W obliczu rosnącego zapotrzebowania na energię w branży IT, jak można zmniejszyć wpływ na środowisko?
W obliczu rosnącego zapotrzebowania na energię w branży IT, jak można zmniejszyć wpływ na środowisko?
Obecnie nienasycony popyt na usługi cyfrowe i łączność powoduje znaczny rozwój infrastruktury informatycznej i komunikacyjnej. Nieuniknione jest, że w związku z tak szybkim rozwojem konieczne będzie zwiększenie zapotrzebowania na energię elektryczną, aby zasilić centra danych i systemy obliczeń brzegowych napędzające tę cyfrową transformację.
Centra danych stanowią kręgosłup światowej gospodarki cyfrowej, a według różnych analityków odpowiadają za około 1-2 procent globalnego zużycia energii elektrycznej. Szacuje się jednak, że w 2020 roku cały sektor IT będzie odpowiadał za 5-15% światowego zużycia energii.
Pozostaje jednak zasadnicze pytanie: o ile więcej energii będzie potrzebował nasz sektor w związku z gwałtownym rozwojem cyfryzacji? I jak można sprostać tym wymaganiom bez zwiększania problemów środowiskowych spowodowanych zwiększoną emisją dwutlenku węgla?
Akceleracja cyfrowa jest powszechna
Biorąc pod uwagę nieprzewidywalność rozwoju dzisiejszej infrastruktury cyfrowej w ciągu następnej dekady oraz nieznane formy, jakie przybierze technologia, można argumentować, że trudno będzie dokładnie przewidzieć, jak duże będzie zapotrzebowanie na energię. Na przykład, kto mógł przewidzieć zmiany wywołane pandemią wirusa Covid-19 i związany z nią cyfrowy wpływ blokad?
Nikt nie mógł przewidzieć, że baza użytkowników aplikacji Zoom wzrośnie z 10 mln do 200 mln w okresie od grudnia 2019 r. do marca 2020 r. Gdyby tak wiele osób nie zostało zmuszonych do pracy lub kształcenia się zdalnie, można by się zastanawiać, czy zapotrzebowanie na technologie cyfrowe wzrosłoby tak szybko?
Nie ulega wątpliwości, że kiedy nastąpiły globalne blokady, cały świat zalogował się do sieci, a ruch w Internecie gwałtownie wzrósł. Od czasu wybuchu epidemii znacznie wzrosła liczba użytkowników internetu na całym świecie korzystających z domowych mediów cyfrowych i strumieniowej transmisji wideo, przy czym około 51% światowej populacji korzysta z większej liczby usług strumieniowej transmisji danych, a 45% spędza więcej czasu w serwisach komunikacyjnych.
Przedsiębiorstwa i konsumenci stali się zależni od tych technologii cyfrowych, które z kolei są zależne od centrów danych, zasilania i rozproszonej infrastruktury informatycznej. Technologia ta jest wbudowana w strukturę gospodarki cyfrowej, a bez niej życie przed i po pandemii wyglądałoby zupełnie inaczej.
Prognozy dotyczące energii w sektorze IT
Różne podmioty próbowały przewidzieć poziom zapotrzebowania na energię elektryczną niezbędną do utrzymania gospodarki cyfrowej, a towarzyszących temu analiz jest wiele. Instytut Badań nad Zrównoważonym Rozwojem Schneider Electric przeprowadził własną analizę badawczą mającą na celu oszacowanie ilości energii elektrycznej, która prawdopodobnie będzie potrzebna sektorowi IT. Analiza ta została opublikowana w naszym raporcie Digital Economy and Climate Impact Report.
Biorąc pod uwagę potencjalne ulepszenia zarówno w zakresie technologii informatycznych, jak i wydajności energetycznej, których można się spodziewać w nadchodzących latach, przewidujemy, że globalne zapotrzebowanie na energię elektryczną w sektorze IT będzie rosło ze złożoną roczną stopą wzrostu (CAGR) równą 5%: Do 2030 roku osiągnie ono wartość 3200 TWh, co oznacza 50-procentowy wzrost zużycia energii w ciągu następnej dekady.
Oczywiście wielu innych analityków próbowało przewidzieć zapotrzebowanie na energię w IT, a ze względu na brak standardowych ram wyniki są zarówno różne, jak i liczne. Jedna z najbardziej znanych analiz została opracowana przez Andersa Andrae w 2015 roku i przewidywała najgorszy scenariusz na poziomie 30 700 TWh, czyli ponad 10 razy więcej niż nasze szacunki. W poprawionej wersji tego opracowania, opublikowanej w 2020 r., przewiduje się, że zapotrzebowanie na energię IT do 2030 r. wyniesie od 2200 do 3200 TWh, co jest bardzo zbliżone do wyników badań Schneider Electric Sustainability Research Institute.
