiając automatyczną regulację systemów . Na przykład w inteligentnych budynkach dane te są łączone z algorytmami sterowania, co pozwala na ograniczenie wydatków na oświetlenie, ogrzewanie i inne usługi bez utraty komfortu.

Wreszcie, duże firmy technologiczne stawiają sobie ambitne cele: działać wyłącznie w oparciu o energię odnawialną, osiągnąć neutralność klimatyczną, a nawet ujemną emisję dwutlenku węgla w stosunkowo krótkim czasie. Obejmuje to przeprojektowanie centrów danych w kierunku modeli gospodarki o obiegu zamkniętym, ponowne wykorzystanie komponentów, zobowiązanie się do długoterminowych umów na zieloną energię oraz rozwój bardziej energooszczędnego oprogramowania i modeli sztucznej inteligencji.

Łącznie wszystkie te elementy wskazują na scenariusz, w którym zielone technologie informatyczne przestaną być opcjonalnym dodatkiem, a staną się kluczowym kryterium planowania technologicznego, strategii biznesowej i polityki publicznej . W miarę jak koszty technologii cyfrowych dla klimatu stają się coraz bardziej widoczne, presja społeczna, regulacyjna i ekonomiczna będzie coraz bardziej skłaniać się ku modelom, w których innowacja i zrównoważony rozwój idą ręka w rękę.

Jeśli ewolucja Green IT jasno to pokazuje, to to, że technologia nie jest wrogiem, ale narzędziem, które może przyspieszyć lub spowolnić kryzys klimatyczny, w zależności od sposobu jej zaprojektowania, użytkowania i zarządzania . Inwestowanie w zielone, wydajne technologie IT, zgodne z gospodarką o obiegu zamkniętym, nie tylko redukuje koszty i ryzyko, ale także stawia firmy, administracje i osoby prywatne w lepszej pozycji, aby nadal korzystać z zalet technologii cyfrowej bez dalszego obciążania planety.

Podobne artykuły:

Koncepcja technologii: 7 rewolucyjnych perspektyw, które zmienią Twój światopogląd