Artikkelikuva
Arvioiden mukaan palvelinkeskukset kattavat ICT:n kokonaisenergiankulutuksesta viidenneksestä jopa puoleen. Niiden energiankulutus myös kasvaa jatkuvasti

Tietotekniikka voi olla jopa lentoliikennettä isompi päästöjen lähde

Päästöjä aiheuttaa kasvava energian ja materiaalien tarve. Toisaalta tietotekniikka voi myös vähentää päästöjä.

Valokuvien lataaminen pilvipalveluun mobiiliverkon kautta kuluttaa sähköä saman verran kuin lämmittäisi saunaa tunnin tai ajaisi sähköautolla 40 kilometriä. Jos jokainen Britanniassa asuva ihminen lähettäisi päivässä yhden sähköpostiviestin vähemmän, se vähentäisi hiilidioksidipäästöjä yhtä paljon kuin yli 80 000 Lontoon ja Madridin välisen lentomatkan tekemättä jättäminen.

Asiasta puhutaan melko vähän, mutta IC-teknologiasta on tullut merkittävä päästölähde. Yleisen arvion mukaan IC-teknologian osuus globaaleista päästöistä on noin 2 prosenttia. Se on saman verran kuin maailman lentoliikenteen aiheuttamat päästöt ennen kuin koronapandemia vähensi niitä merkittävästi.

ICT:llä tarkoitetaan tietoteknisiä laitteita, tiedonsiirtoon tarkoitettuja teknologioita ja palvelinkeskuksia, jotka käsittelevät ja varastoivat verkoissa liikkuvaa tietoa.

YK:n alaisen Kansainvälisen televiestintäliiton (ITU) mukaan ict-sektori tuotti vuonna 2015 yhteensä 740 miljoonaa tonnia hiilidioksidia. Vertailun vuoksi Suomen kokonaispäästöt vuonna 2018 olivat 56,5 miljoonaa tonnia hiilidioksidia.

ICT-sektorin päästöt voivat kattaa vuonna 2040 pahimmassa tapauksessa jopa 14 prosenttia kaikista maailman kasvihuonekaasupäästöistä.

Kaiken lisäksi ICT:n käyttö kasvaa jatkuvasti: digitalisaatio lisääntyy, ihmiset käyttävät entistä enemmän mobiilipalveluja ja streemattujen videoiden katselu lisääntyy sekä niiden kuvanlaatu paranee.

Kanadan McMaster yliopiston tutkijoiden mukaan ict-sektorin päästöt voivat kattaa vuonna 2040 pahimmassa tapauksessa jopa 14 prosenttia kaikista maailman kasvihuonekaasupäästöistä. ITU:n asiantuntijan Paolo Gemman mukaan suotuisimman arvion perusteella ICT:n päästöt kasvavat kahdeksaan prosenttiin vuoteen 2030 mennessä, pahimmassa tapauksessa 20 prosenttiin.

Asiasta tekee vielä huolestuttavamman se, että kun monilla aloilla päästöjä pyritään vähentämään, ICT:n kohdalla asia on toisin.

”ICT:ssä enemmän on enemmän: koko ajan tulee isompia palvelukeskuksia, tehokkaampia läppäreitä ja dataa siirrettään enemmän. Se on pelkästään kasvukäyrää”, kertoo Aalto yliopiston tietoverkkotekniikan professori Jukka Manner.

Asia ei ole kuitenkaan yksinkertainen. IC-teknologian avulla globaaleja päästöjä voidaan myös vähentää ja se on nähty jopa yhtenä ratkaisuna ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa. Digitaalisilla ratkaisuilla voidaan muun muassa tehostaa tehtaiden toimintaa, vähentää liikkumisen tarvetta ja pienentää asuntojen energiankulutusta.

”Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että ICT:n avulla globaaleja päästöjä voidaan vähentää 15–20 prosenttia vuoteen 2030 mennessä”, Gemma kertoo sähköpostitse.

ICT kehittyy myös jatkuvasti energiatehokkaammaksi ja sitä kautta sen aiheuttamat päästöt pienenevät. Toisaalta tehokkuudessa saavutetut hyödyt voivat valua hukkaan, jos sen käyttö lisääntyy, ohjelmista tulee raskaampia ja videoiden kuvanlaatu paranee.

”Meille on tullut viime aikoina tavaksi liioitella teknologian positiivisia vaikutuksia varsinkin digialalla.

Erityisesti teknisten laitteiden käyttö lisääntyy kehittyvissä maissa, kuten Kiinassa, Intiassa ja Afrikassa, mutta myös länsimaissa niiden kulutus kasvaa, koska laitteita vaihdetaan jatkuvasti uusiin.

Elinkeinoelämän tutkimuslaitoksen johtavan tutkijan Timo Seppälän mukaan ei ole varmuutta, että ICT olisi yksi ratkaisu ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa ja että se osoittautuisi ”autuaaksi asiaksi”.

