Karbon Farkında Bilgi İşlem: Bir Sonraki Yeşil Atılım mı, Yeni Bir Yeşil Yıkama mı?

kaydeden Ismael Velasco

Green Software Foundation tarafından Ekim 2022'de yayınlanan Hackernoon hakkında gündem olan bir makale, tartışmasız "karbon bilinçli" bilişimi ilk kez ana akım geliştirici topluluğunun radarına soktu. Karbon bilinçli bilgi işlem, bilgi işlem işlerinizi elektrik şebekesinin yenilenebilir enerjiyle beslendiği zaman ve yerde çalıştırmayı ifade eder. Hackernoon makalesi, Intel, Microsoft, Globant, UBS, Accenture, Goldman Sachs ve daha birçok şirket tarafından desteklenen, dünyadaki ilk karbon bilinçli yazılım hackathon'una denk geldi. Karbon farkındalığına sahip bilgi işlem, Gartner'ın heyecan döngüsünün teknoloji tetikleme aşamasına girdi ve tüm işaretler, benimsenmenin geniş ölçekte hızlı bir ivme kazandığına işaret ediyor.

Tam açıklama, 2022 Hackernoon makalesine katkıda bulunanlardan biriydim ve aynı zamanda harika meslektaşlarımla tanıştığım ve harika yenilikçi çözümlerle tanıştığım Carbon Hack hackathon'unda mentor olarak görev yaptım. Kazanan projelerin birçoğu Adora Vakfı Kuluçka Laboratuvarı'na katıldı ve bugüne kadar işbirlikçilerine ilham kaynağı olmaya devam ediyor. Ancak işin detaylarını incelediğimde, kanıtlar bana karbon farkındalığına yönelik uygulamaların çoğunun şu anda en iyi ihtimalle sıfıra kadar küçük karbon azaltımı faydaları sağladığını, en kötü ihtimalle ise karbon emisyonlarını artırabileceğini ve yerel ve ulusal elektrik için tehlike oluşturabileceğini gösteriyor. ızgaralar. Aynı zamanda, Big Tech'in sınırlamalarından veya istenmeyen sonuçlara ilişkin risklerinden bahsetmeden, karbon bilinçli hesaplamanın benimsenmesini ve pazarlanmasını hızlandırması nedeniyle, bu aynı zamanda bir yeşil aklama çabası haline gelme riskiyle de karşı karşıyadır.

Big Tech'in karbon farkındalığına sahip modelleri benimsemesinin örnekleri arasında şunlar yer alıyor:

• Google : karbona duyarlı bulut bilişimi hayata geçirdi.

• Microsoft : Xbox ve Windows 11 için karbona duyarlı yazılım güncellemelerini kullanıma sundu.

• Apple : ABD'deki iPhone'lar karbon duyarlı şarj özelliğine sahip.

• Yapay Zeka : Makine öğrenimi uygulamaları için karbon farkındalığına sahip yaklaşımlar tartışılıyor ve ChatGPT gibi üretken modellerin ortaya çıkışıyla yeni bir ivme kazanıyor.

• Blok zincirleri : Bitcoin'in öncü olduğu karbon bilinçli kalıpları daha karmaşık bir şekilde benimsemiştir .

• Açık Kaynak Karbon farkındalığına sahip hesaplama, bu makalenin odak noktası olan uyarı etiketleri olmasa da, Linux Vakfı tarafından ücretsiz olarak sunulan, genel olarak harika Uygulayıcılar için Yeşil Yazılım kursunda tavsiye ediliyor ve açıklanıyor.

  
  

Bu makalenin amacı, karbon bilinçli hesaplamanın keşfedilmesi ve hatta teşvik edilmesinin yararlı olmasına rağmen, bunun çok daha büyük bir titizlik ve şeffaflıkla yapılması gerektiğini öne sürmektir.

Sorumlu karbon bilinçli bilgi işlem, yeşil teknoloji emisyonlarına katkıda bulunma potansiyeline sahiptir, ancak riskleri hesaba katmadan bunu sürdürmek vicdansızlıktır; Azaltma adımlarının ve gerçek etkinin kanıtlanması; ve pazarlama ve tanıtımında uyarı etiketleri sağlamak.

İçerik Taslağı

Bu makale sekiz bölüme ayrılmıştır. Birbirlerinin üzerine inşa edilirler ancak kendi başlarına okunabilirler.

1. Bir problemimiz var Houston

2. Gridin nasıl çalıştığı hakkında yazılım mühendislerinin bilmesi gerekenler

3. O halde karbon farkındalığına sahip yazılımın sorunu nedir?

4. Karbon farkındalığına sahip yazılım ne zaman anlamlı olur?

5. Sorumlu karbon bilinçli bilgi işlem önerileri

6. Odadaki fil: artan bilgi işlem talebi

7. Buradan karbon farkındalığını nereden alacağız? Izgarayı tanıyan bilgi işlemin tanıtılması

8. Yardım etmek için ne yapabilirsin?

   
   

1. Houston, bir sorunumuz var

Bilgi işlem işlerinin, elektrik şebekesinin yenilenebilir enerjiyle beslendiği zaman ve yerde çalıştırılması, bu kodun çalıştırılmasıyla ilişkili emisyonların azaltılması anlamına gelmelidir. Kodun yenilenebilir "temiz" elektriği kullanarak çalıştırılması, tanımı gereği "kirli" fosil yakıt enerjisi tüketmediği anlamına gelir.

Tüm yazılımımızı karbon konusunda bilinçli hale getirirsek, elektrik şebekesinin çoğunlukla yenilenebilir kaynaklardan beslendiği zaman ve yerde çalışacak şekilde zamanlayabilirsek, o zaman çevresel etkimizi etkili ve yenilikçi bir şekilde azalttığımızdan kesinlikle emin olabiliriz. Sağ?

Bu apaçık görünüyor ve çoğunlukla yeşil bilişim topluluğu da aynı fikirde görünüyor. Tam gaz öndeyiz ve karbon bilinçli bilgi işlem şu anda Big Tech tarafından büyük ölçekte benimseniyor. O halde oraya varıyoruz, değil mi?

Çok hızlı değil.

• Görünüşte bariz olan bu iddiaların doğru olup olmadığını doğrulamak için gerçekte kim durakladı?

• Yazılımımızı, daha düşük karbon yoğunluklu elektriğe sahip dönemleri ve yerleri duyarlı bir şekilde arayacak şekilde programlamak gerçekten somut bir fark yaratır mı?

• Bunu kanıtlayabilecek çalışmalar nerede?

• Bu modeller geniş ölçekte uygulanırsa, teknoloji sektörü meşru bir şekilde küresel karbondioksit (CO2) emisyonlarının azaltılmasına gerçekten katkıda bulunduğunu söyleyebilir mi?

  
  

Sonuçta, BİT sektörünün , Paris Anlaşması'nın küresel ısınmayı 1,5°C ile sınırlandırma hedefleriyle uyumlu olabilmesi için , karbon emisyonlarını 2030'da %45 oranında azaltacak bir yolda olması gerekiyor.

Bunu yazan bizler bu soruları sormak için durduk. Bunu yapan ilk kişi olmadığımızı kabul ediyoruz [ 1 ] [ 2 ].

Araştırmamıza dayanarak, mevcut karbon farkındalığına sahip yaklaşımların çoğunlukla boşuna olabileceğini gösteren kanıtların olduğuna inanıyoruz. Dahası, Büyük Teknoloji genelinde yeni nesil yeşil yıkamanın temellerini atarken aslında emisyonları da arttırıyor olabilirler. Olumlu tarafı, kanıtlar aynı zamanda bu tür yaklaşımları uygulamanın, emisyonları azaltma ve olumsuz etkilerden kaçınma olasılığının daha yüksek olduğu yolların olduğunu da gösteriyor. Bu açıdan bakıldığında, kolektif gözetimimizin, karbon bilinçli hesaplamaya yönelik BÜYÜK uyarılardan herhangi bir şekilde bahsetmemek olduğuna inanıyoruz.

Bu endişeleri ve uyarıları araştırıyoruz. Elektrik şebekelerinin pratikte nasıl çalıştığının teknik ayrıntılarını kabul ederek başlıyoruz. Mevcut karbon farkındalığına sahip yazılım yaklaşımlarının bu gerçekleri nasıl dikkate almadığını ele alacağız. Daha sonra teknoloji sektörünün anlamlı azaltımlar yapmak için nelerle uğraşması gerektiğine ilişkin daha büyük soruları değerlendiriyoruz. Gönderi, daha sorumlu ve etkili bir uygulama için mevcut karbon farkındalığına sahip yönergelerin yinelenmesi önerilerek sona eriyor; buna "şebeke bilinçli bilgi işlem" adını veriyoruz.

