Digitalisering har vist sig at være et vigtigt klimaværktøj

Kulstofemissioner fra internettet er på niveau med emissioner fra luftfartsindustrien, men samtidig er digitale teknologier afgørende for at vinde kampen mod klimaforandringerne.

Internettet er ikke kun en klimasynder. Ifølge professor Leif Oxenløwe fra DTU Fotonik. det er på tide, at vi begynder at fokusere på at optimere teknologierne bag internettet. På denne måde digitalisering kan blive et afgørende redskab i kampen mod klimaforandringer.

I dag, Internettet står for 10 procent af verdens elforbrug, og forbruget er stigende – både til underholdning og som følge af den generelle digitalisering af samfundet. For at forhindre, at procentdelen stiger til 20 procent i 2030, vi skal sætte turbo på udviklingen af ​​vores kommunikationsinfrastruktur og den måde, vi sender data på, siger professor Leif Oxenløwe, DTU Fotonik.

"Vi har brug for ny teknologi, der kan sende så meget data som muligt ved at bruge den mindst mulige mængde energi, fordi der er store potentialer i et effektivt internet. For hvert kilo CO ₂ kan tilskrives internetbrug, du sparer 1,5 kg CO ₂ andre steder i samfundet på grund af smarte digitale løsninger. Og ved at gøre vores kommunikationsprocesser endnu mere effektive, vi forventer at se en ti-faktor stigning, " siger Leif Oxenløwe.

Digitale løsninger kræver tilstrækkelig kapacitet

World Economic Forum (WEF) vurderer, at digitale teknologier alene kan reducere de globale kulstofemissioner med 15 procent, og Det Internationale Energiagentur (IEA) har identificeret betydelige energibesparelser fra digitaliseringen af ​​sektorer som transport, landbrug, konstruktion, energi, og fremstilling. WEF og IEA peger begge på, at digitalisering er afgørende for at realisere målet om et bæredygtigt samfund baseret på smarte byer, smart transport, smarte bygninger, smart belysning, og smartere kommunikation.

Imidlertid, de potentielle energibesparelser afhænger af den hastighed, hvormed vi er i stand til at maksimere kommunikationsinfrastrukturens energieffektivitet.

"For at høste de forventede energibesparelser, kommunikationsnetværk har brug for rigelig kapacitet til at understøtte nye smarte initiativer og sikre pålideligheden og sikkerheden af ​​tidskritiske datatjenester såsom førerløse køretøjer og fartøjer. Hvis vi kan nå dette, vi vil være i stand til at skabe et grønnere samfund og støtte flere af FN's mål for bæredygtig udvikling, " siger Leif Oxenløwe.

Der er et presserende behov for ny kerneteknologi

Men tiden er af afgørende betydning, fordi vi ser på store udfordringer. En af udfordringerne har at gøre med 'Moores lov', hvorefter antallet af transistorer og elektriske komponenter i et integreret kredsløb fordobles hver 18. måned. Loven har holdt stik i de sidste 50 år, hvor elektroniske chips har udviklet sig til mindre, hurtigere, og mere energieffektive mikrochips. Imidlertid, Moores lov stagnerer, da vi er ved at nå den fysiske grænse for, hvor lille en klassisk mikrochip kan være. Og det bremser nu tempoet i chipteknologiske fremskridt. I dag, mikrochips fremstilles ved hjælp af en teknologi, hvor de mindste dele kun måler få nanometer.

"Vi får brug for nye kerneteknologier inden for de næste to til tre år, hvis vi skal have en chance for at følge med den forventede 30 procent årlige vækst i internettrafikken. Det, vi har brug for, er et teknologisk paradigmeskifte. at gå væk fra den nuværende stigning i energiforbrugende udstyr for at opnå større datakapacitet. I stedet, Vi får brug for teknologier, der ikke resulterer i øget energiforbrug, når kapaciteten øges, siger Leif Oxenløwe, og fortsætter:

"Det er bydende nødvendigt, at kommunikationsinfrastrukturen forbedres markant og presserende, hvis vi skal opnå de potentielle energibesparelser og reduktioner i emissioner. Kommunikationsinfrastrukturen skal kunne rumme den stigning i digitaliseringen, som er en af ​​nøglerne til at redde klimaet."

På DTU's SPOC-center, som er finansieret af Danmarks Grundforskningsfond (DNRF), Leif Oxenløwe og andre forskere har allerede kastet sig over at udvikle nye teknologier, der er i stand til at overføre mere data med mindre energi. For eksempel, de har vist, at en enkelt optisk chip kan generere nok lys til at bære mere end dobbelt så stor global internettrafik. Sådan en chip kunne for eksempel, erstatte mange parallelle lasere, som hver især ville kræve energi. Chippen er lavet på DTU, men der skal ret meget udvikling til, før det er klar til brug og masseproduktion.

Behov for tværfagligt samarbejde

EU omtaler 2020'erne som et digitalt årti, som vil være fokuseret på at skabe grønne og bæredygtige løsninger og samtidig digitalisere Europa som en del af en såkaldt 'Green Deal', og ifølge Oxenløwe, samarbejde vil være afgørende for at nå målet.

"Vi har brug for storskala, koordineret, grænseoverskridende indsats for at udvikle kommunikationsteknologier baseret på en grøn tankegang. Arbejdet skal omfatte alle de forskellige netværkslag (inklusive hardware, netværk, og software). Komponenterne - som f. for eksempel, en optisk chip – skal implementeres i et netværk, der maksimerer brugen af ​​den fysiske struktur, samtidig med at det kræver så lidt energi som muligt at levere den digitale service, " siger Leif Oxenløwe.

Han mener, at Danmark bør vise vejen og peger på, at der skal udvikles en infrastruktur bestående af mere energieffektive kommunikationsteknologier, der opererer efter en energieffektiv netværksprotokol, og som tilbyder endnu mere kapacitet end i dag. Ud over, infrastrukturen skal være mere sikker end nuværende netværk og tilbyde den bedste tilgængelighed og kryptering. Infrastrukturen skal understøtte tidskritiske funktioner som førerløse transportmidler og sikre digitale løsninger, der sikrer optimal udnyttelse af vedvarende energi.

Endelig, han påpeger, at vi skal skabe et værktøj, der gør os i stand til at skelne mellem forskellige internettjenester og objektivt identificere de grønneste og mest energieffektive – når det kommer til hardware og software samt installationer og internettjenester.

"Et slags certifikat eller energimærke kan vise sig at være yderst nyttigt i den nærmeste fremtid ud fra et synspunkt om investeringer i ny teknologi, og bør derfor udvikles så hurtigt som muligt, " siger Leif Oxenløwe.