”Erilaisille digitaalisille ratkaisuille kuten tekoälylle laitetaan usein ylisuuria odotuksia ja meille on tullut viime aikoina tavaksi liioitella teknologian positiivisia vaikutuksia varsinkin digialalla.”

Teknologian soveltaminen ja sen energiatehokkuus on hänen mukaansa aina kontekstisidonnaista.

Oleellisessa osassa ICT:n energiankulutuksessa ovat ympäri maailmaa olevat palvelinkeskukset. Niiden tehtävänä on käsitellä ja varastoida tietokoneiden ja mobiililaitteiden tietoa. Yhdessä palvelinkeskuksessa voi olla jopa satoja tuhansia tietokoneita.

”Maailmassa on siivouskopin ja jalkapallokentän kokoisia palvelinkeskuksia sekä kaikkea siltä väliltä. Kaikista ei ole edes tietoa”, Manner kertoo.

Arvioiden mukaan palvelinkeskukset kattavat ICT:n kokonaisenergiankulutuksesta viidenneksestä jopa puoleen. Niiden energiankulutus myös kasvaa jatkuvasti, koska erilaisten pilvipalveluiden ja internetin käyttö lisääntyy jatkuvasti.

Koska palvelinkeskukset kuluttava valtavasti energiaa, oleellista on se, miten niiden käyttämä energia tuotetaan. Monet kansainväliset suuryritykset ovat alkaneet käyttää palvelukeskuksissaan entistä enemmän uusiutuvaa energia, mutta monen palvelinkeskukset tietokoneet ja palvelimet pyörivät edelleen hiilenpolton avulla.

Ympäristöjärjestö Greenpeacen Itä-Aasian ilmasto- ja energiakampanjoija Ruiqi Ye kertoo, että Kiinan palvelinkeskusten käyttämästä energiasta 73 prosenttia tuotetaan hiilivoimalla – 23 prosenttia on uusiutuvaa energiaa.

”Kiinan kaikki palvelinkeskukset kuluttavat yhteensä 161 miljardia kilowatti tuntia, mikä vastaa Shanghain kaupungin vuoden energiankulutusta”, Ye sanoo.

Ja palvelinkeskusten kulutus kasvaa. Greenpeacen ja North China Electric Power Universityn tutkimuksen mukaan Kiinan palvelinkeskusten sähkönkulutus kasvaa näillä näkymin seuraavan viiden vuoden aikana kahdella kolmasosalla. Vuonna 2023 se olisi 267 TWh, mikä on enemmän kuin koko Australian vuoden 2018 sähkönkulutus.

Tämän takia on erityisen tärkeää, että mahdollisimman monet palvelinkeskukset alkaisivat käyttää puhdasta energiaa, Ye sanoo.

”Jotta ICT pyörii, lähitulevaisuudessa pitää todennäköisesti polttaa jotain.”

Myös Aalto yliopiston Mannerin mukaan on erittäin tärkeää kiinnittää huomiota siihen, miten ict-sektorin energia tuotetaan. Vaikka uusiutuvan energian tuotanto lisääntyy, Manner epäilee, pystyykö se kattamaan ICT-sektorin kasvavaa energiankulutusta.

Vaikka palvelinkeskukset pyörittäisivät ihmisten sähköposteja ja säilöisivät kuvia puhtaalla energialla, se ei ratkaisisi ICT:n päästöongelmaa.

Digilaitteiden käytön lisäksi myös niiden valmistus kuluttaa energiaa ja raaka-aineita. Kaiken lisäksi erilaisten älylaitteiden määrä kasvaa jatkuvasti ja niihin tarvitaan lukematon määrä erilaisia antureita ja sensoreita.

”Me kylvetään sensoreita esimerkiksi peltoon, jotta voidaan mitata kosteutta. Osa näistä ideoista on järkeviä ja osa järjettömiä. Kaikki pitää kuitenkin valmistaa. Yhden valmistaminen ei ole paljon, mutta kun niitä tehdään miljardeja tai satoja tai tuhansia miljardeja”, Manner sanoo.

Manner on huolestunut erityisesti siitä, että ICT:n ja älylaitteiden kehityksessä ja lisääntymisessä ei ole tällä hetkellä juuri mitään rajoittavaa tekijää toisin kuin tieliikenteessä, jossa päästöjä pyritään rajoittamaan.

”Jos ICT:ssä kapasiteetti loppuu, kehitettään 5g ja sitten 6g tai kaivetaan lisää kuitua maahan ja rakennetaan isompia palvelukeskuksia.”

Jossain vaiheessa raja voi kuitenkin tulla vastaan, kun digitaalisissa laitteissa käytetyt harvinaiset metallit alkavat vähentyä entisestään.

ITU:n Gemman mukaan joka vuosi maailmassa syntyy 50 miljoonaa tonnia elektroniikkajätettä. Tästä määrästä vain noin 20 prosenttia käsitellään asianmukaisesti. Loput poltetaan tai kuljetetaan kaatopaikalle.

”Luku saattaa nousta 120 miljoonaan tonniin, jos asialle ei tehdä jotain”, Gemma sanoo.

