Postęp cyfrowy kojarzy się nam z wygodą i ekologią. I choć dostępność wielu danych i treści w dowolnym miejscu i czasie bez wątpienia jest bardzo komfortowa, to niekoniecznie przyjazna dla środowiska.
Przez ostatnie lata sposób korzystania z internetu i systemów informatycznych uległ sporej zmianie. Coraz rzadziej zapisujemy pliki na różnego rodzaju nośnikach i dyskach, zamiast tego umieszczając je na wirtualnych dyskach w chmurze. Nikt już nie słucha muzyki odtwarzając jej z płyt lub nawet plików mp3, kiedy łącząc się z siecią można skorzystać z przepastnych zbiorów dostępnych w serwisach streamingowych. To samo dotyczy filmów, które raczej oglądamy w wysokiej jakości w sieci. Z coraz większej ilości programów możemy także skorzystać poprzez przeglądarkę internetową bez konieczności ich instalowania. Z kolei komunikatory internetowe jak np. WhatsApp, Messenger czy Viber zastępują nam rozmowy telefoniczne umożliwiając video-rozmowy.Choć na pierwszy rzut oka wydaje się nam, że wszystkie te dane znajdują się dosłownie w chmurze, to jednak wcale tak nie jest. Wszystkie z wymienionych usług wymagają do sprawnego funkcjonowania ogromnych centrów obliczeniowych, których liczba w najbliższych latach drastycznie wzrośnie.
Naukowcy ostrzegają, że zbliża się tsunami danych. Liczba urządzeń połączonych z siecią wzrasta co roku o 20%. Niebawem upowszechni się internet 5G, który jeszcze bardziej ułatwi wymianę plików i streaming wideo w wysokiej jakości. W najbliższych pięciu latach miliard mieszkańców krajów rozwijających się połączy się z siecią. To samo dotyczy miliardów urządzeń domowych, które mają stworzyć internet rzeczy czy pojazdów autonomicznych. W 2017 r. było 9,8 miliarda podłączonych urządzeń, a w 2020 r. ma ich być ok. 20,4 miliarda. Cisco (NASDAQ: CSCO) szacuje, że ruch w internecie wzrośnie trzykrotnie w ciągu najbliższych pięciu lat.
Wszystko to sprawia, że branża teleinformatyczna stanie się jednym z największych konsumentów energii na świecie. Zapotrzebowanie na energię elektryczną urządzeń podłączonych do internetu, platform streamingowych, maili, kamer przemysłowych czy inteligentnych telewizorów szacuje się obecnie na 200-300 terawatogodzin (TWh). W 2025 r. może ono osiągnąć poziom nawet 3000 TWh, co odpowiadałoby 20% całej globalnej konsumpcji energii elektrycznej. Scenariusz ten spełni się jeśli nie nastąpi drastyczny wzrost efektywności energetycznej urządzeń stosowanych w centrach obliczeniowych.
Produkcja prądu oznacza emisję sporych ilości dwutlenku węgla. W 2025 r. emisje tego gazu pochodzące z branży informatycznej i telekomunikacyjnej mogą 5,5% wszystkich emisji. Same centra obliczeniowe będą odpowiedzialne za ok. 1,9 gigaton CO2, czyli 3,2% światowych emisji.
Duże firmy informatyczne jak Apple (NASDAQ: APPL), Google (NASDAQ: GOOG), Microsoft (NASDAQ: MSFT) czy Facebook (NASDAQ: FB) są świadome, że wzrost ruchu w internecie i rozwój usług w chmurze znacznie zwiększy ich zapotrzebowanie na moce obliczeniowe, a co za tym idzie, także na energię elektryczną. W związku z tym starają się one zasilać swoje serwerownie prądem pochodzącym z odnawialnych źródeł energii. Dlatego też decydują się one na lokalizowanie nowych obiektów w krajach, gdzie odnawialne źródła energii odpowiadają za znaczną część produkcji energii elektrycznej, np. Danii, Szwecji, Finlandii czy Holandii. Google w tym roku zawarł umowę, na podstawie której skupuje całą energię elektryczną wytwarzaną w największej holenderskiej elektrowni słonecznej.
O ironio sukces w rozwoju zielonej energii i ambitne plany ograniczenia emisji dwutlenku węgla w tych krajach mogą być przyczyną problemów w osiągnięciu długoterminowych planów. Najmocniej odczuwa to Dania, gdzie w ubiegłym roku 43% prądu pochodziło z elektrowni wiatrowych. Oprócz sporego udziału OZE w miksie energetycznym te skandynawskie państwo zachęca gigantów informatycznych do zakładania u siebie centrów obliczeniowych stabilnym otoczeniem politycznym, brakiem katastrof naturalnych oraz wysoko rozwiniętym otoczeniem technologicznym. Do 2030 r. emisje CO2 w Danii wzrosną o 10% zamiast spodziewanego i planowanego spadku. Według szacunków duńskiego nadzoru energetycznego, jedno centrum obliczeniowe powoduje wzrost krajowej konsumpcji prądu o 4% - więcej niż rocznie zużywa Odense, trzecie największe miasto Danii. Szacuje się, że w najbliższych 12 latach powstanie tam sześć nowych centrów.
Szybki wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną sprawia, że elektrownie węglowe, które miały być zamknięte do 2030 r. pozostaną w użytkowaniu przez kilka kolejnych lat. Rozwój energetyki wiatrowej jest zbyt wolny, aby mógł nadążyć za rosnącym zapotrzebowaniem.
Trwają poszukiwania najlepszego sposobu zmniejszenia obciążenia dla środowiska ze strony centrów obliczeniowych. Norweski deweloper i firma architektoniczna Snøhetta stworzyły projekt miasta wokół centrum obliczeniowego. Nadmiary ciepła byłyby odbierane z serwerowni i wykorzystywane do ogrzewania budynków. Z kolei chłodne powietrze z miasta byłoby pompowane do centrów obliczeniowych w celu ich chłodzenia.
Dobrym sposobem na zmniejszenie zapotrzebowania na energię wykorzystywaną do chłodzenia tych centrów jest ich umieszczenie pod wodą. Microsoft zatopił u wybrzeży Szkocji kontener 40-stopowy z dyskami. Rozpowszechnienie się tej technologii zależy od wpływu, jaki może ona mieć na wodę i życie w morzu.
Dania, podobnie jak inne kraje o chłodnym klimacie mają w tym względzie sporą przewagę, ponieważ budynki, w których zlokalizowane są te centra, nie nagrzewają się tak mocno oraz możliwe jest chłodzenie powietrzem z zewnątrz. Może to być nie lada problem dla krajów rozwijających się położonych na niższych szerokościach geograficznych, ponieważ jest to jeden z potencjalnych czynników ograniczających rozwój branży teleinformatycznej.