Cyfrowa planeta

Ile energii potrzeba, by wysłać e-mail o „wadze” jednego megabajta?

Francuskie centrum badawcze CNRS obliczyło, że około 25 watów na godzinę, co odpowiada emisji 20 gramów dwutlenku węgla. Grupa badawcza Radicati oszacowała, że w 2019 r. codziennie wysyłane są 293 miliardy e-maili. Prąd, który na to pozwala, jest w większości wytwarzany podczas spalania paliw kopalnych.

Farmy serwerów przetwarzają ogromne ilości danych na całym świecie. Mnóstwa elektryczności wymaga uruchomienie, praca i klimatyzowanie sprzętu.

Koncentracja centrów danych, zwłaszcza tych, które wykorzystuje Amazon w amerykańskim stanie Wirginia, przesyła 70% światowego ruchu internetowego. Zaspokojenie rosnącego apetytu na prąd zmusiło firmę Dominion, lokalnego dostawcę, do złamania „zielonych” obietnic i przestawienia się na nieodnawialne źródła energii.

Aplikacje przyspieszają wyczerpywanie baterii telefonu i skracają ich żywotność. (Szczególnie obciążająca jest Snapchat – usługa przesyłania wiadomości automatycznie włączająca aparat.)

Wzrost liczby usług z zakresu przesyłania strumieniowego znacznie pogarsza sytuację. Już w 2017 r. internetowa sensacja K-pop „Gangnam Style”, którą odtworzono ponad 2,7 miliarda razy, pochłonęła roczną wydajność małej elektrowni. Oglądanie materiałów wideo składa się na prawie 60% całego ruchu internetowego „downstream” z serwerów na poszczególne urządzenia. Z raportu amerykańskiej grupy analitycznej Sandvine wynika, że tylko Netflix generuje go w 15%.

W 2000 r. naukowcy z Uniwersytetu Glasgow i Uniwersytetu Oslo odkryli, że przemysł muzyczny w Stanach Zjednoczonych wprowadzał do atmosfery 150 tysięcy ton gazów cieplarnianych rocznie. Jednak do 2016 r. – w ślad za dużą redukcją zużycia plastiku na fabrykowanie płyt CD – przechowywanie i udostępnianie plików muzycznych w Internecie podniosło ten poziom do 200–350 tysięcy ton.

W ramach obecnego globalnego koszyka energetycznego udział emisji gazów cieplarnianych będących rezultatem ekapansji technologii informacyjnych i komunikacyjnych wzrośnie z 2,5% w 2013 r. do 4% w 2020 r., poinformowali autorzy raportu francuskiej grupy eksperckiej Shift Project. Oznacza to, że sektor uwalnia więcej CO2 niż lotnictwo cywilne (w 2018 r. miało ono 2% udział w emisjach) i jest na dobrej drodze, by zrównać się pod względem destabilizującego wpływu na klimat z samochodami (8%).

Internet (Wszech)rzeczy

Naukowcy ze Szkoły Informatyki i Komunikacji przy Uniwersytecie Lancaster (School of Computing and Communications) stwierdzili, że rosnąca liczba zdalnych czujników cyfrowych i podłączonych do Internetu urządzeń – powszechnie znanych jako „Internet (Wszech)rzeczy” – ma potencjał, by spowodować bezprecedensowy i zasadniczo niemal nieograniczony wzrost konsumpcji energii elektrycznej przez „technologie inteligentne”.

W swoim dokumencie dyskusyjnym z 11 sierpnia 2016 r. pt. Czy istnieją granice wzrostu transmisji danych?: O wykorzystaniu czasu, generowaniu danych i prędkości badacze podkreślają, że w ostatnich latach korzystanie z Internetu uległo pomnożeniu, ponieważ coraz więcej ludzi ogląda strumieniowane materiały wideo na telefonach, komputerach i telewizorach 4K, regularne sprawdza konta na Facebooku i Twitterze, a nawet wykorzystuje media społecznościowe do śledzenia swoich biegowych i rowerowych tras.

