Экологический след цифровых технологий в Швейцарии

В 2022 году в Швейцарии новый смартфон купили себе восемь из каждых 10 молодых людей. Keystone

Искусственный интеллект, смартфоны, стриминг — электронные гаджеты и онлайн-сервисы, которыми мы пользуемся каждый день, истощают природные ресурсы и способствуют изменению климата. Существуют ли способы сделать нашу цифровую повседневность более экологичной? Конечно.

Мы все пользуемся цифровыми сервисами — для работы, общения, покупок, управления банковскими счетами и планирования отпусков. Находятся онлайн в настоящий момент более 6 миллиардов человек, то есть около трёх четвертей всего населения мира. В развитых странах, таких как Швейцария, доступ к интернету есть практически у каждого, здесь люди проводят в сети в среднем 5 часов 32 минуты в день — это в три раза больше, чем в 2011 году.

Цифровой мир на первый взгляд может показаться эфемерным и нематериальным, но и он является нагрузкой для окружающей среды, потребляя значительные объёмы природных ресурсов. По мере увеличения численности населения и повышения степени распространённости систем на основе искусственного интеллекта (ИИ) экологическое воздействие информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) быстро становится весьма заметным проблемным фактором — равно как и проблема переработки отходов, возникающих при производстве и конечной утилизации электронных устройств (гаджетов).

«С точки зрения воздействия на окружающую среду покупка смартфона последнего поколения отнюдь не является каким-то незначительным событием», — говорит Луиза Обе (Louise Aubet) из компании Resilio — стартапа, основанного при Политехе Лозанны (EPFL). Недавнее исследование, проведенное Resilio, впервые количественно оценило «экологический след», оставляемый цифровой экономикой Швейцарии. По мнению этой компании, электронные гаджеты — от смартфонов до телевизоров — оказывают негативное воздействие на климат ещё до того, как они попадают к потребителям.

Количество дата-центров, физических строений, на базе которых хранятся, обрабатываются и распространяются цифровые данные, а также объёмы электроэнергии, необходимые для их работы, продолжают увеличиваться. Швейцария входит в число стран с наибольшим количеством электронных устройств в пересчете на душу населения и с самой высокой концентрацией дата-центров. Как отмечается в исследовании компании Resilio, сектор ИКТ потребляет 12% всей электроэнергии в стране. Совокупная потребность в электроэнергии электронных устройств, используемых в частной и профессиональной жизни (смартфонов, планшетов, ноутбуков и других), а также телекоммуникационных сетей и дата-центров по состоянию на 2024 год лишь немного уступает годовому объёму электричества, вырабатываемого на атомной электростанции «Гёзген» (Kernkraftwerk Gösgen).

Дата-центры и цифровые устройства: энергетический и экологический след

На примерно 120 ЦОД (дата-центров), действующих в Швейцарии, приходится около половины данного объёма энергопотребления, что эквивалентно 6% всей электроэнергии, потребляемой в стране. На протяжении последних лет ЦОД в стране появляются как грибы после дождя; одновременно растёт и их потребность в электроэнергии, а также в воде, необходимой для охлаждения серверов. Доля цифрового сектора в национальном электропотреблении Швейцарии сопоставима с показателями Франции — одной из немногих стран, где влияние сектора ИКТ на экологию анализируется с использованием методологии, аналогичной швейцарской.

В 2022 году на цифровые товары и услуги во Франции приходилось 14,3% всей потребляемой в стране электроэнергии. Сопоставимым остаётся в обеих странах и индивидуальное энергопотребление. Как подчёркивает компания Resilio, цифровые технологии не только потребляют энергию: не менее важен и вопрос всего жизненного цикла оборудования и инфраструктуры ИКТ — от добычи сырья (лития и кобальта) до утилизации электронных отходов. По оценкам Resilio, для удовлетворения объективных потребностей цифровой экономики Швейцарии в сырье в 2024 году в мире было извлечено около 930 млн тонн грунта, что сопоставимо с кратером размером с город Винтертур (Winterthur) и глубиной около 10 метров.

Швейцария входит в число стран с самой высокой плотностью дата-центров в пересчете на душу населения (на фото — ЦОД в кантоне Аргау). Keystone / Christian Beutler

Добыча сырья, производство электронных устройств и их транспортировка в Швейцарию приводят к выбросам примерно 2 млн тонн CO₂ в год, что составляет почти 2% всех выбросов, связанных с потреблением электронных товаров и услуг. В глобальном масштабе цифровой сектор ответственен за 1,5–4% выбросов парниковых газов — это доля, сопоставимая с воздействием на экологию всей гражданской авиации мира.

Таков вывод, содержащийся в совместном докладе Международного союза электросвязи и Всемирного банка. Если энергия, необходимая для всего маршрута поставок, производится в том числе с использованием ископаемого топлива, то это приводит и к дополнительным выбросам CO₂. В странах Азии, где собирается большая часть гаджетов, используемых в Швейцарии и Европе, ископаемые источники энергии составляют около 70% энергетического баланса, тогда как в Европе этот показатель находится на уровне около 40%.

В 2024 году в Швейцарии находилось в эксплуатации 73,5 млн устройств категории ИКТ: в среднем по 8,5 смартфона, ноутбука, планшета, наушников или аналогичных устройств на одного жителя страны. Для сравнения: во Франции этот показатель составляет 6,9 устройства на человека, а в среднем по миру — 5,7. Именно эти повседневные цифровые технологии, как следует из исследования Resilio, и формируют основную часть (66%) «экологического следа», оставляемого цифровой экономикой Швейцарии.

