De digitale revolutie brengt slimme oplossingen om klimaatverandering tegen te gaan. Maar er is ook een keerzijde aan de voortdenderende digitalisering: opslag en verkeer van data kost ongelooflijk veel energie. De IT-sector loopt voorop in efficiency. Maar is dat genoeg?
Een berg foto’s van je telefoon in de cloud zetten, tussendoor het laatste nieuws checken, daarna een vakantie boeken en meteen ook maar een appartementje zoeken – plus de reviews lezen en op Google Streetview nagaan of het straatje er wel leuk bij ligt. Je moet tegenwoordig je best doen om géén gebruik te maken van internet.
Al dat versturen, opslaan en opvragen van data kost energie. Steeds meer energie, want het aantal apparaten dat verbonden is met internet groeit ongekend. Bovendien blijven oude data, ook data die je waarschijnlijk allang bent vergeten, eeuwig (eeuwig!) bestaan: de cloud gooit niks weg zonder daartoe opdracht te krijgen van de rechtmatige eigenaar. Er wordt dus permanent data-opslagcapaciteit bijgebouwd die telkens meer energie vergt.
Zo nu en dan verschijnen er alarmerende berichten over de hoeveelheid energie die al die data opslurpen. Elke zoekopdracht draagt voor een paar gram CO2 bij aan het klimaatprobleem. Wie 100 gigabyte aan data in de cloud opslaat, stoot 0,2 ton CO2 per jaar uit, berekende Stanford Magazine. Als je gedurende een jaar twintig mails per dag stuurt, komt dat overeen met 1000 km autorijden aan CO2-uitstoot, zegt Link Design. Maar digitalisering kan volgens voorstanders juist ook een rol spelen bij het bestrijden van de klimaatcrisis. Door slimme oplossingen op het gebied van voedselvoorziening en mobiliteit bijvoorbeeld. Is de groei van het internet een zegen of een vloek? Of ligt het genuanceerder?
5G
Met de komst van het mobiele 5G-netwerk kunnen veel grotere hoeveelheden data razendsnel verwerkt worden, waardoor ons energieverbruik nog meer zal toenemen. Volgens tegenstanders verbruikt de benodigde technologie bovendien zelf ook meer energie en moeten er veel meer zendmasten worden geplaatst. Sommigen maken zich ook ongerust over mogelijk schadelijke gezondheidseffecten. Begin september protesteerden in Den Haag honderden bezorgde burgers tegen 5G.
5G moet voldoen aan de internationale blootstellingslimieten voor elektromagnetische velden. Als zendsignalen sterker zijn dan de blootstellingslimieten, kunnen ze schadelijk zijn voor de gezondheid. Lichaamsdelen kunnen opwarmen en bij hoge blootstelling kan overmatige opwarming leiden tot schade aan ogen, uitdroging en hittestress. Zendsignalen die onder de limieten blijven, hebben geen gezondheidseffecten. Er zijn wel aanwijzingen gevonden voor een verhoogde kans op twee soorten hersentumoren bij veelvuldig en langdurig gebruik van een mobiele telefoon. Het is nog onduidelijk wat die aanwijzingen betekenen. Het kan om toeval gaan, om vertekeningen of er kunnen andere oorzaken in het spel zijn.
Slimme gebouwen
Digitalisering van de samenleving heeft klimaatvoordelen. Met snel internet is afstand nog nauwelijks een factor: een chirurg kan vanaf de andere kant van de wereld meekijken bij een operatie en in de nabije toekomst zelfs op afstand opereren. Gebruik gaat steeds meer boven bezit; de dematerialisering die al zo lang wordt voorspeld is (ten dele) begonnen. Voorbeeld: een – ooit gigantische – muziekinstallatie bestaat tegenwoordig uit een telefoon plus soundbar. Vaarwel pick-up, versterker, boxen, cassettedeck, elpees, cassettebandjes en cd’s. En misschien wel de grootste verdienste van digitalisering: met slimme energienetwerken, slimme mobiliteit, slimme gebouwen, slimme landbouw enzovoort, valt enorm veel milieuwinst te boeken. Een energieproducent kan dankzij slimme meters bijvoorbeeld de temperatuur in miljoenen huizen een kwart graad verlagen, om te voorkomen dat een extra energiecentrale moet gaan draaien – in Frankrijk gebeurt dat al.
Ongekende groei
Positief of negatief: digitalisering is een trend die keihard gaat. Sinds 2015 is het internetverkeer verdrievoudigd, en naar verwachting verdubbelt het nog eens tussen nu en 2022. Volgens Cisco, een autoriteit op dit gebied, zal het wereldwijde cloud-verkeer de komende 5 jaar meer dan verdrievoudigen. Het aantal mobiele internetgebruikers stijgt van 3,6 miljard mensen in 2018 naar 5 miljard in 2025, terwijl het aantal Internet of Things-verbindingen (apparaten die in verbinding staan met het internet) meer dan 3 keer zo groot wordt tussen 2018 en 2025: van 7,5 miljard naar 25 miljard.
