Internettet er ikke kun en klimasynder. I følge professor Leif Oxenløwe fra DTU Fotonik, er det på tide, at vi fokuserer på, at optimere teknologierne bag internettet. På den måde kan digitalisering blive et afgørende redskab i klimakampen.
I dag står internettet for 10 procent af verdens elforbrug, og forbruget er stigende - både til underholdning og til samfundets generelle digitalisering. Hvis man vil undgå, at det tal stiger til 20 procent i 2030, skal vi sætte turbo på udviklingen af vores kommunikationsinfrastruktur og den måde, vi sender data på, mener professor ved DTU Fotonik Leif Oxenløwe.
”Vi har brug for ny teknologi, der kan sende mest mulig data ved brug af mindst mulig energi, for der ligger store potentialer i et effektivt internet. For hvert kg CO2, der udledes ved at bruge internettet, sparer man nemlig 1,5 kg CO2 andre steder i samfundet på grund af smarte digitale løsninger. Og hvis vi gør vores kommunikationsprocesser endnu mere effektive, forventes denne faktor at kunne vokse med ti,” siger Leif Oxenløwe.
Digitale løsninger kræver nok kapacitet
Verdensøkonomisk Forum (WEF) vurderer, at digitale teknologier alene kan nedbringe udledningen af CO2 med 15 procent, og det Internationale Energiagentur (IEA) har identificeret betydelige energibesparelser som følge af digitalisering i sektorer som transport, landbrug, byggeri, energi og fremstillingsindustrien. WEF og IEA peger begge på, at digitalisering er afgørende i målet om et bæredygtige samfund, der bygger på smarte byer, smart transport, smarte bygninger, smart belysning og smartere kommunikation.
De potentielle energibesparelser afhænger imidlertid af, hvor hurtigt energieffektiviteten i kommunikationsinfrastrukturen kan øges.
”For at høste de forventede energibesparelser skal kommunikationsnetværkene have rigelig kapacitet til at understøtte nye smarte initiativer så f.eks. tidskritiske datatjenester som autonome køre- og fartøjer, er pålidelige og sikre. Hvis vi kan lykkes med det, vil vi kunne skabe et grønnere samfund og støtte flere af FN's mål for bæredygtig udvikling”, siger Leif Oxenløwe.
"Det er bydende nødvendigt, at kommunikationsinfrastrukturen forbedres betragteligt og hurtigt, hvis vi skal komme i mål med de potentielle energibesparelser og udledningsreduktioner.."
Professor Leif Oxenløwe
Ny kerneteknologi haster
Men tiden er knap, for der er også store udfordringer. En af dem gemmer sig i ”Moores lov”, som beskriver, hvordan antallet transistorer og elektriske komponenter i et kredsløb fordobles hver 18. måned. Loven har været sand gennem de seneste 50 år, hvor elektroniske chips har udviklet sig til mindre, hurtigere og mere energieffektive mikrochips. Men nu er Moores lov ved at stagnere, da man er ved at nå den fysiske grænse for, hvor lille en klassisk mikrochip kan blive. Og det har nu bremset de store fremskridt i chipteknologien. I dag fremstilles de nyeste mikrochips med en teknologi, hvor de mindste dele måler helt ned til få nanometer.
”Vi får brug for nye kerneteknologier allerede inden for de næste 2-3 år for at følge med den forventede vækst i internettrafikken på 30 procent om året. Det kræver et teknologisk paradigmeskift, hvor vi går bort fra den nuværende forøgelse af energiforbrugende udstyr for at opnå større datakapacitet. I stedet skal vi kaste os over teknologier, der ikke skalerer i energiforbrug, når kapaciteten øges,” siger Leif Oxenløwe, og fortsætter:
”Det er bydende nødvendigt, at kommunikationsinfrastrukturen forbedres betragteligt og hurtigt, hvis vi skal komme i mål med de potentielle energibesparelser og udledningsreduktioner. Det er kommunikationsinfrastrukturen, der skal bære den øgede digitalisering, som er en af nøglerne til klimaforbedringer.”
På DTU’s SPOC-center, finansieret af DNRF, Grundforskningsfonden, arbejder Leif Oxenløwe og andre forskere allerede intensivt på at udvikle nye teknologier, der kan transportere flere data ved brug af mindre energi. For eksempel har de demonstreret, at en enkelt optisk chip kan generere lys nok til at bære over dobbelt så meget data som den samlede, globale internettrafik. En sådan chip kan f.eks. bruges til at erstatte mange parallelle lasere, der hver især ville kræve energi. Chippen er fremstillet på DTU, men det kræver stadig en del udvikling, før den vil kunne tages i brug og masseproduceres.
Kræver samarbejde på tværs
I EU taler man om et digitalt årti frem mod 2030, der har fokus på at skabe grønne og bæredygtige løsninger og samtidig digitalisere Europa i en såkaldt ”green deal”, og her bliver samarbejde ifølge Oxenløwe afgørende for at nå i mål.
”Det er nødvendigt med en storstilet, koordineret indsats på tværs af landegrænser, hvor kommunikationsteknologier udvikles med det grønne for øje. Det skal ske på tværs af de forskellige netværkslag (bl.a. hardware, netværk og software). Komponenterne, som f.eks. en optisk chip, skal implementeres i et netværk med en form, der bedst muligt udnytter den fysiske struktur og bruger mindst mulig energi for at udføre den digitale ydelse,” siger Leif Oxenløwe.
Han mener, at Danmark bør gå foran og peger på, at der skal udvikles en infrastruktur bestående af mere energieffektive kommunikationsteknologier, der opererer efter en energieffektiv netværksprotokol, som tilbyder endnu højere kapacitet end i dag. Infrastrukturen skal desuden være mere sikker end nuværende netværk og med den bedste tilgængelighed og kryptering. Infrastrukturen skal understøtte tidskritiske funktioner som f.eks. selvstyrende transportenheder og sikre digitale løsninger, der sikrer optimal udnyttelse af den grønne energi.
Endelig peger han på, at det bliver nødvendigt at skabe et værktøj, der kan gøre det muligt at skelne mellem forskellige internetydelser, og på objektiv vis afsløre hvilken der er grønnest og mest energieffektiv. Det gælder både hardware, software, installationer og internettjenester.
”Et slags certifikat eller energi-mærke kan blive uhyre brugbart i den nærmeste fremtid, når der skal investeres i ny teknologi og bør derfor udvikles så hurtigt som muligt,” siger Leif Oxenløwe.