Detta är artikel 11 i artikelserien om grön IT.
Även om andelen grön energi ökar i Sverige kommer för närvarande endast 40 procent av vår energi från hållbara källor(1). Större delen genereras fortfarande av fossila bränslen, det vill säga ’grå energi’. Grön energi är inte alltid lika tillgänglig och beror oftast på väderförhållanden. Den tredje principen för grön mjukvara fokuserar på kreativa lösningar för att bättre anpassa efterfrågan och utbud.
Princip 3 – CO2-medvetenhet(2)
Genom att vara medveten om CO2 kan du anpassa dina aktiviteter till tidpunkter då det finns mycket grön energi tillgänglig. Jämför det med förr när vi tvättade på natten på grund av de lägre priserna. Idag är det bättre att köra tvättmaskinen på dagen när det finns mer grön energi tillgänglig genom sol och vind. Detta gäller också för användningen av IT. Genom att medvetet välja när du utför olika IT-uppgifter kan du minska din CO2-utsläpp. Hur fungerar det?
Observera CO2-intensiteten
För att förstå detta är det viktigt att förklara vad CO2-intensitet är. Detta mått visar hur ren vår elektricitet är och hänvisar till antalet gram CO2 som släpps ut för att producera en kilowattimme (kWh) elektricitet(3). För att klargöra detta använder vi nedanstående graf, som finns på Green Software Foundations webbplats.
I denna graf ser du hur energimixen är fördelad under dagen. På morgonen, när det inte är mycket sol men energiförbrukningen är hög, är andelen grå energi från kol och gas högre än andelen sol- och vindenergi. Ju längre dagen fortskrider och energiförbrukningen minskar (till den grå prickade linjen), desto mer sol- och vindenergi finns tillgänglig.
En elcentral kan inte slås av och på. Därför finns det alltid en liten del grå energi närvarande, som visas i tabellen mitt på dagen. Se det som en slags pilotlåga i din panna. När efterfrågan ökar och den gröna energin minskar, ökar den grå elcentralen sin produktion.
Eftersom vi (ännu) inte kan lagra sol- och vindenergi i stor skala, ser vi att överskottet av energi över den prickade linjen avlägsnas. Senare på dagen, när energiförbrukningen återigen ökar (upp till den prickade linjen), avlägsnas mindre överflödig energi. Vid den tidpunkten ökar andelen vindenergi i energimixen. Så varierar CO2-intensiteten under dagen.
Om vi översätter detta till kultursektorn, skulle till exempel träning av bildigenkänningsprogram idealiskt ske under dagar med mycket sol och vind. Detsamma gäller för migrering av stora mängder data, uppladdning av stora filer till e-arkivet, eller genomförande av fixitetskontroller som kräver relativt mycket energi för att kontrollera filernas integritet (fixitetskontroller är en process där man verifierar att en fil inte har förändrats eller blivit korrupt sedan den skapades eller senast kontrollerades).
Webbplatsen är bara tillgänglig när solen skiner
En person som är mycket involverad i detta är belgaren Kris De Decker, grundare och författare till ’Low-Tech Magazine’. Hans internetpublikation finns på flera språk och drivs helt med solenergi. På hans balkong i Barcelona finns en solpanel som levererar energi till webbplatsen. Om solen inte skiner, går webbplatsen ner. I webbplatsens övre hörn kan du se väderförhållandena i Barcelona och den återstående energin i batteriet, som fungerar som reservkraft.(4)
Demand shifting – att flytta efterfrågan
När andelen grön energi är lägre än andelen grå energi, överväg att ändra dina aktiviteter och därmed din efterfrågan på elektricitet. Detta kan göras på två sätt. Du kan flytta dina aktiviteter till en annan geografisk plats eller anpassa tidpunkten för dina aktiviteter. Båda alternativen förklaras nedan.
Geografisk plats
Kolintensiteten varierar beroende på region. Genom organisationer som ElectricityMaps och WattTime(5) kan du upptäcka vilka regioner i världen som har högst andel grön energi. Du kan sedan välja att inte utföra dina datoruppgifter lokalt utan på en annan geografisk plats. Till exempel kan du på natten, när det inte finns någon solenergi tillgänglig, utföra dina uppgifter i ett datacenter som drivs med grön energi och där solen skiner just då.
Det här konceptet med geografisk plats är också användbart när det gäller träning eller användning av artificiell intelligens. Om du vill göra detta under de mörka vintermånaderna, överväg att göra det i ett datacenter som ligger i ett område med mycket solenergi.
Tidpunkt
Om flytt till en annan geografisk plats inte är ett alternativ, överväg om du kan utföra dina datoruppgifter vid en annan tidpunkt. Det kan vara soligare senare på dagen eller blås mer på natten, vilket minskar kolintensiteten i elektriciteten. Mer tillförlitliga väderprognoser gör det möjligt att ta hänsyn till dessa faktorer när du planerar dina aktiviteter.
Också stora teknikföretag, som Google med sina Carbon Aware Datacenters, använder sig av CO2-medvetenhet. Google har utvecklat modeller för att förutsäga kolintensiteten och arbetsbelastningen för nästa dag. Detta gör att de kan utföra storskaliga uppgifter vid den tidpunkt då kolintensiteten är lägst, utan att det påverkar produktionen negativt. Microsoft tillämpar en liknande metod för hållbarhet för Windows 11, där uppdateringar schemaläggs när kolintensiteten är minimal.
Green Software Foundation arbetar på ett praktiskt verktyg: Carbon Aware SDK(6). Med denna verktygslåda kan du utveckla mjukvara som körs på platser med hög andel grön energi.
Demand shaping: när efterfrågan matchar utbudet
När du anpassar plats eller tidpunkt anpassar du efterfrågan till energiutbudet, men det kan också göras tvärtom. Du kan välja att anpassa efterfrågan till kolintensiteten (utbudet). På så sätt ökar du efterfrågan genom att utföra fler aktiviteter när kolintensiteten är låg, medan du utför färre aktiviteter när kolintensiteten är hög.
Ecomodus, som är känt från tillämpningar som bilar och tvättmaskiner, kan aktiveras när kolintensiteten är hög. Då offrar du en del prestanda för att använda färre resurser. Till exempel, om bandbredden är fullt utnyttjad, kanske besökaren på din webbplats inte kan se vissa bilder.
Ett annat exempel från vardagen är den automatiska anpassningen av streamingkvalitet i videokonferensprogramvara. Istället för att konstant strömma på högsta möjliga kvalitet (upplösning) anpassar programvaran videokvaliteten och prioriterar ljudet. Detta sker när bandbredden är låg på grund av intensivt användande av internet av många personer samtidigt.
Att sträva efter enkelhet
Demand shaping är kopplat till ett bredare hållbarhetsbegrepp, nämligen att minska konsumtionen. Även om vi kan uppnå mycket genom att vara mer medvetna om energiresurserna, har vi också ansvar att faktiskt använda mindre.
Det är också viktigt att dämpa slutanvändarnas förväntningar. Är en instruktionsvideo verkligen nödvändig på din webbplats, eller skulle en skriftlig eller talad instruktion med mindre CO2-avtryck vara tillräcklig? Behöver varje webbsida innehålla en högupplöst bild, eller skulle en lättare bild, eller till och med ingen bild alls, vara tillräcklig? I den sista bloggserien av den här Grön IT-serien kommer vi att fördjupa oss mer i dessa användardilemman.
Användning av så ren kod som möjligt
Strävan efter enkelhet gäller särskilt för mjukvarukod. Programvaruprogrammering har genom åren förändrats avsevärt på grund av ökad processorhastighet och tillgång till mer minne, vilket nästan har eliminerat begränsningar för programutvecklare.(7)
Detta står i kontrast till datorprogram för kanske tio till tjugo år sedan, där programmerare var tvungna att vara mycket medvetna om sin kod för att undvika att programvaran blev för tung och därigenom försämrade användarupplevelsen (långsam reaktion, långsam laddning osv.). Även om dessa begränsningar ibland var utmanande, tvingade de programmerare att koda mycket noggrant, vilket resulterade i energieffektivare kod.
Nu när möjligheterna att programmera mjukvara är oändliga, märker vi att det ibland programmeras ”slarvigare”. Detta beror också på hastigheten med vilken programvara utvecklas. Om mer tid togs för mer noggrann programmering skulle det leda till lägre energiförbrukning. Det är inte heller nödvändigt längre att känna till ett specifikt programmeringsspråk. Detta leder ofta till att den använda koden är ”förorenad” med onödiga element, vilket resulterar i högre energiförbrukning än nödvändigt.
An Archive of Awesome and Dark Tactics
Från mjukvarugemenskapen har flera initiativ startats för att utveckla och dela grön kod. Forskare vid Vrije Universiteit Amsterdam har till exempel lanserat Archive of Awesome and Dark Tactics, ett onlinearkiv för hållbar mjukvaruutveckling. Detta arkiv är fritt tillgängligt för alla och bygger på principer för öppen källkod. Det syftar till att informera, inspirera och dela bästa praxis med alla som är involverade i övergången till digital hållbarhet.(8)
Också Green Software Foundation har en katalog på sin webbplats med mjukvarukoder som hjälper till att begränsa utsläppen från mjukvara (specifikt med en länk till artificiell intelligens).(9)
Ett annat värdefullt initiativ finns på Green Web Foundations webbplats. De har utvecklat verktyg för att mäta utsläppen från mjukvara, inklusive CO2.js, ett skript som låter dig uppskatta utsläppen från appar, webbplatser och mjukvara med hjälp av en JavaScript-bibliotek. Dessutom erbjuder de Grid Intensity CLI som låter dig mäta hur kolintensiv mjukvarukoden är som körs.(10)
Ett energimärke för mjukvara?
När du läser detta verkar det logiskt att det skulle finnas ett energimärke för mjukvaruprodukter. Då kan du som användare välja den mest energieffektiva produkten. Tyvärr är detta inte genomförbart inom mjukvarubranschen. Det finns helt enkelt för många variabler annat än själva koden som påverkar energiförbrukningen av mjukvara. Detta berättar Bernard van Gastel, universitetslektor i hållbar digitalisering vid Radboud Universitet, i ett webinarium från yrkesorganisationen KNVI.(10)
Energiförbrukningen av mjukvara beror för mycket på användningen, och inte alla använder sin dator på samma sätt. Bernard van Gastel säger att han inte skulle veta hur man skapar ett energimärke för Word eller Excel. Även för kylskåp finns det redan sju olika märken, eftersom energiförbrukningen för ett amerikanskt kylskåp är väldigt annorlunda jämfört med ett bordskylskåp.
Mjukvara är så generisk jämfört med kylskåp att det blir omöjligt att tilldela ett märke. Om du skulle vilja göra det måste du specifikt titta på hur användaren använder mjukvaran (ibland utvecklas programvaran med ett visst syfte i åtanke men används av användare för ett helt annat ändamål), hur intensivt den används och med vilken hårdvara mjukvaran körs. Du måste därför alltid titta specifikt på din situation för att minska energiförbrukningen från din mjukvara.
Slutsats
I den här bloggen har vi sett att minskningen av CO2-utsläpp är nära relaterad till en noggrann bedömning av elutbudet. Om det finns mer grå energi än grön energi tillgänglig kan du välja att flytta din efterfrågan (demand shifting). Detta kan göras genom att flytta din arbetsbelastning till en annan geografisk plats eller utföra den vid en annan tidpunkt.
Ett annat alternativ är att anpassa efterfrågan efter utbudet av grön energi vid den specifika tiden. Detta kallas ”demand shaping”. Till exempel, när efterfrågan är hög, kan du minska kvaliteten på din videokonferens för att minska energiförbrukningen, vilket inte skulle ske om efterfrågan var lägre.
Slutligen har vi sett att för en betydande minskning av CO2-utsläpp måste du specifikt granska mjukvarukoden för att se till att det inte används onödig kod som ökar energiförbrukningen. Tyvärr kan detta inte åstadkommas genom att tilldela energimärken till mjukvara, utan du måste alltid titta specifikt på situationen för att identifiera förbättringsområden.
I nästa blogg kommer vi att undersöka det fjärde principen för grön mjukvara: hårdvarueffektivitet.
Tidigare publicerad i denna artikelserie
Tema: Introduktion grön IT
- IT:s dubbla roll inom hållbarhet
- Behovet av en hållbarhetsram
Tema: Datalagring - Det digitala databerget
- Den dolda påverkan av molnlagring
- Att bevara 1% av alla data i världen – hur mycket CO2-utsläpp blir det?
- Sökandet efter hållbara alternativ till diskar och band
- Data lagring i syntetiskt DNA
- Datalagring i atomer: science fiction eller framtida verklighet?
- Datalagring i glas: Superman är redan för evigt förankrad
Tema: Grön mjukvara - Grön mjukvara: mindre energi = mindre koldioxid-utsläpp
Källor
- CBS (nederländska statistikbyrån), ’Aandeel hernieuwbare elektriciteit met 20% gestegen in 2022’, publicerad den 6 mars 2023.
- Denna förklaring baseras på förklaringen i kursen Green Practitioner från Green Software Foundation.
- Nationalgrid, ‘What is carbon intensity?’.
- Kris De Deckers webbplats finns på https://solar.lowtechmagazine.com/. Hans nyhetsbrev LowTechMagazine är också rekommenderat för dig som är intresserad av hållbarhet och effektivare elanvändning. Förklaring om drift och förbrukning av solenergibaserade webbplatsen Low Tech Magazine finns på https://solar.lowtechmagazine.com/power/.
- ElectricityMaps, en app som ger insikt i klimatpåverkan av energi för olika länder världen över. WattTime tillhandahåller elnätsrelaterad data via en API till sina partners för utsläppsminskningar på https://watttime.org/.
- Carbon Aware SDK är tillgänglig på Github: https://github.com/Green-Software-Foundation/carbon-aware-sdk.
-
Pang, C. e.a., ‘What do programmers know about the energy consumption of software?’, tillgänglig via Researchgate. Senast besökt den 12 december 2023.
- Vrije Universiteit Amsterdam, ’Open Archief voor groene software om transitie te versnellen’, publicerad på deras webbplats den 29 augusti 2022. Arkivet självt kan besökas via https://s2group.cs.vu.nl/AwesomeAndDarkTactics/.
- Katalogen ’Green Software Patterns’ finns på https://patterns.greensoftware.foundation/.
- CO2.js och Grid Intensity CLI kan hittas på: https://www.thegreenwebfoundation.org/tools/#carbon-metrics.
- Webinaret ’Super Tuesday: Green IT’ där Bernard van Gastel var gäst den 7 november 2023 kan ses i efterhand på https://www.knvi.nl/kenniscentrum-artikel/2023/11/09/Terugkijken-KNVI-Super-Tuesday-7-november-2023-Green-IT.
Bild: storyset, freepik.com
Om artikelserien
Denna artikelserie är författad av Tineke van Heijst från nederländska Van Heijst Information Consulting (VHIC) på uppdrag av den nederländska gruppen Network Digital Heritage (NDE). NDE har till uppgift att övervaka utvecklingen av grön IT (ibland kallad hållbar IT eller Green IT) och dess påverkan på klimatet i den framstegsvänliga digitaliseringen. Särskild uppmärksamhet ägnas åt den växande digitaliseringen inom kultursektorn.
Arkeion har fått godkännande från VHIC att översätta och publicera artikelserien på sin webbplats. Översättningen gjordes av Caspar Almalander.
Syftet med denna serie är att bistå kulturarvsinstitutioner att få en djupare förståelse för grön IT (Green IT), vilket möjliggör diskussioner kring detta viktiga ämne inom deras egna organisationer.
Tidigare artiklar
Grön mjukvara: Mäta för att veta och förbättra
Del 13: När det gäller grön mjukvara är det viktigt att förstå hur din organisation bidrar. Det är inte bara att mäta för att veta, utan också att mäta för att förbättra.
Grön mjukvara: Förläng livslängden på din (begagnade) IT-utrustning
Del 12: När vi mäter påverkan från IT är det viktigt att även ta med produktionen av den hårdvara du använder, såsom datorer, mobiltelefoner och kablar.
Grön mjukvara: mindre energi = mindre koldioxid-utsläpp
Del 10: Dåligt programmerad eller felanvänd mjukvara bidrar till IT-sektorns CO2-fotavtryck. Men allt fler fokuserar på att minska energiförbrukningen och CO2-utsläpp.
Datalagring i glas: Superman är redan för evigt förankrad
Del 9: Den senaste innovativa lagringstekniken som ser mycket lovande ut, särskilt för digitalt arv, är datalagring i glas.
Datalagring i atomer: science fiction eller framtida verklighet?
Del 8: Föreställ dig att kunna lagra tusen gånger mer information än på nuvarande hårddiskar. Atomerna kan innebära en revolution inom datalagring.