Nog maar 7 jaar geleden bezat een gemiddeld westers huishouden van vier personen vijf apparaten die verbonden waren met het internet. In 2017 was dat aantal al gestegen tot 25 en in 2022 zal het naar verwachting 50 zijn. In andere delen van de wereld is de groei eveneens groot, maar minder spectaculair.
De levensduur van de meeste digitale apparaten is kort. Een smartphone gaat met een beetje geluk 4 jaar mee. Een laptop is na 3 jaar meestal wel aan het einde van zijn Latijn. In het algemeen stoppen producenten na een paar jaar met software-updates voor ‘oude’ apparaten, want we moeten nieuwe kopen. Het gevolg: een grote verspilling van kostbare grondstoffen als goud en kobalt.
Energie-efficiency
Power Use Effectiveness (PUE) is een maatstaf om de energie-efficiency van datacenters uit te drukken. Een perfecte PUE is 1, wat betekent dat de energie alleen wordt verbruikt om de apparatuur te laten draaien en niet voor koeling. Een lagere PUE dan 1 is niet mogelijk. De PUE van Nederlandse datacenters is in 10 jaar tijd gedaald van 2,0 naar 1,8 tot 1,4. Innovatieve Nederlandse datacenters realiseren PUE’s van minder dan 1,2. De zuinigste datacenters ter wereld hebben momenteel een PUE van ongeveer 1,034 – dat gaat richting perfectie.
Stroomvretende fabrieken
De meest zichtbare kant van de digitalisering zijn de datacenters: immense blokkendozen die overal uit de grond worden gestampt. Volgens Cloudscene, dat gegevens hierover bijhoudt, zijn er momenteel wereldwijd meer dan 6800 zogeheten colocatie datacenters: megagrote datacenters die dataruimte (servers) verhuren aan bedrijven die hun eigen servers de deur uit hebben gedaan. Het zijn de fabrieken van de moderne tijd. En ze vreten, net als de fabrieken uit de ‘oude tijd’, energie: samen consumeren ze ongeveer 1 procent van de wereldwijde energieproductie.
Dat leidt tot ontwikkelingen die het voorstellingsvermogen te boven gaan. Google en Eneco maakten in 2017 bekend dat Google gedurende 10 jaar alle groene stroom die wordt opgewekt in Sunport Delfzijl gaat inkopen voor zijn datacenter, 20 kilometer verderop. Sunport Delfzijl is een van de grootste zonneparken van Nederland en levert 27 gigawattuur groene stroom. In de Wieringermeer, in de kop van Noord-Holland, bouwt Vattenfall momenteel Nederlands grootste windmolenpark op land (99 turbines). Die leveren vanaf volgend jaar 1,3 miljard kilowattuur, genoeg stroom voor 370.000 huishoudens. Maar de stroom gaat niet naar die huishoudens, maar naar het nabijgelegen datacenter van Microsoft.
Groen stoplicht
Gelukkig wordt de digitale sector steeds duurzamer. “Energie besparen is voor datacenters een no brainer”, zegt Stijn Grove, directeur van DDA, de Dutch Datacenter Association (34 leden), die vindt dat hij ‘een genuanceerd verhaal’ heeft te vertellen. “We beseffen dat we veel stroom verbruiken, maar het is onze enige grote kostenpost. Dus we doen er alles aan om stroom efficiënter te verbruiken. Op het gebied van energiebesparing en -efficiency draaien we mee in de top.”
Uit onderzoek van Arcadis naar de Meerjarenafspraak Energie-Efficiëntie (MJA) in de ICT-sector blijkt dat Grove gelijk heeft. Nederlandse datacenters zijn in 5 jaar tijd 20 procent energie-efficiënter geworden. De doelstellingen voor 2020 van het MJA-convenant voor ICT zijn al in 2015 behaald.
Ook van het Internationaal Energie Agentschap (IEA) krijgen datacenters wereldwijd een pluim. Het IEA houdt voor allerlei sectoren bij hoe het staat met het vergroenen van het proces, en dat zit bij de datacenters wel goed. Ze zijn ‘on track’, zegt het IEA, dat ze beloont met een groen stoplicht. “Ondanks de exponentiële groei in de vraag naar deze diensten, hebben enorme stappen in de energie-efficiency geholpen om het verbruik van elektriciteit te verminderen”, schrijft het IEA in zijn jongste rapportage.
Dat blijkt ook uit gegevens van Cisco. Volgens dit bedrijf daalt de wereldwijde energievraag van datacenters van 198 TWh in 2018 naar 191 TWh in 2021. Ter vergelijking: het totale Nederlandse elektriciteitsverbruik schommelt al jaren rond de 120 TWh.