[1] - https://github.com/Green-Software-Foundation/karbon-aware-sdk/issues/222

[2] - https://adrianco.medium.com/dont-follow-the-sun-scheduling-compute-workloads-to-chase-green-energy-can-be-counter-productive-b0cde6681763

2. Grid'in nasıl çalıştığı hakkında yazılım mühendislerinin bilmesi gerekenler

Karbon yoğunluğuna yanıt olarak bilgi işlem yüklerini kaydırmanın nesi potansiyel olarak yanlış? Bu soruyu cevaplamak için elektrik şebekelerinin pratikte nasıl çalıştığına kuşbakışı bakmakla başlamamız gerekiyor. Bu anlayışa sahip olduğumuzda sorunların nerede olduğunu görmeye başlayabiliriz.

Elektrik şebekeleri gerçekte nasıl çalışır?

Şebekedeki mevcut elektrik miktarı serbestçe dalgalanmaz. Herhangi bir günde tutarlı miktarda elektriğin (diğer adıyla arz) kullanıma hazır olması için önceden kontrol edilir ve planlanır. Tutarlı miktarda elektriğin (diğer adıyla talep) kullanılmasını sağlamak için kontroller de vardır. Herhangi bir şebekeyi yönetenlerin temel hedeflerinden biri bu iki tarafı, yani arz ve talebi izlemek ve bunların dengede olmasını sağlamaktır.

Herhangi bir dengesizlik, genellikle frekanstaki bir değişiklikten kaynaklanan ciddi sorunları tetikler. Frekans aniden yükseldiğinde veya düştüğünde, elektrikli ekipmanlarda hasara ve sonuçta elektrik kesintilerine ve elektrik kesintilerine neden olabilir.

Herhangi bir gün için beklenen talep, veriler kullanılarak tahmin edilir. Bu, şebeke yöneticilerinin yeterli elektriğin mevcut olduğundan emin olmalarını sağlar. Genellikle bir günden diğerine büyük talep farklılıkları yoktur. İnsanlar kalkarken, yatarken vs. bazı günlük dalgalanmalar oluyor. Ancak bu genellikle yeterince öngörülebilir.

Mevsimsel farklılıklar da talebi etkiliyor. Örneğin kış aylarında günlerin kısalması ve soğuk olması nedeniyle talep daha fazla oluyor, bu da insanların daha fazla ışığa ve ısıya ihtiyaç duyması anlamına geliyor. Ancak yine de mevcut veriler bu tür dalgalanmaları tahmin edilebilir bir şekilde tahmin etmemize olanak tanıyor.

Arz ve Talebin Dengelenmesi

Elektrik arzı üç ana yolla üretilir:

1. Petrol, kömür ve gaz gibi fosil yakıtlar
2. Nükleer
3. Güneş, rüzgar, hidroelektrik ve jeotermal gibi yenilenebilir kaynaklar

Her biri tarafından üretilen elektrik oranlarına yakıt karışımı denir.

Hızlı referans: Yakıt karışımı

Elektriğin üretildiği birleşik kaynaklar. Ortalama yakıt karışımı şebekeden şebekeye değişir.

Bu temsil https://ourworldindata.org/electricity-mix adresinden alınmıştır.

Ayrıca her yerel şebekede genellikle saatlik olarak değişiklik gösterir. Herhangi bir günde, yenilenebilir enerji kaynakları çoğu yerde günlük arzın bir kısmını temsil edecektir. Geri kalanı fosil yakıtların yakılmasından oluşacak.

Şebekeyi dengelemekten sorumlu olanların talep ve arzın dengede kalmasını sağlamak için harekete geçmesinin gerekli olacağı iki senaryo var.

1. Talepte azalma – üretilen enerjiyle karşılaştırıldığında daha az enerjiye ihtiyaç duyulur.
2. Talepte artış – üretilen enerjiyle karşılaştırıldığında daha fazla enerjiye ihtiyaç duyulur.

Bu senaryoları ele almak için yaygın olarak hangi seçeneklerin kullanıldığını göstermek için birkaç aşırı basitleştirilmiş, varsayımsal örnek kullanalım.

Talepteki düşüşleri yönetmek

Senaryo: Paris'te bir kış gecesi ve saat 20.00'de herkes aynı anda ışıklarını kapatıyor.

Bu beklenmedik bir durum. Şebekeye çok fazla enerji aktarılıyor ama bu enerjinin gidecek yeri yok çünkü ona talep yok.

Seçenek 1: Kısıtlama

Arz ve talebi dengede tutmak için verilecek tepki arz miktarını azaltmaktır. Bu, kısaltma olarak bilinir.

Hızlı başvuru – Küçültme

Kısıntı, bir üreticinin çıktısının, normalde istemsiz olarak, belirli mevcut kaynaklarla üretebileceği miktardan azaltılmasıdır. Bu, enerji arz ve talebini dengelemek için veya iletim kısıtlamaları nedeniyle meydana gelebilir. Vikipedi .

Ne olur: Elektriği kısmanın en yaygın yolu fiyatı düşürmektir. Bu, tedarikçileri daha az üretmeye teşvik etmeyi amaçlıyor; bu da onların "azalmaları" veya bazı tedarik kaynaklarını kapatmaları anlamına geliyor.

Bu, enerji tedarikçilerinin hem ekonomik hem de pratik bir karar vermesi gerektiği anlamına gelir. Pratik kısım, tüm güç kaynaklarının eşit kolaylıkla yukarı veya aşağı ölçeklenemeyeceği gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Enerji kaynaklarını karşılaştıran aşağıdaki tablo bunun nedenini anlamanıza yardımcı olacaktır.

Örneğimizde Paris, önemli ölçüde nükleer enerjiyle desteklenen Fransız şebekesinin üzerinde yer alıyor. Bu enerji kaynağının talepteki ani değişikliklere tepki vermesi yavaştır. Dolayısıyla arzın talepten daha fazla olduğu ve şebekenin hâlâ dengesiz olduğu senaryolar olabilir.

Seçenek 2: Depolama

Sağlayıcılar ilave tedariki akülerde, pompalı hidroelektrikte veya diğer mekanizmalarda depolamayı düşünebilir.

Ne olur: Fazla arzın akülerde veya pompalanan hidroelektrik sistem aracılığıyla depolanması, şebekeye denge getirmek için çekilebilecek başka bir koldur. Operatörler, ekstra arzı bir depolama alanına yönlendirerek, genel arzı yeni, daha düşük talebi karşılayacak şekilde ayarlamak için kendilerine zaman kazanabilirler.

Talep tekrar yüksek olduğunda depolanan enerji kontrollü bir şekilde şebekeye geri verilebilir.

Peki ya depolama alanı yeterli değilse ya da şebekede mevcut değilse? İşleri dengede tutmak için son bir seçenek var.

Seçenek 3: Yapay talep yaratın

Şebeke, talebi artırmak ve kalan arz fazlalığını karşılamak amacıyla elektrik tüketimini yapay olarak artırmak için teşviklerden yararlanıyor. Buna talep yönetimi denir.

Ne oluyor: Şebeke, işletmeler için bir teşvik sağlıyor; ancak son zamanlarda elektrik kullanımını normalde ihtiyaç duyabileceklerinin ötesine çıkarmak için bazı tüketici temelli planlar deneniyor. Büyük olasılıkla bu zamanlarda daha ucuz elektrik sunan özel bir tarife yoluyla. Şebeke bunu yaparak elektrik talebini arz ve talep arasında yeni bir denge kurabilecek noktaya kadar şişirebilir.

Bu nedenle, Paris ışık örneğinde olduğu gibi elektrik kullanımındaki planlanmamış düşüşlerin emisyonlarda eşdeğer bir azalmaya yol açması pek olası değildir. Çok spesifik, yasal olarak zorunlu aralığın ötesinde, şebeke plansız düşüşleri tasarrufları ortadan kaldıracak şekilde telafi ediyor. Herhangi bir gündeki net emisyon miktarı neredeyse her durumda yaklaşık olarak aynı olacaktır.

Veri merkezlerinin buradaki çözümlerin bir parçası olabileceği konusunda ilginç araştırma ve tartışmalar sürüyor. Gerilmiş bir ızgaraya dalmak için harika bir örnek mi? Veri merkezi enerji talebini ve şebeke kapasitesini yönetme , Ekim 2023'te yayınlandı.

Talepteki zirveleri yönetme

Senaryo: Tokyo'da alışılmadık derecede sıcak bir yaz gecesi ve saat 20.00'de herkes aynı anda klimalarını açıyor.

Bu beklenmedik bir durum. Çok fazla enerji istenecek, yani çok fazla talep olacak ve bunu karşılayacak yeterli enerji arzı olmayacaktır.

Seçenekler: Bu ani artışları yönetme teknikleri büyük ölçüde yukarıdakilerin tersidir.