Według Ofcomu, brytyjskiego organu nadzoru telekomunikacyjnego, miesięczne domowe wolumeny danych szerokopasmowych w Wielkiej Brytanii zwiększyły się gwałtownie z 17 GB w 2011 r. do 82 GB w 2015 r. Chociaż urządzeń mobilnych jest zazwyczaj mniej, to ich liczba rośnie wykładniczo – Ericsson i Cisco informują, iż podwaja się co kilka lat.

Ta eksplozja tworzenia danych przyniosła ze sobą powiązany skok w poborze prądu. Nie zaradziła temu poprawa wydajności energetycznej. Aktualne szacunki sugerują, że Internet stanowi 5% globalnego zapotrzebowania na elektryczność, ale powiększa się ono w tempie 7% rocznie – ponad dwa razy szybciej niż całkowita światowa konsumpcja energii.

Do tej pory istniał potencjalny limit przyrostu danych. Była nim liczebność ludzkiej populacji oraz określona ilość godzin w ciągu dnia, którą ludzie mogą przeznaczyć na interakcje z technologiami internetowymi. Jednakże autonomiczne strumieniowanie danych przez miliardy czujników wbudowanych w infrastrukturę uliczną, sterowane automatycznie pojazdy, termostaty domowe, przemysłowe procesy produkcyjne, takie jak szyby naftowe, usuwa istniejące ograniczenia wzrostu zużycia energii elektrycznej przez Internet.

Obecnie do „Internetu (Wszech)rzeczy” podłączonych jest 6,4 miliarda urządzeń. Do 2020 r. liczba ta ma osiągnąć 21 miliardów. Autorzy z Lancaster podkreślają, że jasnego sposobu na ograniczenie ilości danych nie ma.

Kryptowaluty

Czasopismo Joule, periodyk poświęcony zagadnieniom związanym z energią, opublikowało 16 kwietnia 2018 r. dochodzenie Alexa Vriesa, ekonomisty finansowego i specjalisty ds. technologii łańcucha bloków (ang. blockchain), który wyliczył, iż sieć Bitcoin pożera obecnie co najmniej 2,55 gigawata rocznie. Dla porównania, zbliżona ilość energii zasila Irlandię. Analityk zapowiada, że zapotrzebowanie sieci na elektryczność może na przestrzeni miesięcy wzrosnąć nawet kilkakrotnie.

Bitcoiny są „wydobywane” przez komputery, które dokonują obliczeń; im dłużej kryptowaluta jest w obiegu, tym więcej prądu pochłania „wykopanie” każdej cyfrowej „monety” (w 2009 r. jej koszt energetyczny był czterokrotnie mniejszy). W teorii istnieje również punkt krytyczny, po przekroczeniu którego energia potrzebna do przeprowadzenia takiej czynności będzie droższa niż sam bitcoin. Operacje finansowe wykorzystujące ten środek płatniczy także wymagają prądu (jedna transakcja zasilałaby teraz dom przez cały tydzień), zatem im częściej i powszechniej go stosujemy, tym więcej dwutlenku węgla wprowadzamy do atmosfery.

Wyliczenia De Vriesa nie uwzględniają nawet wydatków energetycznych innych popularnych kryptowalut takich jak Ethereum czy Ripple.

E-śmieci i metale ziem rzadkich

Według raportu ONZ cywilizacja przemysłowa wytwarza 50 milionów ton odpadów elektronicznych i elektrycznych rocznie. (Ta astronomiczna liczba nie powinna dziwić – samych smartfonów sprzedano w 2018 r. 1,56 miliarda sztuk.) Ważą one więcej od wszystkich samolotów komercyjnych, jakie kiedykolwiek wzbiły się w powietrze. Tylko 20% tego bezmiaru poddaje się recyklingowi.