Te laat
Een van de grootste efficiencyslagen is gemaakt juíst doordat we de opslag van data in de cloud zijn gaan zetten, zegt Stijn Grove. “Tot enkele jaren geleden hadden bijna alle bedrijven en instellingen eigen servers. Dat was heel inefficiënt, want ze benutten hun capaciteit niet volledig. Door alle data bij elkaar in datacenters te bewaren, kunnen de servers in de datacenters uiterst efficiënt draaien. Datacenters zijn daarin gespecialiseerd. Het stroomverbruik van de IT is wereldwijd ongeveer gelijk gebleven, ondanks de ongekende groei van het aantal datacenters.”
Niet al die stroom is echter van groene origine. Daarvoor maakt het nogal uit waar ze gebouwd zijn. Zo heeft Amsterdam het grootste aantal datacenters ter wereld, terwijl er in Nederland onvoldoende groene stroom wordt opgewekt om ze van energie te voorzien. Dat baart Stijn Grove zorgen. “Als je weet dat de digitalisering alleen maar toeneemt, dan zul je hierin moeten investeren. De windcapaciteit in Nederland is vanaf 2020 1 tot 2 gigawatt per jaar. De aansluitcapaciteit van de datacenters alleen al is 1,5 gigawatt. We zijn in dit land veel te laat overgestapt op energie uit zon en wind.”
Schoonmaakactie
Ontwerpbureau Link Design organiseerde eind september 2019 de Web Cleanup Days, naar het voorbeeld van de World Cleanup Day, waarbij zwerfafval wordt ingezameld. Burgers en bedrijven werden gestimuleerd oude data op telefoons en computers te verwijderen, want hoe minder data we opslaan, des te minder energie er nodig is om het internet te laten draaien. Een groot succes werd de eerste webschoonmaakdag niet. In totaal werd 12.561 megabyte aan data verwijderd, zo staat op de website van de actie. “Dat is helemaal niks”, beaamt directeur Marc de Roo van Link Design. “Maar we gaan ermee door. We moeten oude data opruimen, net als ons andere afval. Het is toch bizar dat oude vakantiefoto’s, waarvan je niet eens meer weet dat je ze had, 24 uur per dag direct beschikbaar zijn. En dat Apple, Google, Facebook en Microsoft er elke dag een back-up van maken, omdat ze niet weten of jij die foto’s nog ooit opvraagt.”
Paradox
Al die energie-efficiency leidt gek genoeg niet tot vermindering van het elektriciteitsgebruik. Het wordt juist méér. De geboekte energiewinst wordt meteen opgesoupeerd in de vorm van meer apparaten, meer internetverkeer, meer data-opslag – de zogeheten paradox van Jevons, ook wel bekend als het reboundeffect.
Al in 1865 ontdekte de Engelse econoom William Jevons dat een efficiënter gebruik van steenkool niet leidde tot een lagere consumptie. We mogen er dus niet van uitgaan dat technologische verbeteringen het brandstofverbruik verminderen, concludeerde hij. Dat verschijnsel is dus allerminst kenmerkend voor de ICT-sector, maar een economische wetmatigheid.
Met het razendsnelle 5G-netwerk wordt dat effect nog eens versterkt. Als dat eenmaal is uitgerold – de regio Eindhoven is al begonnen – worden nog veel meer apparaten en ‘dingen’ aan internet gekoppeld, of we dat nu leuk vinden of niet. Van een Internet of Things gaan we volgens Cisco naar een Internet of Everything, waarbij niet langer alleen apparaten met elkaar ‘praten’, maar mensen, data, processen én apparaten met elkaar in verbinding staan. Of digitalisering een vloek of zegen is vanuit klimaat- en energieoogpunt, valt nog onmogelijk te zeggen. De internetrevolutie is eigenlijk pas net begonnen.
Ledenavond Milieudefensie over digitalisering
Milieudefensie organiseert op 6 februari 2020 een ledenavond over digitalisering. Hier vind je alle informatie. Kom je ook? Vergeet je niet aan te melden!
Paul Mertens zegt
Hallo,
Het raakt mij weer hoe makkelijk gezegd wordt dat “magnetische straling slechts door opwarming schade berokkent aan levende wezens”. Er zijn duizenden onderzoeken die het tegendeel beweren, er is een manifest met meer dan 250 handtekeningen van vooraanstaande wetenschappers [echte onderzoekers, en geen rapportenlezers als de mensen van het ICNIRP] die ons waarschuwen voor de effecten van magnetische velden met veel minder intensiteit dan wat nodig is om het lichaam 1 graad op te warmen. En toch wordt er naar de limieten van de ICNIRP geluisterd, een groepje mensen dat oostindisch doof is voor deze waarschuwingen. Een groepje dat zelf geen onderzoek doet, en een niet transparante manier heeft van het kiezen van zijn eigen leden. Kortzichtig om dat zo maar voor waar te nemen en zo te plaatsen, Han van de Wiel.