I 2020 flyttet vi livene våre over på internett.

Det fører til en enorm trafikkøkning gjennom datasentre som dette.

Hva betyr det for klimautslippene våre?

Tek-gigantenes klimadugnad

SAN FRANCISCO (E24): Servere senket ned i vann. Tanker med kokende væske, hydrogenceller, kunstig intelligens og silisiumbrikker så effektive at 2.348 kan erstattes med én.

Dette er noen av ingrediensene i IT-bransjens forsøk på å minimere karbonavtrykket fra internett etter hvert som stadig mer av livene våre digitaliseres.

– Jeg tror det bare er blitt klarere og klarere over tid: Å kutte klimautslipp er god business, sier finansdirektør Scott Herren i Cisco – en IT-gigant med inntekter på litt over 400 milliarder kroner i 2020.

Hans bransje betraktes som sentral i kampen mot klimaendringer. Utover teknologi for negative karbonutslipp, kan for eksempel smart-bygninger hjelpe oss å bruke mindre elektrisitet. Og utslippstunge reiser kan erstattes med videomøter, noe de fleste ufrivillig har høstet erfaring med under pandemien.

– Når du flytter bits i stedet for atomer, vil du redusere klimautslipp, sier tidligere Stanford og Berkeley-forsker Jonathan Koomey, som har forsket mye på IT-bransjens miljøpåvirkning.

Samtidig er teknologien på langt nær utslippsfri. Internettsektoren står for mellom to og fire prosent av verdens energiforbruk. Datasentrene, internetts ryggrad, står alene for én prosent av energibruken. Og da er ikke den energikrevende utviklingen av kryptovaluta inkludert.

Men tross en femdobling i nett-trafikken det siste tiåret, økte datasentrenes energiforbruk bare med seks prosent i samme periode, ifølge en rapport i Science, ført i pennen av blant andre Koomey.

Han har også gitt navn til fenomenet «Koomeys lov»:

– Energieffektiviteten ved dataoverføring dobler seg gjerne annethvert år.

Laget «superbrikke»

Frem til nå har en av hovedårsakene vært overgangen til store, profesjonelle og langt mer effektive datasentre. I tillegg gjøres mye arbeid med å effektivisere internetts byggeklosser, både maskinvare og programvare, ifølge Arman Shehabi.

Han er forsker ved Lawrence Berkeley National Laboratory og har studert energibruk i datasentre i to tiår.

– Det er bare viktig å sørge for at industrien kontinuerlig øker utstyrets effektivitet, sier han.

– Fordi etterspørselen kommer ikke akkurat til å avta.

I Cisco produserer de blant annet nettverksutstyr som rutere, modemer og servere, og produktene står for 90 prosent av selskapets karbonutslipp. Ett av kjerneproduktene deres er en ruter som bare for noen år siden krevde like mye årlig energi som å varme opp ni hus.

Den nye versjonen bruker mindre energi enn en varmtvannsbereder.

Grunnen til dette er en liten silisiumbrikke som har fått navnet Silicon One, og som i Cisco betraktes som en revolusjon. Der hvor de tidligere trengte 2.348 brikker for å lage én ruter, kan denne ene brikken alene produsere en ruter med bedre båndbredde.

– Det utgjør en enormt stor forskjell, sier Rakesh Chopra, som jobber med maskinvarearkitektur i Cisco.

I tillegg til at energibruken er redusert 22 ganger, gjør den lille brikken at produksjonen krever langt mindre materiale – en annen stor utslippskilde for teknologibransjen. Samtidig fører den til store reduksjoner i bygningsmasse og transportvolum.

– Men når silisiumbrikker blir mer effektive, skaper det også ringvirkninger gjennom resten av datasenteret, sier Chopra.

Å slå sammen flere silisiumbrikker til én, er en kraftig teknikk, bekrefter forsker Jonathan Koomey, og flere produsenter gjør det samme.

– Det er bra både for kostnader og energibruk, sier Koomey.

Cisco begynte arbeidet tilbake i 2016.

– Vi så fremtidsbanene til nettverksindustrien som helhet og innså at hvis vi ikke gjorde noe radikalt annerledes, ville det være som å hoppe ut fra en klippe, sier Rakesh Chopra.

De første produktene ble lansert i slutten av 2019, og nå har de flere utviklerteam som jobber med å videreutvikle arkitekturen.

– Dette gir oss mulighet til å drive ned energiforbruket enda mer i fremtiden, sier Scott Herren.

Høye mål

Samtidig som store teknologiselskaper jobber med effektivisering, har mye av arbeidet i bransjen de siste årene skjedd innen fornybar energi. De siste fire årene har Google kompensert all energibruk med kjøp av fornybar energi, og de leverer rundt syv ganger mer datakraft enn for fem år siden, med samme energiforbruk.