• Sağlayıcıları şebekeye daha fazla arz sağlamaya teşvik etmek için fiyatı artırın. Yukarıdaki tablodan yenilenebilir enerji ve nükleerin kolaylıkla ölçeklenemeyeceğini unutmayın. Dolayısıyla, plansız talep artışları sırasında arz genellikle daha fazla karbon emisyonu üreten fosil yakıt kaynaklarından geliyor.

• Depolamada mevcut olanı kullanın; piller veya pompalanan hidroelektrik.

• Talebi yapay olarak azaltmak için teşvikler sunun.

  
  

Bu nedenle, Tokyo klima örneğinde olduğu gibi elektrik kullanımındaki plansız ani artışların emisyonların artmasına yol açması muhtemeldir. Bu, enerji sağlayıcılarının talebi karşılamak için arzı hızlı bir şekilde artırma ihtiyacının ve bunun en kolay şekilde fosil yakıt enerji kaynakları (çoğunlukla gaz, bazen kömür) kullanılarak yapılmasının bir sonucudur.

Planlanmamış iniş ve çıkışlardan kaçınmak

Buradan talepteki plansız artışların veya düşüşlerin şebekeler için iyi olmadığını görebiliriz. Plansız kesintiler aslında üretilen elektrik miktarını azaltmaz, dolayısıyla net bir etkisi olmaz. Planlanmamış dalgalanmaların karşılanması gerekiyor ve genellikle fosil yakıt üretiminin artırılmasıyla karşılanıyor.

Ek olarak, arzın hızla artırılması veya azaltılması eylemi ekstra emisyonlara neden olur. Çoğu güç kaynağı kararlı durum koşulları için tasarlanmıştır, bu nedenle ani değişiklikler verimsiz çalışmaya yol açabilir. Artış aynı zamanda daha eski ve daha az verimli tesislerin devreye alınmasına da neden olabilir. Bunlar ani talep artışlarını karşılamak için " zirve tesisleri " olarak kullanılıyor. Başlatma ve kapatma işlemleri de ekstra yoğun olabilir.

Bütün bunlar, ek elektriğin üretilmesinin yanı sıra ekstra emisyon anlamına da geliyor. Bu küçük olabilir ve pil gücüne geçişle hafifletilebilir, ancak yine de bu senaryonun ek bir olumsuz etkisidir.

3. O halde karbon farkındalığına sahip yazılımlarla ilgili sorun nedir?

Şimdi ızgaranın mevcut karbon farkındalığına sahip yazılım modelleriyle birlikte nasıl çalıştığını keşfetmeye dönelim.

Izgara ve karbona duyarlı yazılım arayüzleri nasıl

Şimdiye kadar karbon farkındalığına sahip yazılım teknikleri, tedarik tarafında değişen yakıt karışımlarının sunduğu fırsatlara odaklanıyordu. Yukarıda gördüğümüz gibi, etkili şebeke yönetimi dengenin korunmasıyla ilgilidir. Bu dengeyi bozmanın sonuçları var ve bu etki çoğunlukla karbon emisyonlarının artmasına neden oluyor.

Hızlı başvuru – Zaman değiştiren hesaplama

Elektriğin en yeşil olacağı günün saatini aramak, örneğin enerji karışımında fosil yakıtların en az olduğu zamanı aramak ve hesaplama işlerini o saatte çalışacak şekilde ayarlamak. Bu, işlerin yürütüldüğü günün saatinin dinamik olduğu ve sık sık değiştiği anlamına gelir.

⏱ Şebeke yönetimi ve “karbona duyarlı” zaman değiştirme

Bu kavramı açıklamak için basit bir örnek kullanalım. Her gün tek bir zamanlanmış veritabanı yedekleme işi yürüttüğünüzü varsayalım. Belirli bir gün için ızgara karışımına bağlı olarak bu görevin planlanan çalışma süresini değiştirmeye karar verirsiniz. Bu hesaplamayı çalıştıracak elektrik, şebekenizin günlük elektrik talebi planlamasına zaten dahil edilecektir.

Şimdi, yerel şebekenizin sağladığı elektriği üreterek bir gün boyunca 100 ton CO2 ürettiğini varsayalım. Ve bir gün boyunca yerel şebekeniz aşağıdaki karışımla elektrik sağlar:

Şebekenin o gün için beklenen tüm talebi zaten planladığını unutmayın. Buna dayanarak 100 ton CO2 üreten elektrik üretiyor. Bu nedenle, yedekleme işinizi yürütmeyi seçtiğinizde, o gün için şebeke tarafından hala 100 ton CO2 üretilecektir.

İşinizin zamanlamasını yenilenebilir enerji kaynaklarının en yüksek olduğu öğleden sonra çalışacak şekilde değiştirmek aslında o günün emisyonlarını değiştirmez. Bu yenilenebilir pencere sırasında normal hesaplama işinizi çalıştırarak, yalnızca günlük emisyonları azalttınız, azaltmadınız.

Hızlı başvuru – Emisyonların yer değiştirmesi

Emisyonlar bir kaynaktan veya bir bölgeden başarılı bir şekilde azaltıldığında, ancak aynı zamanda başka bir kaynaktan veya bölgeden emisyonların artmasına neden olduğunda ortaya çıkar.

İyi bir benzetme, bazı vagonların "yeşil" ve bazılarının "kirli" olduğu bir trendir. Yine de trene biniyorsanız ve yeşil bir vagona geçiyorsanız, trenin genel yükünü bir bütün olarak etkilemiyorsunuz. Onun yerine kirli vagonda başkası seyahat edecek. Trenin çalışmasından kaynaklanan emisyonlar hala tamamen aynı.

Sıfır Karbon Yer Değiştirme, hiçbir ek fosil yakıt bazlı enerjinin talep edilmeden önce kullanıma zorlanmadığından emin olmak için tüm şebeke ekosisteminin sıkı bir analizini gerektirir.

Aslına bakılırsa, zaman kaydırmanız gün içinde 100 tondan fazla CO2 üretilmesine neden olabilir. Çünkü bu gün öğleden sonra da talep oldukça yüksek. Yedekleme işinizi bu zamanda çalışacak şekilde değiştirmeye karar verdiğinizde, şebekeye ek (planlanmamış) talep eklemiş olursunuz. Bunun sonucunda, şebekeyi dengelemek için ek arzın hızla artırılması gerekebilir. Daha önce de belirttiğimiz gibi, bu ekstra arz büyük ihtimalle fosil yakıt enerji kaynağından gelecektir.

Zamanın değişmesi, sürekli değişen talep dalgalanmaları nedeniyle şebeke istikrarsızlığına da yol açabilir.

Şu ana kadar gerçek bir kazanım elde edilmedi. Karbon emisyonlarının azaltılmasına yardımcı olmadınız. Bireysel olarak çalıştığınız için muhtemelen zaman değiştirme yaklaşımınızdan pek etkilenmediniz. Ancak bu geniş çapta yapılırsa işler zararlı hale gelebilir. Ancak zaman değiştirmeyi gerçekten yararlı hale getirecek şekilde iyileştirilebilecek yollar var, buna da ileride değineceğiz.

🌍 Şebeke yönetimi ve “karbon bilinçli” konum değiştirme

Hızlı başvuru – Konum değiştiren bilgi işlem

Yerel şebekenizden daha yeşil yakıt karışımına sahip şebekeler aramak ve bilgi işlem işlerini kendi şebekeniz yerine o şebekedeki sunucularda çalışacak şekilde göndermek.

Bu fikri açıklamak için, Stoogle Tech adında kurgusal bir küresel şirket olduğunuzu hayal edelim. Her ulusal şubenin veritabanlarını her gün yedeklemesi gerekir. Şimdi, her şubenin Lizbon'daki yerel şebekenin şu anda %80 yenilenebilir enerji ve %20 fosil yakıtlarla çalıştığını tespit ettiğini ve hepsinin bağımsız olarak yedek işlerini oraya göndermeye karar verdiklerini hayal edin.

Aniden Lizbon şebekesine çok fazla ekstra talep gelmeye başladı. Günün talebi artık beklenen %100 değil, %110 olacak.

Sorun şu ki, Lizbon'un yerel şebekesinde hâlâ yenilenebilir enerjinin yalnızca %80'i mevcut. Elektrik talebini ve arzını dengede tutmak için Lizbon büyük olasılıkla bu ekstra %10'u fosil yakıtlardan karşılayacak. Uluslararası karbon bilinçli konum değiştirme girişimi, Lizbon'un şebekesine ekstra emisyon ekledi.

Yine yer değiştirme etkisi görülüyor. Bu bilgi işlem işleri, küresel olarak aynı net emisyonla diğer tüm ülkelerdeki emisyonları Portekiz'e kaydırdı. Yoksa var mı?