Wzrost energii i przyjęcie technologii cyfrowych
Nie ulega wątpliwości, że będziemy potrzebować więcej energii, aby utrzymać nasz cyfrowy styl życia, a obowiązkiem wszystkich kluczowych interesariuszy w sektorze IT i centrów danych jest zapewnienie jak najbardziej efektywnego i zrównoważonego wykorzystania energii.
Dane opublikowane w Raporcie na temat wpływu gospodarki cyfrowej i klimatu przewidują, że 75% wzrostu zużycia energii elektrycznej do roku 2030 będzie pochodzić z centrów danych i sieci, przy czym największymi czynnikami napędzającymi będą wymagania w zakresie obliczeń i przechowywania danych (big data) i sztucznej inteligencji (AI), w przypadku których spodziewany jest znaczny wzrost, oraz łączności mobilnej, która będzie napędzana przez rozwój sieci 5G.
Najbardziej widocznym dowodem rozwoju usług cyfrowych jest wzrost ruchu IP, który według przewidywań firmy Cisco do 2023 r. będzie rósł w tempie 26% CAGR. W tym samym okresie Cisco przewiduje jeszcze szybszy, 46-procentowy wzrost ruchu danych w sieciach komórkowych, a Schneider Electric przewiduje, że do 2030 r. sieci 5G mogą stanowić 70 proc. ruchu w sieciach komórkowych.
W związku z tym przewidujemy, że do 2030 r. całkowite zużycie energii elektrycznej związanej z sieciami telekomunikacyjnymi będzie rosło w tempie 10 procent CAGR. Skoro tak, to jak rozwiązać problem zrównoważonego rozwoju?
Dekarbonizacja cyfrowej przyszłości
W ostatnich latach wydajność dużych centrów danych znacznie się poprawiła, częściowo dzięki zwiększonej wirtualizacji, poprawie wydajności chłodzenia oraz zwróceniu większej uwagi na takie wskaźniki, jak efektywność wykorzystania energii (PUE). Stała poprawa wskaźnika PUE w przypadku większych instalacji zostanie jednak prawdopodobnie zniwelowana przez wzrost liczby mniejszych, bardziej rozproszonych centrów danych na brzegu sieci.
Ponieważ coraz więcej technologii informatycznych przenosi się do sieci brzegowych, konieczne jest wdrażanie rozproszonej infrastruktury informatycznej w sposób zrównoważony, wyciągając wnioski z dotychczasowych wdrożeń w centrach danych. Dlatego najważniejsze jest projektowanie systemów z zastosowaniem większej standaryzacji, budowanie ich z myślą o określonym wskaźniku PUE oraz zapewnienie zarządzania obiektami w sposób zapewniający zarówno odporność, jak i efektywność energetyczną.
Zapewnienie, że taki rozwój infrastruktury informatycznej nie spowoduje porównywalnego wzrostu emisji dwutlenku węgla, wymaga również zaangażowania całej branży w proces dekarbonizacji. Firmy energetyczne już teraz przechodzą na odnawialne i bezemisyjne metody produkcji, ale interesariusze z branży IT muszą nadal stosować strategie, które zapewniają zrównoważony rozwój w całym ekosystemie cyfrowym - od projektowania systemów, przez zaopatrzenie, aż po eksploatację obiektów.
Z naszej analizy wynika, że zapotrzebowanie na energię elektryczną w sektorze IT wzrośnie do 2030 roku o 50 procent, natomiast emisje nie zwiększą się o więcej niż 26 procent. Wynika to w dużej mierze z dekarbonizacji systemu elektroenergetycznego. Ponadto, ponieważ duże firmy z branży IT nadal podejmują zdecydowane zobowiązania do redukcji emisji CO2 w ramach swojej działalności, nasz raport wskazuje, że emisje sektora IT mogą zostać zneutralizowane do 2030 roku.
Nie ulega wątpliwości, że technologie cyfrowe mogą bezpośrednio przyczynić się do zmniejszenia całkowitego zapotrzebowania na energię we wszystkich gałęziach przemysłu. Dzięki zwiększonej elektryfikacji, ograniczeniu marnotrawstwa energii i współpracy na rzecz zrównoważonego rozwoju nasz sektor ma możliwość budowania prawdziwie zrównoważonej, cyfrowej przyszłości.
Marc Garner, wiceprezes Secure Power Division w Wielkiej Brytanii i Irlandii, Schneider Electric
Originally published on ITProPortal