Organizacja pozarządowa Basel Action Network ustaliła, iż Unia Europejska wysyła do krajów Trzeciego Świata około 350 tysięcy ton odpadów elektronicznych i elektrycznych rocznie (kategoria ta obejmuje też urządzenia AGD). Praktyka pozbywania się e-śmieci prowadzi do lokalnego skażenia środowiska na ogromną skalę – w każdym sezonie zabija ono 4 miliony osób. Presja, by urządzenia były mniejsze i bardziej wydajne poważnie zwiększa koszty recyklingu. Ilość energii potrzebna do odseparowania i odzyskania metali rośnie, co jest funkcją złożoności układu.

Kopalnia metali ziem rzadkich

Wyścig o zapewnienie dostępu do pokładów metali ziem rzadkich potęguje wylesianie i zanieczyszczanie krajobrazów głównie w Afryce i Azji. Służba Geologiczna USA definiuje ziemie rzadkie jako grupę 17 pierwiastków – w jej skład wchodzi m.in. żelazo szare i srebrzyste metale błyszczące, które są zazwyczaj miękkie, plastyczne, ciągliwe i reaktywne. Warunkują one istnienie cyfrowej cywilizacji technologicznej. Bez nich niemożliwe byłoby wyprodukowanie smartfonów, turbin wiatrowych, obiektywów kamer, magnesów, systemów rakietowych czy elektrowni jądrowych. Chiny kontrolują około 95% światowej podaży, z czego blisko połowa pochodzi z Baotou – 2,5-milionowego miasta w autonomicznym regionie Mongolii Wewnętrznej.

Przetwarzanie metali ziem rzadkich to jeden z najbrudniejszych interesów. Ich ruda często zawiera materiały radioaktywne (m.in. tor), a oddzielenie pszenicy od plew wymaga zastosowania ogromnych ilości rakotwórczych toksyn – siarczanów, amoniaku i kwasu solnego. Obróbka jednej tony ziem rzadkich generuje 2 000 ton zabójczych odpadów. Firmy wydobywcze z Baotou odprowadzają do potężnych rezerwuarów 10 milionów ton trującego szlamu rocznie.

Największa kopalnia odkrywkowa – zlokalizowana 120 kilometrów od miasta w okręgu górniczym na pustyni Gobi – ma głębokość 1 000 metrów i rozciąga się na 48 kilometrów kwadratowych (na zdjęciach satelitarnych NASA z 2012 r. jest widoczna jako jeden z wielu gigantycznych, czarnych kraterów, w których bez śladu zniknęłyby plamki pobliskich osiedli mieszkaniowych). Największy na świecie zbiornik odpadów kopalnianych – niekończąca się przestrzeń lepkiej szarości – zbudowała w latach 50. XX w. Stalownia Baotou. Przez ostatnie 20 lat jego trująca zawartość przenika do wód gruntowych i spływa do Żółtej Rzeki, głównego źródła wody pitnej znacznej części północnych Chin.

Tymczasem trwa wyścig, by złamać chiński monopol. Pod koniec 2018 r. japońscy naukowcy triumfalnie ogłosili odkrycie 16 milionów ton metali ziem rzadkich. Tak się składa, że złoża znajdują się na głębokości 6 000 metrów pod obszarem dna oceanicznego o powierzchni 2 500 kilometrów kwadratowych. Pozyskanie 1 000 ton metali wymagałoby usunięcia ponad miliona ton osadów morskich”. Eksploatacja znaleziska zniszczyłaby liczący tysiące kilometrów habitat w zachodnim rejonie umierającego Pacyfiku i wpompowała do atmosfery miliony ton CO2. Branżowi eksperci postarają się, by nastąpiło to jak najszybciej – opracowują już „opłacalną” metodę wydobycia minerałów.

Jeśli uzna Pani/Pan moją pracę za wartościową i zasługującą na symboliczne wsparcie, proszę rozważyć możliwość zostania moim Patronem. Dziękuję.

Wpis powiązany tematycznie: Plastikowa planeta

Oprac. i tłum. exignorant

Ten wpis został opublikowany w kategorii Pułapka technologiczna. Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.