Aslında muhtemelen bundan daha kötüdür. Lizbon'da talebin artması ve ortalamanın üzerinde fosil yakıt tüketiminin teşvik edilmesi, CO2'de net bir artışa yol açtı. Ayrıca işlerin değişmesi nedeniyle yerel bölgelerin her birinin elektrik talebi aslında azalmamış olabilir. Bu yerel şebekelerdeki emisyonlar hâlâ yaklaşık olarak aynı. CO2 emisyonları gibi küresel net elektrik tüketimi de arttı.

Olaylar büyüdükçe sonuçlar daha da kötüleşiyor. Şimdi sadece Stoogle Tech'in değil, Bircosoft Tech, Wapple Tech ve Macebook Tech'in de konum değiştiren kervana katıldığını hayal edin. Diyelim ki mevcut sunucularının tümü ulusal şebekeler tarafından destekleniyor. Aniden Lizbon'un elektrik talebi %120'ye ulaştı ve yerel şebeke talebi düştü.

Konum değiştiren bilgi işlem işleri, bu örnekte tıpkı zaman kaydırma gibi olumlu bir fark yaratmıyor, ancak emisyonları artırıyor ve başkaları için potansiyel olarak şebeke istikrarsızlığı riskini artırıyor. Bu bakımdan şirketlerin iyi niyetli çabaları, işlerini canları istediğinde yürütenlerden, hatta daha iyisi öngörülebilir bir şekilde yürütenlerden daha kötüdür.

Konum gerçekten ızgarayı kırabilir mi?

Bilgi işlem kaynaklı elektrik talebindeki yukarı ve aşağı yönlü ani artışlar, özellikle daha az dirençli olan şebekeleri gerçekten kırabilir. Bu daha önce Venezuela , İran , Gürcistan ve Kazakistan'da ve diğer yerlerde de yaşanmıştı; Bitcoin madenciliği, bilişime özgü elektrik talebinde eşdeğer artışlar yaratmıştı.

Sonuçta sorunlar şebekeden şebekeye farklılık gösteriyor ve her şebekenin ne kadar dayanıklı olduğuna bağlı. Sorunlara neden olmak için, Avrupa gibi oldukça çeşitli şebekelerde veya Kaliforniya gibi depolamaya yoğun yatırım yapan şebekelerde büyük bir artışa ihtiyacınız olacak. Ancak Güney Avustralya gibi daha az şebeke ara bağlantısı ve tedarik tepkileri için daha az fosil yakıt enerjisi ile veya daha az enerji çeşitliliği ile Hindistan veya Güney Afrika gibi daha az dirençli şebekelerde ciddi etkileri tetiklemek oldukça mütevazı olabilir.

Kilit nokta, basitçe "x hesaplama işi, şebekenin en yeşil olduğu zaman ve yerde çalışacak şekilde zamanlanmıştır " ifadesinin herhangi bir şekilde emisyonları azalttığı ve ters etkileri olabileceği anlamına gelmediğidir.

4. Karbon farkındalığına sahip yazılım ne zaman anlamlı olur?

"Karbon farkındalığına sahip hesaplama sadece kötü mü?" sorusunun cevabını tamamen açıklayalım.

Hayır. Karbon farkındalığına sahip yazılımın temel kavramlarını bozma niyetinde değiliz.

Bilgi işlem işlerinin mevcut elektriğe yanıt verecek şekilde değiştirilmesine ilişkin temel kavram sağlamdır.

Eleştiri, mevcut yaklaşımların hiçbir zaman herhangi bir uyarı etiketi uygulamamasıdır.

Zaman ve konum değiştirme kalıplarının yalnızca belirli durumlarda yararlı olduğunu, çoğunda yararsız olduğunu ve diğerlerinde potansiyel olarak zararlı olduğunu söylemeyi ihmal ediyoruz. Zaman ve konum değiştirmenin, doğrulama veya risk azaltma olmaksızın bilgi işlem çalıştırmanın daha çevreci yolları olduğuna dair genel bir varsayım vardır.

Mevcut yaklaşımın aslında teknolojinin sürdürülebilirlik çabalarına, onlara yardım etmek niyetinde olsa bile köstek olmasından endişe duyuyoruz. İlk olarak, zaman ve konum değiştirmeyi benimseyen herhangi bir şirketin artık biraz daha yeşil olduğunu belirten mesajlar, yeşil aklama tarifi. İkincisi, herhangi bir risk analizi veya hafifletme olmaksızın geniş ölçekte benimsenmesi durumunda muhtemelen zararlı olabilecek kalıpları teşvik ederek.

En önemlisi, odadaki file anlamlı bir şekilde hitap eden karbon bilinçli yazılım görmüyoruz. Bilgi işlemin çevresel sorunu öncelikle enerji optimizasyonu değil, enerji talebidir.

Yüzyılın büyük bölümünde, aynı bilgisayar işinin tükettiği elektrik miktarı katlanarak azaldı. Bu, teoride teknoloji sektörünün her zamankinden daha yeşil olduğu anlamına gelmeli. Ancak verimlilikteki bu olağanüstü kazanımlar, elektrik talebinin hesaplanmasındaki artışların yanında gölgede kaldı .

Karbon farkındalığına sahip hesaplama yeni bir optimizasyon şeklidir. Daha fazla yenilenebilir enerjiyi hedefleyerek, esasen aynı hesaplamayı daha az fosil bazlı elektrik kullanarak gerçekleştirmeyi amaçlıyor. Ancak elektrik talebimiz optimizasyon kazancımızdan daha hızlı artarsa, bu tür bir optimizasyondan elde edilecek kazançlar anlamsız olacaktır.

Karbon bilinçli bilişimi, hem optimizasyonu hem de talebi karşılayacak şekilde yeniden çerçevelemenin ve Business As Usual'da sadece kozmetik iyileştirmeler yapmanın bir yolu olduğunu düşünüyoruz. Kontrolden çıkan iklim değişikliğinin dünya genelindeki nüfuslara verdiği zarar, daha iyisini yapmamızı gerektiriyor ve teknoloji sektörünün bununla anlamlı bir şekilde başa çıkabilecek kadar iyi kaynaklara sahip olduğuna inanıyoruz.

Karbon bilinçli hesaplamanın çalışmasını nasıl sağlayabiliriz?

Karbon bilinçli yaklaşımın mantığının gerçekten de emisyonları azaltabilmesinin iki yolu vardır.

İlk Yaklaşım: Zaman kaydırmalı veya konum değiştirmeli hesaplama, talebin doğal olarak düşük olduğu zamana ve ardından aksi takdirde kısıtlanacak elektriği kullanmaya yöneliktir. Bu, mevcut yaklaşıma çok yakındır, ancak elektrik karışımına göre elektrik talebine öncelik vermektedir.

İkinci Yaklaşım: Bilgi işlem işlerinin şebekeye katkı sağlayan yenilenebilir elektrikle çalıştırılması. Bu mantığın en kısa güvenilir özeti , Beyaz Saray'ın kripto madenciliği üzerine yaptığı bir araştırmadan alınmıştır (bkz. sayfa 24). İlgili kısım şöyle diyor:

"Şebeke elektriğini kullanmanın iki temel yolu vardır: sıfır doğrudan sera gazı emisyonuyla sonuçlanacaktır:

1. Yeni temiz elektrik kaynakları inşa etmek veya sözleşme yapmak veya
2. Aksi takdirde şebeke tarafından kısıtlanacak olan mevcut yenilenebilir elektriğin kullanılması.

Elektrik mevcut yenilenebilir kaynaklardan geldiğinde, kısa vadede sera gazı emisyonlarının yerini alarak yenilenebilir kaynak kullanıcılarını fosil yakıt kaynaklarına kaydırıyor. Bunun nedeni, kömür ve doğal gazın, Amerika Birleşik Devletleri'nde talep edilen her ek elektrik birimi için elektrik üretimini sıklıkla sağlamasıdır. Yenilenebilir kaynakların miktarı sabit tutulup elektrik talebi arttıkça ilave fosil enerjinin kullanılması muhtemeldir. Bu yer değiştirme, sızıntı adı verilen bir süreç aracılığıyla net bir değişikliğe veya toplam küresel emisyonlarda artışa neden olmuyor.”

Yukarıdakilere dayanarak, olumlu etkilerini en üst düzeye çıkarmak ve risklerini azaltmak için karbon bilinçli hesaplamaya yeni bir yaklaşım için 3 önerimiz var; bunlardan ikisini bu bölümde özetledik.

5. Sorumlu karbon bilinçli bilgi işlem önerileri

Öneri 1: Talep yoğunluğunu karbon yoğunluğunun üzerinde önceliklendirin ve yalnızca istikrarlı şebekeleri hedefleyin

Düşük talep zamanları büyük ihtimalle yenilenebilir enerji fazlasının olduğu zamanlarla çakışacaktır; aksi takdirde bu enerji şebeke istikrarını korumak için kısılacak, yani israf edilecektir. Bu tam olarak zaman kaydırma ve konum değiştirmenin aslında bilgi işlemden kaynaklanan emisyon azaltımlarına dönüştüğü senaryodur. Bilgisayarımız başka hiç kimsenin kullanmayacağı yenilenebilir elektrikle çalışıyor ve dolayısıyla doğrudan emisyon üretmiyor.

Şebekenin nasıl çalıştığı hakkında yazılım mühendislerinin bilmesi gerekenleri araştırdığımız gibi, düşük talep sürelerini hedeflemenin, şebekenin ne kadarının yenilenebilir enerji kaynaklarıyla çalıştığından bağımsız olarak kendine özgü çevresel faydaları vardır. Şebekenin artış/düşüşlerinden kaçınmasına yardımcı olmada rol oynayabilir ve şebeke istikrarına katkıda bulunabilir; bunların her ikisinin de çevresel, sosyal ve ekonomik faydaları vardır.

Bilgi işlemlerimizi şebeke talebine dayalı olarak son derece öngörülebilir, istikrarlı bir şekilde planlarsak, öngörülemeyen günlük artışlar yaratmayız ve aksi takdirde kısıtlanacak yenilenebilir enerjiyle çalışma ve emisyonlarımızı fiilen azaltma şansını en üst düzeye çıkarırız.

Bunun, şebekede düşük karbon yoğunluğu sürelerini hedeflemeye yönelik mevcut hakim yaklaşımdan farkı nedir?

Örnek olarak, güçlü güneş enerjisi altyapısına sahip bir alan, günün daha güneşli ve sıcak dönemlerinde daha yeşil bir enerji karışımına sahip olabilir. Bu aynı zamanda insanların işte olabileceği zamanlar olabilir, böylece hem daha yeşil bir karışıma hem de orta düzeyde talebe sahip olursunuz. Bu aşamada güneş enerjisinden tam olarak yararlanılacak ve herhangi bir fazlalık/eksiklik söz konusu olmayacaktır. Karbon yoğunluğu API'si, bilgisayarınızı çalıştırmak için saat 11'in iyi bir zaman olduğunu önerebilir, ancak emisyonları hiçbir şekilde azaltmayacaktır. Hiçbir fark yaratmayabilir veya hesaplama işlerinden gelen elektrik talebi, bu API'ye yanıt olarak sabah 11'de yeterince büyükse, ek fosil yakıt gerektirme olasılığı çok daha yüksektir, bu da emisyonları artırdığınız anlamına gelir.

Dahası, yenilenebilir enerji arzı, elektrik talebinden farklı olarak çok öngörülemez olduğundan, çok sayıda hesaplamanın şebeke karbon yoğunluğu düşük olduğunda tetiklenecek şekilde zamanlanması, şebekeye öngörülemezlik katacak, istikrarsızlık riskine girecek, olumsuz etkilerin, çevresel, sosyal ve sosyal etkilerin olasılığını büyük ölçüde artıracaktır. ekonomik.

Bu, düşük talep sürelerini hedeflemenin çevre açısından olumlu olmadığı bariz bir senaryo olmadığı anlamına gelir; ancak şebeke karbon yoğunluğunu hedeflemenin etkisiz veya zararlı olacağı birçok senaryo vardır.

Önce talep yaklaşımı, mevcut karbon farkındalığına sahip yaklaşımlar ve araçlarla uyumsuz değildir.

Düşük talep zamanlarına öncelik verdikten sonra, düşük karbon yoğunluklu tetikleyicileri hedeflemek için mevcut API'leri veya veri kaynaklarını kullanmaya devam edebiliriz.

Bu senaryoda, şebeke karbon yoğunluğu düşük olsa bile bilgi işlem işlerimiz asla sabah 11'de çalışmayacaktır çünkü kesinti ihtimalinin uzak olduğunu biliriz. Ancak rüzgarlar dindiğinde sabah 5'te değil, rüzgarlı bir fırtınada sabah saat 4'te koşabilirler, bu da normalde kısıtlı olan enerjiyle çalışma ve emisyonlarımızı azaltma olasılığını daha da artırır.

Bu yaklaşımlar uyumsuz değildir. Peki ya önce talebin düşük olduğu şebekeleri arasak VE daha sonra doğal olarak yenilenebilir elektrik üretiminin yüksek olduğu bir dönemde olanları arasak?

Uyarı Etiketleri Kaldı

Yukarıdakiler nispeten küçük ölçekte gerçekleştiğinde değerlidir. Peki ya herkes bunu aynı anda yaparsa? O halde, mevcut yaklaşımlarla ilgili temel endişelerimizden biri olan talep artışları yaratma sorunumuz hâlâ devam ediyor. İster yalnızca zaman kaydırma ister konum değiştirme olsun, bu düşük talep öncelikli yaklaşım, geniş ölçekte mevcut yaklaşımdan çok daha güvenlidir, ancak yine de değerlendirilmesi ve azaltılması gereken riskleri taşır.

Yenilik çağrısı

Büyük ölçekli talebin ve karbon bilinçli bilgi işlemin zorluklarını düşünmek risklerin yanı sıra fırsatları da taşır. Mevcut aşama deneysel, parçalı ve dağınıktır. Ancak yaklaşımı daha da ileri götürmek ve uzun vadeli bir hedef hayal etmek için yer var. Bilgi işlem işlerimizin ve bunların altında yatan altyapının, ızgaralarla sistemik bir şekilde arayüz oluşturmasını ve sorunun değil çözümün parçası olmasını standart hale getirelim. Bu fikirler, yazılım mühendislerinin şebekenin nasıl çalıştığı hakkında bilmesi gerekenler bölümünde değindiğimiz talep yönetimi alanına girmektedir.

Bu alanda devam eden, bazıları önemli ölçekte birçok deney var, ancak neyin mümkün, neyin gerekli olduğu ve neye benzemesi gerektiği konusunda politika, iş, teknik, operasyonel ve altyapı düzeyinde daha bütünsel bir vizyona ihtiyacımız var. . Şebeke yönetim sistemleriyle ideal olarak otomatik, işbirliğine dayalı ve demokratik bir şekilde etkileşim kurarak, yenilenebilir elektriğin ölçeğini artırma ve bilgi işlemden kaynaklanan emisyonları azaltma gibi talep yönetimi zorlukları arasındaki sinerjiden yararlanabiliriz.

Burada demokratiklik çok önemli, çünkü hepimizin bir payı var ve bu etkileşimlerden etkileniyoruz ve etkileneceğiz. Bu sadece Büyük Teknoloji oyuncularının diyarı olamaz. Hepimizin açık kaynak standartları, protokoller ve halkın katılımı ve katılımı yoluyla katılım şansına ihtiyacı var.

Odadaki fil konusunu ele alırken bu fikirleri daha da araştırıyoruz.

Teklif 2: Bilgi işlemi gerçek anlamda katkı sağlayan yenilenebilir enerji üzerinde çalıştırın

TL;DR:

Herhangi bir şekilde etkili olabilmek için, bilişimin aslında katkı maddesi olan yeşil enerji kaynaklarını hedeflemesi ve ters etki risklerini şeffaf bir şekilde ele alıp azaltması gerekir.

Elde edilebilecek ilave yenilenebilir enerji miktarını hesaplamanın iki yaygın yolu vardır.

Hızlı başvuru – Katkılı yenilenebilir enerji

"Katkılı" veya "ilave" yenilenebilir elektrik, satın alma işleminizin, aksi takdirde var olmayacak yeni yenilenebilir elektriği finanse ettiği anlamına gelir. İlgili, " ilavelik " ilkesinin, özellikle karbon piyasalarında yenilenebilir enerji üretimine uygulanmasıdır.

Bilgisayarınız 50 terawatt elektrik tüketiyorsa ve 50 terawatt elektrik üreten yeni güneş panelleri için ödeme yapıyorsanız ek kazanç elde edersiniz. Teorik olarak, hesaplamanızın emisyon açısından nötr olduğunu iddia edebilirsiniz. Pratikte bu daha az nettir , ancak genel fikir budur.

Geleneksel karbon piyasaları genellikle halihazırda mevcut yenilenebilir elektriğe dayalı 'karbon kredileri' satmaktadır. Bu senaryoda herhangi bir ek yoktur. Siz sadece mevcut yenilenebilir enerji üretiminin kendinize ait olduğunu iddia ediyor ve mevcut kirli enerji üretiminin sorumluluğunu başkasına veriyorsunuz. Bu emisyonları kesinlikle azaltmıyor.

Enerji Satın Alma Anlaşmaları (PPA'lar) ve Yenilenebilir Enerji Sertifikaları (REC'ler)

Birçok kuruluşun bu sorunla başa çıkmanın birincil yolu karbon piyasalarıdır . Bunlar da iki ana enstrüman satıyor: Yenilenebilir Enerji Sertifikaları (REC'ler) ve Enerji Satın Alma Anlaşmaları (PPA'lar).

Bu oldukça sorunlu bir yaklaşım olmaya devam ediyor. Neden? Çünkü REC'lerin büyük çoğunluğu eklemeli değildir .

Mevcut yeşil enerji karışımını satın almanızı ve katkılarından dolayı kredi almanızı sağlarlar. Ancak yer değiştirme etkisine benzerlik gösteren ' emisyonluluk ' adı verilen şey üzerinde sıfır etkiniz vardır.

Hızlı başvuru – Emisyonsallık

Yeni yenilenebilir enerji projeleri her zaman emisyonları atmosferden çekmiyor. Yardım etmelerinin nedeni, aksi takdirde çevreyi kirletmeye devam edecek olan fosil yakıtlı enerji santrallerinin yerini almalarıdır .

Peki hangi projeler etkilidir? Bu, projeden projeye ve projenin bağlanacağı şebekenin yakıt karışımından büyük ölçüde farklılık gösterebilir. Örneğin, Kaliforniya'da bir güneş enerjisi satın alma anlaşmasının (PPA) daha eklenmesi, doğal gaz santralleri ve mevcut güneş enerjisi çiftlikleri karışımından elde edilen üretimi giderek daha fazla azaltıyor. Ancak Wyoming'e yeni bir rüzgar PPA'sı eklemek neredeyse her zaman bir kömür santralindeki üretimi azaltarak daha fazla emisyonu önler. Farklı yenilenebilir enerji projelerinin önlenen emisyonlarını karşılaştırma ve buna göre hareket etme uygulamasına "emisyonsallık" adı verilir.

Bu konuda daha fazla bilgiyi emisyonsallık terimini popüler hale getiren WattTime'dan okuyabilirsiniz .

PPA'lar iş dünyasında, özellikleveri merkezlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kurumsal alıcılar, yenilenebilir proje tarafından üretilen elektriği ve REC'leri belirli bir süre için, genellikle de önümüzdeki 10-15 yıl boyunca satın alma sözü veren enerji şirketleriyle anlaşmalar yapar.

PPA'lar sıklıkla bir şirketin yeşil kimlik bilgilerinden sorumlu ve ESG stratejisinin merkezinde yer alan kritik bir mekanizma olarak anılsa da yanıltıcı olabilirler. PPA'lar belirli yenilenebilir projelere atfedilse bile genellikle veri merkezlerine doğrudan güç sağlamazlar . Başka bir deyişle, yeşil elektronların üretilmesi, çoğu zaman öyle söylense de, bu elektronların bir veri merkezindeki hesaplamaya doğrudan güç sağladığı anlamına gelmez. Aynı zamanda çift sayılma riski de vardır.

Bu nedenle karbon piyasalarının en iyi uygulaması, satın aldığınız yenilenebilir enerjinin katkı maddesi olmasını sağlamaktır.

Doğrudan yenilenebilir elektrik: dağıtılmış bilgi işlem ve dağıtılmış elektriğin entegrasyonu

İlaveliğin ikinci, daha nadir bir versiyonu - yine de çok daha etkili.

Uzak yenilenebilir bir altyapı satın almak ve yenilenebilir enerji kaynakları tarafından desteklendiği iddianızı "hesaplamak" yerine, aslında bilgisayarınızı doğrudan yenilenebilir kaynaklarınızdan güçlendirin.

Bilgisayarınız doğrudan kendi güneş panelleriniz veya rüzgar türbinleriniz vb. tarafından çalıştırılıyorsa, el çabukluğuna veya karmaşık istatistiksel tahminlere gerek yoktur. Bilgisayarınız, doğrudan yenilenebilir kaynaklarınız tarafından desteklendiği ölçüde etkin bir şekilde şebekeden bağımsızdır.

Emisyonlar açısından tercih edilebilir olsa da, bu yaklaşımın ölçeklendirilmesi zordur ve aşağıda ele aldığımızda ters etkilerin ortaya çıkması riskini taşır. Günümüzde hiper ölçekli bilgi işlem büyük veri merkezlerinde yoğunlaşmıştır. Bu kadar muazzam bir bilişimi doğrudan güçlendirmek için, zaten büyük veri merkezi arazi işgali civarında, büyük miktarda arazi ve su kaplayan yenilenebilir üretim tesisleri gerekiyor. Bu, hiper ölçekleyicilerden kaynaklanan bilgi işlem emisyonlarını gerçekten azaltabilse de, ilgili lojistik dışında genellikle daha geniş çevresel, sosyal ve ekonomik etkiler söz konusudur.

Örnek olarak İspanya'nın Zaragoza kentinde böyle bir proje yürütülüyor. 40.000 metrekarelik bir veri merkezi iki güneş enerjisi çiftliği tarafından sağlanacak. 90 MW'lık bu iki güneş enerjisi santralinden sadece biri 232 brüt hektara (2,3 m2) sahip olacak. Bu yaklaşık olarak New York'taki Central Park büyüklüğündedir. Nesli tükenmekte olan hayvan ve ağaç türleri de dahil olmak üzere, hükümlere rağmen zarar vereceği düşünülen biyoçeşitlilik açısından zengin arazileri kaplayacak. Benzer şekilde, Google tarafından Şili'de inşa edilen yeni veri merkezi iki kat daha büyük olup, yerel bölgede saniyede 169 litre su çekiyor ve bu nedenle, doğrudan güneş enerjisiyle çalıştırılması için yaklaşık 10 milyon metrekareye ihtiyaç duyuyor.

Yerel halk, veri merkezlerinin devasa genişlemesinin etkisini şimdiden hissediyor. Veri merkezi inşaatı konusunda moratoryum çağrısı yapan bir hareket oluşuyor. Bu küresel olarak gerçekleşiyor; İrlanda'da , Hollanda'da ve Singapur'da . Direniş sadece elektrik tüketimiyle sınırlı değil. Su kullanımı da büyük bir sorundur . New Mexico, ABD , Uruguay ve Şili'deki yerel halklar kaynak kullanımı mücadelesinde ön saflarda yer almaya devam ediyor.

Ancak hiper ölçek tek model değildir ve kaçınılmaz gelecek olması da gerekmez .

Günümüzde çoğu bilgi işlem yüksek düzeyde dağıtılmış veya dağıtılabilir niteliktedir. Yenilenebilir enerji üretiminin halihazırda mevcut olduğu yerlerde bilişimin (özellikle kripto para biriminin) ortak konumlandırılmasıyla ilgili deneyler var. Bu, yenilenebilir enerji kullanarak hesaplama için doğrudan güç sağlar ve yenilenebilir elektrik talebi yönetiminde rol oynar. Bunun da ters teşvik etkileri riski vardır. Ancak doğru korkuluklarla genişlemek ve keşfetmek önemli bir paradigma olabilir.

Üretim için depo ölçekli dev bir bilgisayardan farklı form faktörlerine sahip olmanın birkaç örneği vardır. Octopus Energy'den David Sykes'in yazdığı Enerji Soğanı, değişken yenilenebilir enerji ve verimliliğe odaklanan enerji hakkında bir düşünme biçimi sunuyor.

Ayrıca, hiper ölçekli veri merkezlerine ihtiyaç duymadan bulut bilişimin rahatlığına sahip olmanın mümkün olduğunu da iddia edebilirsiniz. Oxide gibi şirketler, bulut bilgisayarlarıyla, bulut sağlayıcılarıyla ilişkilendirdiğimiz şeyleri (kullanım kolaylığı) yapmak ve bunları devasa binalar olmadan kullanılabilir hale getirmekle ilgilidir. Başka bir örnek, sunucusuz şirketlerin Deep Green veri merkezlerini denemesi .

Dağıtılmış elektrik üretimiyle entegrasyon

Hiper ölçekli hesaplamaya benzer şekilde ana akım elektrik üretimi, büyük enerji santrallerinde yoğunlaşma eğilimindedir. Ancak yenilenebilir elektrik altyapısı, dağıtılmış enerji üretimini mümkün kılmaktadır. Elektrik birkaç büyük merkezi düğümde üretilmek yerine, çok sayıda geniş çapta dağıtılmış, daha küçük düğümlerde ve mikro şebekelerde önemli miktarlar üretilebilir. Dağıtılmış yenilenebilir enerji, Küresel Güney için özellikle önemlidir ve pil depolamayla birlikte dramatik genişleme etrafında artan bir ivme vardır. Bu alandaki en yüksek profilli girişim, muhtemelen Küresel Güney'de dağıtılmış yenilenebilir enerjiye 100 milyar dolar yatırım yapılması beklenen, COP26'da başlatılan İnsanlar ve Gezegen için Küresel Enerji İttifakıdır (GEAPP) .