Dette har de oppnådd på flere måter, blant annet ved å bruke kunstig intelligens, som henter data hvert femte minutt for å optimalisere kjølesystemene.

– Systemet identifiserer hvilke handlinger som minimerer energiforbruket og samtidig oppfyller et robust sett med sikkerhetskriterier, sier Amanda Corio i et e-postintervju.

Hun er leder for Googles datasenterteknologi i Europa, Midtøsten og Afrika.

– Nå vil vi tilby denne teknologien til industrielle aktører for å ytterligere øke energieffektivisering i hele sektoren.

Google har også satt seg mål om at all energibruken skal være karbonfri i 2030, målt på timesbasis.

Apple og Facebook vil bli karbonnøytrale innen samme år, Amazon i 2040, mens Microsoft har negative utslipp som ambisjon i 2030.

Denne type mål kan høres luftige ut, men Benedicte Fasmer Waaler har tro på at tek-gigantene kan klare det.

Waaler jobber med å tiltrekke datasentre til Norge for Innovasjon Norge, og hun har vært tett på teknologibransjen i en årrekke. Hun gir Greenpeace mye av æren for teknologiselskapenes innsats innenfor klima.

– De begynte å piske IT-næringen i 2010. Nå er bransjen verdens største innkjøpere av fornybar energi, og de store selskapene, som Google, Apple og Microsoft, har klart å oppnå de fornybarmålene de har satt seg, sier hun.

– Det gir meg tro på at de vil klare de andre målene også. Det grønne skiftet er avhengig av at digitaliseringen er basert på fornybar energi.

Både Waaler og forsker Jonathan Koomey påpeker at dataselskapene har drevet ned kostnadene og fremskyndet tilgangen på blant annet solenergi og vindkraft. Waaler håper de kan få en lignende rolle når det gjelder for eksempel hydrogen.

Nitrogen og undervannsservere

Det er noe Microsoft jobber med. De har klart å drive en rad med servere på hydrogenceller i 48 timer på ett av sine over 200 datasentre.

– Nå vurderer vi å bruke hydrogenceller som erstatning for dieseldrevne backup-generatorer, sier ingeniør Christian Belady, som er visepresident for et Microsoft-team som utvikler ny teknologi for datasentre.

Han mener hydrogenceller er en viktig teknologi å utvikle for fremtiden.

– Vi opererer på en skala som gjør at vi kan gi ny teknologi nok volum og modenhet til at folk kan belage seg på den, sier Belady.

Microsoft planlegger å bygge 50–100 nye datasentre hvert år i overskuelig fremtid. De eksperimenterer også med å kjøle ned servere i tanker med kokende væske, en metode som allerede er i bruk i ett av deres datasentre, og senke dem ned på havets dyp i en ubåtlignende tube.

Det gir fordeler med kjøling og gjør at det kan ta kortere tid å etablere sentrene, påpeker Belady.

– Vi tror på å alltid prøve ting, skyve grensene, se hva vi lærer og integrere det videre. Til slutt vil det drive frem den riktige løsningen, sier han.

Sprøyter CO₂ inn i betong

Forskerne Jonathan Koomey og Arman Shehabi mener teknologibransjen vil tåle en dobling av nett-trafikken uten at elektrisitetsbruken øker.

Når effektiviseringen bremser, blir andre tiltak viktige, som gjenbruk av energi. Facebook bruker for eksempel overflødig varme fra et datasenter i Danmark til å varme opp 6.900 hjem.

– Vi prøver alltid å se etter ekstra muligheter i nærmiljøet, sier Eoghan Griffin, Facebooks leder for bærekraftsstrategi i Europa, Midtøsten og Asia.

Han påpeker at alle datasentrene deres også er sertifisert etter den grønne bygningsstandarden LEED. Andre, mindre kjente datasenterselskaper har satt seg som mål å lagre CO₂ i selve bygningsmassen i samarbeid med selskapet CarbonCure.

– Dette er vanligvis prosjekter hvor du bruker en enorm mengde betong, som utgjør en stor del av bygningens karbonutslipp i løpet av levetiden, sier gründer og daglig leder Rob Niven i CarbonCure.

– Vi mineraliserer CO₂ fra byggeprosessen og lagrer den permanent i betongen, noe som gjør den både grønnere og sterkere.

De teknologirepresentantene E24 har snakket med, sier de har kommet dit de er i dag blant annet på grunn av samarbeid, og at de strekker seg etter hverandres mål.

– Vi deler åpent beste praksis mellom selskaper, sier Cisco-topp Scott Herren.

– Dette er ikke en konkurranse, og jeg tror ikke noen av oss ser det på den måten.