”Jos Googlen sähkölasku jyvitettäisiin kaikille sen käyttäjille, se alkaisi varmasti näkyä.”

Entä miksei ICT:n energian ja materiaalien kulutukseen ole kiinnitetty riittävästi huomiota?

Mannerin mukaan asia on jäänyt vähemmälle huomiolle, koska se ei näy yhtä selvästi kuin esimerkiksi tieliikenne ja sen aiheuttamat saasteet. Asiaan vaikuttaa myös se, että tietoteknisten sovellusten käyttö on pääosin ilmaista päätelaitteita lukuun ottamatta.

”Jos Googlen sähkölasku jyvitettäisiin kaikille sen käyttäjille, se alkaisi varmasti näkyä.”

Vuonna 2018 maailmassa oli noin 18 miljardia internettiin yhdistettyä laitetta. Maailman suurimman reititinyhtiön Ciscon raportin mukaan vuonna 2023 laitteita on 60 prosenttia enemmän, lähes 30 miljardia.

Internetin käyttäjien määrä nousee samalla aikavälillä 35 prosenttia 3,9 miljardista ihmisestä 5,3 miljardiin. Tämä tarkoittaa kehityksen ja elinolojen parantumisen lisäksi kasvavaa energiankulutusta.

Nopeinta kasvu on Aasiassa, Afrikassa ja Lähi-idässä. Esimerkiksi Afrikassa internettiä käyttävien osuus kasvoi kahdesta prosentista 25:een vuosien 2005 ja 2018 välillä.

Etla Timo Seppälän mukaan IC-teknologian käyttö ja sen energiankulutus lisääntyy erityisesti Aasiassa. Syy tähän on maanosan vaurastuminen, mutta erityisesti Aasian valtava väkiluku.

”Datan käytön kasvusta 80 prosenttia tulee kuluttajien käytön kasvusta ja 20 prosenttia yritysten käytöstä. Aasiassa ihmismäärät ovat ihan erilaisia kuin muualla”, Seppälä sanoo.

Seppälän mukaan on hyvin ymmärrettävää, että internetin ja erilaisten mobiililaitteiden määrän kasvu on voimakasta juuri kehittyvissä maissa.

”Kun ihmisten hyvinvointi kasvaa, kulutus lisääntyy ja digitaaliset palvelu ovat usein kuluttajille ykkösasia.”

Hän ei kuitenkaan näe, että kehittyvien maiden lisääntyvä internetin ja mobiililaitteiden käyttö olisi suuri uhka globaalille energiankulutukselle, koska kehittyvät maat voivat rakentaa energiasektoriaan uusiutuvan energian varaan.

”Uskon, että kehittyvät maat menevät poliittisessa päätöksenteossa siihen suuntaan, mutta jokainen maa tekee omat ratkaisunsa, miten energia tuotetaan.”

Aalto-yliopiston Manner ei ole asian suhteen yhtä luottavainen. Hän muistuttaa, että Kiinassa poltetaan laajasti kivihiiltä ja Intiassakin rakennetaan parhaillaan hiilivoimalaa, jonka teho on sama kuin tulevan Olkiluoto 3 -ydinvoimalan.

Valtaosan internetin tietoliikenteestä koostuu videoiden katselusta. Arvioiden mukaan luku saattaa olla jopa 80 prosenttia.

Verkkovideoiden energiankulutus on kuitenkin vaikea määrittää, koska siihen vaikuttavat monet asiat. Viime vuonna ranskalainen ympäristöjärjestö The Shift Project arvioi, että puolen tunnin suoratoistovideon katsominen tuottaa 1,6 kiloa hiilidioksidipäästöjä, mikä vastaa noin 11 kilometrin autolla ajamista.

Vuodessa suoratoiston katselu tuottaa järjestön mukaan maailmanlaajuisesti 300 miljoonaa tonnia hiilidioksidia. Määrä vastaa Espanjan yhden vuoden päästöjä.

Järjestön arvio on ehditty jo kyseenalaistaa. Kriitikoiden mukaan Shift Project on yliarvioinut selvästi suoratoiston tiedonsiirtonopeuden ja streemauksen sähkönkulutuksen.

Professori Jukka Manner ja tutkija Matti Pärssinen laskivat viime kesänä Helsingin Sanomien jutussa, että tunnin verkkovideon katselu tuottaa 15–622 grammaa hiilidioksidia. Suuri vaihteluväli johtuu siitä, että päästöihin vaikuttaa muun muassa palvelin, tiedonsiirtomenetelmä, katselulaitteen ruudun koko ja se millä menetelmällä laitteiden ja tiedonsiirron sähkö on tuotettu.

Pienempi luku vastaa noin sadan metrin ajamista autolla ja suurempi reilun neljän kilometrin matkaa. Tutkijoiden laskelmat perustuivat tavallisen teräväpiirtovideoin päästöihin. Paremman kuvanlaadun 4K-videoiden päästöt ovat suuremmat.

Tilaa Maailman Kuvalehti