Dağıtılmış yenilenebilir enerji üretimini dağıtılmış hesaplamayla eşleştirme fikri ortaya atıldı ve umut vaat ediyor. Bu, yalnızca hesaplamanın şebekeden bağımsız olarak çalıştırılmasına izin vermekle kalmaz, aynı zamanda ikili kullanım olanaklarını da genişletir. Örneğin, dağıtılmış veri merkezi sunucuları aynı anda bilgi işlem ve ısıtma için kullanılabilir, böylece iç mekan ısıtması için halihazırda harcanan enerji azaltılır.

6. Odadaki fil: artan bilişim talebi

Karbon farkındalığına sahip yazılım ne zaman anlamlı olur? bölümünde tartıştığımız gibi. Yeşil bilişimin temel zorluğu optimizasyon değil, elektrik talebidir. Karbon bilinçli hesaplamanın potansiyelini ve vaadini yerine getirmesi için bu gerçeklikle doğrudan etkileşime geçmesi gerektiğini düşünüyoruz.

Eğer aynı zamanda şu büyük soruyu da ele almıyorsak, rafine edilmiş karbon farkındalığına sahip tekliflerimiz bize fazla bir şey kazandıramaz: Teknolojinin dünya kaynaklarının ne kadarını kullanması kabul edilebilir?

Teklif 1 ve 2'den çıkan temel sonuç şu: Elektrik ve veri merkezlerini daha yenilikçi bir şekilde kurup işletirsek, işlerimize her zamanki gibi güvenli bir şekilde devam edebiliriz. Düşük talep zamanlarında büyüyen yenilenebilir enerji kaynaklarını hedeflediğimiz sürece, devasa yapay zeka ürünlerini güvenli bir şekilde oluşturabilir, veri merkezlerimizi büyütmeye devam edebilir ve sınırsız kişisel bilgi işlem potansiyelinin avantajlarından yararlanabiliriz.

Tüm elektriğin %70'i hala fosil yakıtlardan geliyor ve bu oran 2025'te %65'e düşecek. Bu cesaret verici ancak yenilenebilir enerjinin azaltılmasını hedeflemenin küresel bilgi işlemlerimize güç verebileceği kısa veya orta vadeli bir senaryo yok. Ayrıca, küresel ısınma gidişatımızı önemli ölçüde etkileyecek şekilde, artan bilgi işlem talebini zamanında yakalamak ve yetişmek için ilave satın almaların veya doğrudan yenilenebilir tedarikin gereken hızda büyüyebileceği bir senaryo da yok.

Paris Anlaşması doğrultusunda karbon emisyonlarını azaltmak için gereken en büyük değişimlerden birinin, bazı kısıtlamalar olmadan her şeyi büyütmeye devam edemeyeceğimizi kabul etmek olduğu küçümsenemez. En azından kısa vadede, dünyanın karbon bütçelerini çılgınca aştığımız ve emisyonlarımızı büyük ölçüde azaltmamız gerektiği bir dönemde. Tamamen yenilenebilir enerjiye geçsek bile büyümeyi yönetme ihtiyacı devam edecek: mevcut enerji talebi büyüme oranlarına ayak uydurmak için ihtiyaç duyduğumuz mineraller ve metaller tükenecek.

Öneri 4: Talebin, üzerinde anlaşmaya varılan kaynak kullanım sınırları dahilinde kalmasını sağlayacak şekilde hesaplamalı elektrik kullanımını şekillendirmesi

TL;DR: Tüm sorumlu teknoloji uzmanlarının aklında olması gereken temel soru: Bilgisayarımın net elektrik talebi azalıyor mu, yoksa en azından artış hızını yavaşlatıyor mu? Bu bireysel, şirket, ulusal ve uluslararası düzeyde ele alınabilecek bir sorudur.

Küresel emisyon resmi

Teknoloji endüstrisi, ticari büyüme zorunluluğu ile iş dünyasının yanı sıra küresel maliyetler ve küresel ısınmayı hızlandırmanın riskleri arasında sıkışıp kalıyor. Büyüme ve küçülme arasındaki kutuplaşmanın ötesinde, kesinlikle kabul edilmesi gereken şey, sınırsız büyümenin endüstrimiz ve gezegenimiz için sürdürülemez olduğudur. Tartışmanın sınırları ne olursa olsun, sadece enerji açısından ne kadar verimli tükettiğimizin değil, sektörümüz tarafından tüketilen net kaynakların da sınırları olması gerektiğini kabul etmemiz gerekiyor.

“Bilgisayardan kaynaklanan mevcut emisyonlar dünya toplamının yaklaşık %2'si kadardır ancak önümüzdeki yirmi yılda hızla artması öngörülmektedir. 2040 yılına gelindiğinde, yalnızca bilgisayar kullanımından kaynaklanan emisyonlar, küresel ısınmayı 1,5°C'nin altında tutmak için kabul edilebilir emisyon seviyesinin yarısından fazlasını oluşturacak. Emisyon hesaplamalarındaki bu artış sürdürülemez: Emisyon ısınma sınırına ulaşmayı neredeyse imkansız hale getirir. Ayrıca, bilgi işlem cihazlarının üretiminden kaynaklanan emisyonlar, bunların çalıştırılmasından kaynaklanan emisyonların çok üzerindedir. Dolayısıyla, yazılım enerji açısından daha verimli olsa bile, daha fazlasını üretmek emisyon sorununu daha da kötüleştirecektir."

Düşük karbon ve sürdürülebilir bilgi işlem , Profesör Wim Vanderbauwhede

Profesör Vanderbauwhede tarafından bu makale için oluşturulan iki model, gezegenimizin karşı karşıya olduğu asıl sorunun, karbon bilinçli hesaplama gibi modeller aracılığıyla bilgi işlemlerimizi nasıl optimize ettiğimiz değil, hesaplama odaklı elektrik talebindeki endişe verici büyüme eğilimini nasıl değiştirdiğimiz olduğunu gösteriyor.

İlk model, karbon bilinçli hesaplamanın enerji talebinin azaltılmasını varsaymadığı, yalnızca talep ne olursa olsun daha çevreci hesaplamayı varsaydığı için, gezegensel dönüm noktalarına ulaşma yarışımızı pek yavaşlatmayacağını gösteriyor.

İşlerin her zamanki gibi yürümesi (BAU), 2040 yılına kadar bilgisayar kaynaklı elektrik talebinde %800'lük bir artış ve 2040 yılına kadar sektörümüzün emisyonlarında (gezegenin karbon bütçesinin büyük bir kısmı) %310'luk bir artış anlamına gelecektir.

Mevcut bilgi işlem talebi büyüme oranlarında, karbon bilinçli hesaplamanın önerdiğimiz ayarlamalarla uygulanması, 20240 yılına kadar bilgi işlemle ilgili emisyonların %280 oranında artmasını sağlayacaktır. Her bir indirim önemlidir ve geri dönüşü olmayan kilometre taşlarından günler, aylar, yıllar önce bizi satın alır, dolayısıyla %20'lik bir fark önemlidir. Ama yine de felaket anlamına geliyor. Ciddi bir yaraya bandaj koymak gibi.

Bunun tersine, talep azalmasının üstel bir etkisi vardır. Eğer sektörümüz büyümeye devam etse ve bu büyümeyi bugünden 2040'a kadar %26 ile sınırlamayı başarsaydı, o yılki bilgisayar kaynaklı emisyonlarımız bugünün %50'si olacaktı ve bu da yenilenebilir enerjideki artışın nedeni olacaktı. Önerdiğimiz karbon farkındalığı iyileştirmeleriyle emisyon tasarrufu %56 olacaktır. Bu senaryoda, gelişmiş karbon farkındalığına sahip hesaplamamız bir yara bandı değil, sektörümüze ve gezegenimizin çevresel sorunlarına gerçek bir çözümün bileşenlerinden biri olabilir.

Bu, talep yanıt mekanizmalarının giderek daha gerekli hale geleceği bilgi işlem ile giderek daha fazla karbondan arındırılan enerji şebekesi arasındaki ilişki ve aynı zamanda dağıtılmış hesaplama ve dağıtılmış enerji sistemleri fırsatları arasındaki ilişki hakkında daha bütünsel, uzun vadeli, sistemik düşünme çağrımıza geri dönüyor. en azından devasa veri merkezleri ve enerji santrallerinden oluşan hakim merkezi modeli tamamlıyor.

Temel olarak, küresel karbon bütçesini kritik bir zaman çizelgesi üzerinden teknoloji enerji bütçesine dönüştürebilecek ve bu senaryolarda sadece faaliyet göstermekle kalmayıp başarılı olmak için gereken yenilikleri, entegrasyonları ve optimizasyonları tanımlayabilecek bazı yenilikçi geriye dönük tahminlere ihtiyacımız var.