Какой экологический след оставляют электронные письма и искусственный интеллект?

Отправка короткого электронного письма приводит к выбросу около 0,3 грамма CO₂. На первый взгляд это немного, однако эту цифру следует умножить на более чем 374 миллиарда сообщений, которые ежедневно отправляются и доставляются по всему миру.

В среднем один поисковый запрос в Google потребляет около 0,3 ватт-часа электроэнергии. Один запрос к ChatGPT требует примерно в десять раз больше — 2,9 ватт-часа. Дата-центрам необходимы большие объёмы воды как на стадии строительства, так и потом, для охлаждения электроники.

По имеющимся прогнозам, глобальная потребность систем искусственного интеллекта в воде к 2027 году будет составлять от 4,2 до 6,6 миллиарда кубометров. Для сравнения: население Швейцарии использует в год более 2 миллиардов кубометров. К 2030 году искусственный интеллект будет генерировать от 24 до 44 миллионов тонн CO₂ в год — это эквивалент экологического воздействия 5–10 миллионов автомобилей.

На дата-центры в настоящее время приходится около четверти совокупного экологического воздействия всего швейцарского сектора ИКТ. Однако, согласно прогнозам Resilio, к 2035 году на дата-центры будет приходиться уже 56 процентов совокупного «цифрового экологического следа». Это связано с быстрым развитием в Швейцарии облачных технологий и систем искусственного интеллекта. Дополнительную роль играет и всё более активное использование цифровых сервисов в здравоохранении, финансах, промышленности, энергетике и транспорте.

Искусственный интеллект: возможности оптимизации и экологические риски

По данным Федерального статистического ведомства Швейцарии (Bundesamt für Statistik, BFS), 43% постоянного населения страны регулярно используют генеративный искусственный интеллект для создания текстов, изображений или аудиоматериалов. Среди молодых людей в возрасте от 15 до 24 лет эта доля достигает 79%. Одновременно системы на основе ИИ способны оптимизировать промышленные процессы и повышать их энергоэффективность, в том числе в секторе ИКТ, снижая его воздействие на климат и природные ресурсы. «Искусственный интеллект — это всего лишь инструмент: будет ли он снижать или, наоборот, увеличивать объемы выбросов парниковых газом, зависит от того, как мы его используем».

Об этом Swissinfo рассказала Гудрун Гудмундсдоттир (Gudrun Gudmundsdottir) из Датского технического университета (Danmarks Tekniske Universitet, DTU) и научный рецензент исследования, проведенного компанией Resilio. В то же время, добавляет она, «очевидно, что активное проникновение ИИ в экономику будет подталкивать к строительству ещё большего числа дата-центров, побуждать операторов информационных сетей увеличивать их пропускную способность, а производителей аппаратного обеспечения — наращивать объёмы своего производства». Поэтому сокращение экологического следа — это задача, которую совместно должны решать все участники рынка с оглядкой, например, на референтный показатель, определенный экспертами Международного союза электросвязи: они поставили перспективную цель сократить к 2030 году совокупные выбросы парниковых газов сектора ИКТ на 45%.

К 2035 году доля дата-центров в «экологическом следе», оставляемом цифровой экономикой Швейцарии, заметно возрастет, что сделает их главным источником нагрузки на окружающую среду в этой сфере. Resilio

По словам Гудрун Гудмундсдоттир, дата-центры способны снизить свое энергопотребление, отказавшись, в частности, от привычных систем вентиляции и кондиционирования и перейдя к так называемому «иммерсионному охлаждению», когда серверы и другое вычислительное оборудование изначально находятся погруженным в эффективно отводящую тепло жидкую среду. Кроме того, по ее словам, ЦОД следует «последовательно увеличивать в своём электроэнергетическом балансе долю возобновляемых источников энергии», а производители аппаратного обеспечения должны стремиться производить такие приборы, которые способны в выключенном состоянии заметно сократить тепловыделение и одновременно оптимизировать своё энергопотребление. Компании-разработчики программного обеспечения, поясняет Гудмундсдоттир, должны создавать более компактные и энергоэффективные программы. Всем участникам рынка следует работать на достижение одной общей цели — добиваться сокращения выбросов парниковых газов.

Свою роль могут сыграть и потребители. «Простой шаг — избегать покупки ненужных устройств, продлевать срок службы техники, отключать её от сети, когда она не используется, и обеспечивать её эффективную утилизацию», — подчёркивает Гудрун Гудмундсдоттир. Согласно докладу Цюрихской высшей школы прикладных наук и компании Swisscom, в 2022 году новым смартфоном обзавелись восемь из десяти молодых людей в Швейцарии. При этом средний срок использования одного такого гаджета оказался на уровне 2,7 лет против 1,9 лет в 2016 году. Ян Бизер (Jan Bieser), профессор Бернской высшей школы прикладных наук, считает, что необходимо также задуматься о снижении объёмов передаваемых данных. Значительная часть интернет-трафика, по его словам, приходится на видеоконтент и социальные сети, а эти данные не обязательно транслировать в постоянно растущем разрешении, особенно в тех случаях, когда пользователи особой разницы в качестве не ощущают.

А также по теме: