互联网的碳足迹、碳中和

2021-08-16 707 gjys004

对互联网的碳足迹,各国众说纷纭

在欧洲,对互联网碳足迹的煽情报道常见诸报端。例如: “硅谷肮脏的数据中心秘密:碳” (泰晤士报,2020), “如何阻止数据中心吞噬全球电力” (自然,2018), “病毒猫视频如何使地球变暖” (卫报,2015), “停止发送不必要的电子邮件,地球将感谢您” (爱尔兰时报,2020)。

根据英国OVO Energy数据(2019),如果每个英国人每天少发送一封不必要的电子邮件(仅包含短短一句“谢谢”或“周末愉快”之类的寒暄邮件),则全国每年可减少16433吨的碳排放量,相当于81152次从伦敦飞往马德里的航班。法国智库The Shift Project 也有类似研究(2019)——观看Netflix半小时的二氧化碳排放量是1.6 kg(后校正为0.2kg),相当于驾车行驶近四英里。 

养成良好的碳素养,减少不必要的碳排放,无疑是值得鼓励的。不严谨的研究和夸大之词,则会误导民众,实不足取。所幸有不少机构和学者进行了冷静的思考。英国布里斯托大学Chris Preist教授表示,OVO Energy的估算是将所有相关因素考虑在内,例如服务器、Wi-Fi和电脑的用电,甚至包括数据中心建筑物排放量的一部分。

而无论是否发送电子邮件,这些系统仍会运行,仍将产生大致相同的排放量。国际能源署(IEA)研究后发现,The Shift Project的数据比实际夸大了90倍,视频流媒体每小时的排放量仅为36g。与其他活动和行业相比,视频流媒体对气候的影响仍然相对较小。 

数据中心耗电量占总用电量的1-2%

数据中心是互联网的“心脏”,是其碳足迹的主要来源。以Facebook为例,2019年其82.5%的温室气体排放来自数据中心,2015年甚至高达94%。因此,对互联网碳足迹的研究多集中于数据中心。对数据中心的耗电量,则众说纷纭,没有一致看法。

综合主要官方说法,它大体占总用电量的1-2%。例如,国际能源署(IEA)常引用Eric Masanet教授等人在《科学》杂志的论文(2020)——2018年全球数据中心的耗电量为205太瓦时(TWh),占电力总需求的1%;我国三部委联合发布的《国家绿色数据中心试点工作方案》(2015)显示,全球数据中心耗电量占总耗电量的1.1%~1.5%;根据劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)数据,2014年美国数据中心耗电700亿千瓦时(kWh),占总耗电量的1.8%。

政府和学术机构的结果比较理性,而媒体的数据往往十分夸大,甚至认为数据中心将吞噬全球电力。根据英国《独立报》(2016)报道,2015年全球数据中心耗电量为416.2太瓦时(TWh),消耗了全球3%的电量,排放了2%的温室气体,其碳足迹与航空业相同。

并预测未来十年耗电量还将增加两倍。英国《卫报》的报道(2017)更为夸张:“到2020年,ICT技术将产生全球排放量的3.5%,到2040年将达到14%”,“到2025年,ICT行业可能会消耗全球20%的电力,产生5.5%的二氧化碳排放量。”英国利兹大学Bitterlin教授甚至指出,唯一长期解决方案是在未来某个时候大幅减少人们的互联网使用量。 

效率的提升使得数据中心能耗占比几乎保持不变

互联网流量井喷,数据大爆炸,给人们的直观感受是耗电量必随之大幅增加。而多家机构研究表明,数据中心的耗电量并不会和数据规模同步增长,效率的提高使能耗占比几乎保持不变。斯坦福大学教授乔纳森·库梅提出了著名的库梅定律(Koomey's Law):计算机的能源效率大约每18个月翻一番,即计算设备的耗电量每18个月就会下降一半。

根据国际能源署(IEA)数据,过去十年(2010-2019年),全球互联网流量增长了11.1倍,数据中心工作负载增加了6.5倍,而数据中心能耗却仅增长了6%。尽管数据中心为更多的人提供了更多的服务,但仍保持占全球用电量的1%左右,与2010年持平。


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