Karbon bilinçli hesaplama, emisyonlar ile elektrik talebi, tüketim, üretim ve yönetim arasındaki ilişkiye ilişkin daha geniş bir vizyon anlamına gelir. İlk uygulamalarımızın olay odaklı mimarisi, üzerine inşa edilecek harika bir temeldir. Teklif 1 ve 2'de sunduğumuz iyileştirmeler riskleri azaltabilir ve faydaları optimize edebilir. Ancak aynı zamanda, yalnızca emisyonlarımızı optimize etmekle kalmayıp, aynı zamanda net tüketimi tüm dünyada adil ve hakkaniyetli bir şekilde azaltacak şekilde önemli enerji ve politika ortaklarımızla bu tür modelleri nasıl geniş ölçekte uygulayacağımız, genişleteceğimiz ve geliştireceğimiz konusunda daha büyük düşünme fırsatı da var. uluslar. Geliştirilmiş karbon farkındalığına sahip bilgi işlem kavramı son derece yararlı olabilir.

Bu makale, bu modellerin veri merkezleri, yapay zeka, blok zincirler ve aslında enerji santralleri, yenilenebilir enerji sağlayıcıları ve altyapı satıcıları, yatırımcılar ve düzenleyiciler için nasıl görünebileceğine dair bir tartışmayı ateşlerse, hiç şüphe yok ki bunu büyük ilerlemeler takip edecektir. .

7. Karbon farkındalığını buradan nereye götüreceğiz? Izgaraya duyarlı hesaplamayla tanışın.

Bu gönderi aracılığıyla yapılan varsayımlar doğruysa (eklemek istediğiniz bir şey varsa lütfen bizimle iletişime geçin, katkılarınız memnuniyetle karşılanacaktır), karbon bilinçli hesaplamanın bir sonraki sürümünü tanıtmakta tamamen haklıyız.

Tartışmanın hatrına, şimdilik buna grid-farkında hesaplama diyelim. Bu, neyin etkili olduğu ve elektrik şebekelerini yönetme ve sıkı küresel karbon bütçeleriyle var olma gibi gerçek dünyadaki kısıtlamalar göz önüne alındığında neyin etkili olmadığıyla ilgili gerçekleri ele alan versiyon olacaktır.

Hızlı başvuru – Grid uyumlu bilgi işlem

Geliştiricilerin, yerel ve küresel elektrik şebekeleriyle ilişkili emisyonlarda gerçek net azalmalar sağlayacak şekilde bilgi işlem değişiminin etkisini ele almasına yardımcı olan, karbon bilinçli hesaplamanın bir sonraki önerilen yinelemesi. Temel yaklaşımlar şunlardır:

1. Sabit şebekelerde kısıtlanmış yeşil elektriği hedefleyerek, talep düşük olduğunda bilgi işlemi çalıştırın.
2. Hesaplamayı ilave elektrikle çalıştırın.
3. Talep-şekilli bilgi işlem elektrik kullanımı, böylece üzerinde anlaşılan kaynak kullanım sınırları dahilinde kalır.

Izgara uyumlu bilgi işlem: Yeşil yıkama tuzağından kaçınma

Bu blog, her şeyden önce, giderek daha fazla Büyük Teknoloji şirketi tarafından şu anda sunulduğu, tanıtıldığı ve giderek pazarlandığı şekliyle "karbon bilinçli bilgi işlem" versiyonunun aslında bilgi işlemin çevresel etkisine güvenilir bir katkı olmadığını tespit etti. Tam tersine çoğunlukla etkisiz olduğunu ve kabul edilmemiş risklerle dolu olduğunu savunuyoruz. Bu bir niyet kararı değildir. İyi niyetle uygulansın ya da uygulanmasın, sonuç, ileriye doğru yeşil bir adımın sinyalini vermektir; biz bunun çoğu durumda bir adım olmadığını, bazı durumlarda ise yeşil olmadığını düşünüyoruz.

Mevcut karbon farkındalığına sahip hesaplama (CAC) dahil olmak üzere, Olağan İş ile ilgili olarak şebekeye duyarlı yazılım (GAC) için üç önerimizi düşünürsek, öngördüğümüz şey şudur:

Mevcut karbon farkındalığı paradigmasını sorgulamadan, doğrulamadan veya risk analizi olmadan onaylamak, teknik açıdan incelikli ve tehlikeli yeni bir yeşil yıkama dalgasının kapısını açıyor. Karbon farkındalığı söylemine ve daha da önemlisi uygulamalarına dikkat ve incelikler katmak için hâlâ zamanındayız.

Bu, mevcut çabaları itibarsızlaştırmak değil, mevcut konsept, uyarı etiketleri veya risk azaltımları olmadan, korkuluklar olmadan marka değeri eklemek ve ölçeği büyütmek için yeterli ilgiyi kazanmadan önce, onları riskten arındırmak ve geliştirmek içindir. O zamana kadar çok geç olacak ve sonuçlarını sonradan öğreneceğiz.

Şu andan itibaren, şunları okuduğunuzda: Bu uygulamayı karbon konusunda duyarlı hale getirdik veya bu hesaplama işini şebekenin en yeşil olduğu zamana ayarladık - gerçek bir etki kanıtı olmadığı sürece, duyurunun emisyonlarda çok az olumlu fark yaratacağını veya hiç yaratmayacağını varsayalım. . Ve eğer uygulamalar gerçekten ölçeklenirse, tüm ekonomik ve sosyal sonuçlarla birlikte hem iklime hem de şebeke istikrarına/erişimine zarar verme ihtimalinin yüksek olduğunu düşünün.

Gelecekte ne olacağını göz önünde bulundurarak halihazırda mevcut olanı temel alan, yapıcı ve daha dikkatli bir yaklaşımın ana hatlarını çizmek için elimizden geleni yaptık. Umudumuz, yazılımı karbon konusunda daha bilinçli hale getirme yönündeki mevcut arzuyu yakalayabilmemiz, ancak onu daha etkili hale getirerek risklerini önemli ölçüde azaltabilmemiz ve iklim açısından fayda sağlama olasılığını önemli ölçüde artırabilmemizdir.

Önemli olanın herhangi bir andaki karbon yoğunluğu ölçümleri veya herhangi bir bilgi işlem işinin emisyonları yerine, şebeke üzerindeki genel sistemik etkimiz olduğunu vurgulamak için bu yaklaşıma "şebeke farkındalığına sahip bilgi işlem" adını verdik. Her şey demek, gelişmiş karbon bilinçli bilgi işlem için 1 ve 2 numaralı tekliflerimizi benimsemek, denemek ve yenilik yapmak demektir: potansiyel olarak yararlı ve etkilidir. Ancak bunu yaparken, doğru işe öncelik verdiğimize dair otomatik bir varsayımda bulunmayalım.

Şebekeye duyarlı yaklaşım, belirli bilgi işlem görevlerinin karbon bilinçli uygulamalarının bizi üçüncü önerimizin merkezinde yer alan merkezi, sürekli sorudan uzaklaştırmasına asla izin vermememiz gerektiği anlamına gelir: Bilgisayarımızın net elektrik talebi azalıyor mu?

8. Yardım etmek için ne yapabilirsiniz?

Big Tech bizi dinliyor ve bu şu anda bir dönüm noktası.

Karbon bilinçli bilgi işlem etrafında kurumsal söylemi ve eylemi, emisyonları gözle görülür şekilde azaltacak sorumlu bir yönde şekillendirme fırsatına ve sorumluluğuna sahibiz.

Bunu şu şekilde yapabilirsiniz:

• Bu makaleyi eğitmek ve bilgilendirmek için karbon farkındalığı yaklaşımlarının uygulayıcılarıyla paylaşmak.

• İlgili ClimateAction.tech github deposunda sorunları dile getirerek veya düzenleme önererek bu içeriğe katkıda bulunun;

• Bu gönderide sunulan fikirleri ve sorunları çalışma topluluğunuza, ilgili paydaşlara ve ağlara iletmek;

• Mevcut karbon farkındalığına sahip yaklaşımların tehlikeleri, azaltımları ve iyileştirmeleri konusunda daha fazla araştırma ve örnek olay incelemesi yapmak ve bunları paylaşmak; Ve

• Araştırma, prototipler, vaka çalışmaları veya geri bildirim yoluyla grid uyumlu yazılımın ilk konseptlerini geliştirmek

  
  

Seçim senin. Zaman şimdi.

Not: Bu makale, Hannah Smith ve Ismael Velasco tarafından yazılan ve ClimateAction.tech'te sunulan açık kaynaklı bir makale serisine dayanmaktadır. Michael J. Oghia , Fershad Irani , Wim Vanderbauwhed'in incelemeleri ve katkıları ile Phillip Jenner ve Chris Adams'ın ek resmi olmayan katkıları minnetle kabul edilmektedir.