Identyfikacja aspektów środowiskowych i technicznych oraz ocena ich wpływu na przykładzie branży ICT

Transkrypt

1 Identyfikacja aspektów środowiskowych i technicznych oraz ocena ich wpływu na przykładzie branży ICT opracowanie: Anna Henclik Kraków, wrzesień

2 1 Opis branży W ostatnich latach obserwuje się postępujący rozwój i upowszechnienie nowych technologii informacyjno-komunikacyjnych (ICT, Information and Communication Technologies). Technologie informacyjno-komunikacyjne to wszelkie działania związane z produkcją i wykorzystaniem urządzeń telekomunikacyjnych i informatycznych oraz usług im towarzyszących, a także gromadzenie, przetwarzanie i udostępnianie informacji w formie elektronicznej z wykorzystaniem technik cyfrowych i wszelkich narzędzi komunikacji elektronicznej 1. Do branży ICT zalicza się zarówno urządzenia (np. komputer, sieci komputerowe, drukarki, skanery czy media), narzędzia (oprogramowanie) oraz inne technologie, które służą szerokiemu posługiwaniu się informacją. Ważna jest przy tym nie tylko sama informacja, ale także prędkość i jakość jej przekazu. Sektor ICT obejmuje przedsiębiorstwa, których głównym rodzajem działalności jest produkcja dóbr i usług pozwalających na elektroniczne rejestrowanie, przetwarzanie, transmitowanie, odtwarzanie lub wyświetlanie informacji. Rozwój branży ICT ma wpływ na łatwiejszy przepływ informacji, obniżenie kosztów komunikacji, co przyczynia się m.in. do zwiększenia zasięgu konkurencyjności. Wg Głównego Urzędu Statystycznego, do sektora ICT w Polsce zalicza się 2 grupy wg PDK: 26.1 Produkcja elektronicznych elementów i obwodów drukowanych (w tym Produkcja elementów elektronicznych oraz Produkcja elektronicznych obwodów drukowanych); 26.2 Produkcja komputerów i urządzeń peryferyjnych; 26.3 Produkcja sprzętu (tele)komunikacyjnego; 26.4 Produkcja elektronicznego sprzętu powszechnego użytku; 26.8 Produkcja magnetycznych i optycznych niezapisanych nośników informacji; 46.5 Sprzedaż hurtowa narzędzi technologii informacyjnej i komunikacyjnej ( w tym: Sprzedaż hurtowa komputerów, urządzeń peryferyjnych i oprogramowania oraz sprzedaż hurtowa sprzętu elektronicznego i telekomunikacyjnego oraz części do niego); 58.2 Działalność wydawnicza w zakresie oprogramowania ( w tym: Działalność wydawnicza w zakresie gier komputerowych, Działalność wydawnicza w zakresie pozostałego oprogramowania); 61.1 Działalność w zakresie telekomunikacji przewodowej; 61.2 Działalność w zakresie telekomunikacji bezprzewodowej, z wyłączeniem telekomunikacji satelitarnej; Działalność w zakresie telekomunikacji satelitarnej; 61.9 Działalność w zakresie pozostałej telekomunikacji; Działalność związana z oprogramowaniem; GUS: Wykorzystanie technologii informacyjno-(tele)komunikacyjnych w przedsiębiorstwach i gospodarstwach domowych w 2013 r., 2

3 62.02 Działalność związana z doradztwem w zakresie informatyki; Działalność związana z zarządzaniem urządzeniami informatycznymi; Pozostała działalność usługowa w zakresie technologii informatycznych i komputerowych; 63.1 Przetwarzanie danych; zarządzanie stronami internetowymi (hosting) i podobna działalność; działalność portali internetowych (w tym: Przetwarzanie danych; zarządzanie stronami internetowymi (hosting) i podobna działalność oraz Działalność portali internetowych); 95.1 Naprawa i konserwacja komputerów i sprzętu komunikacyjnego (w tym Naprawa i konserwacja komputerów i urządzeń peryferyjnych oraz Naprawa i konserwacja sprzętu (tele)komunikacyjnego). Dzięki technologiom wytworzonym przez sektor ICT możliwa stała się informatyzacja państwa, społeczeństwa i biznesu. Inwestycje sektora ICT w rozwój nowych wyrobów i usług opartych na cyfrowych technologiach powodują, że poprawia się dobrobyt zarówno ekonomiczny, jak i społeczny. Wykorzystując potencjał gospodarki cyfrowej, można wpływać na jakość środowiska poprzez propagowanie wykorzystania źródeł czystych energii, bazujących na rozwiązaniach ICT. Branża ICT odgrywa istotną rolę w rozwiązywaniu problemów energetycznych i klimatycznych, co zostało również podkreślone w komunikatach i rekomendacjach Komisji Europejskiej (m.in. komunikat z października 2009 r. w sprawie wykorzystania technologii informacyjno-komunikacyjnych do ułatwienia przejścia na energooszczędną i niskoemisyjną gospodarkę). Jednocześnie Komisja wezwała przedsiębiorstwa z branży ICT do opracowania ram pomiaru zużycia energii elektrycznej w branży oraz pomiaru śladu węglowego. Coraz szersze rozpowszechnianie technologii informacyjno-komunikacyjnych doprowadziło do podjęcia prac badawczych dotyczących wpływu całej branży ICT na jakość środowiska. W krajach rozwiniętych nakłady finansowe na prace badawczo-rozwojowe (B+R) w branży ICT stanowią 1/3 wszystkich środków na badania. Chociaż Europa wciąż przoduje w wielu obszarach produkcji przemysłowej i technologii ICT to nakłady na prace B+R są znacząco niższe niż w innych krajach wysokorozwiniętych 3. Znaczenie branży ICT potwierdza fakt umieszczenia tego zagadnienia w 2007 r. jako szczegółowego tematu na liście priorytetów w siódmym programie ramowym na rzecz badań i rozwoju technologicznego. Głównym założeniem priorytetu ICT było wspomaganie europejskich grup badawczych tworzących nowe, innowacyjne technologie, poprawiające konkurencyjność europejskiej gospodarki, a jednocześnie uwzględniające zasady zrównoważonego rozwoju. Wkładem branży ICT w redukcję CO 2 jest umożliwienie również elektronicznego obiegu dokumentów, pracy zdalnej, komunikacji personalnej on-line ( , wideokonferencje), tworzenie oprogramowania m.in. inteligentne systemy ICT do automatycznych urządzeń pomiarowych (np. temperatury, czy oświetlenia) działające na zasadzie algorytmów - w zależności od aktualnej sytuacji automatycznie włączane lub wyłączane są pewne urządzenia. Dzięki nowoczesnym sposobom komunikacji zagraniczne kontakty biznesowe nie są już tak czasochłonne i kosztowne jak przed wprowadzeniem do firm technologii ICT

4 ICT jest jednym z najbardziej dynamicznie rozwijających się i wiodących sektorów w Europie oraz ma wpływ na wzrost gospodarczy w całej gospodarce 4. Udział sektora ICT w całkowitej wartości dodanej biznesu wynosi 8,5%, zatrudnienie stanowi 3% zatrudnienia w sektorze przedsiębiorstw w UE ogółem, a inwestycje poprzez efektywne wykorzystanie technologii informacyjno-komunikacyjnych w przedsiębiorstwach pozwala zwiększyć ogólną wydajność pracy, przez co stają się bardziej konkurencyjne. Większość europejskiej działalności w dziedzinie centrów ICT skupia się w 34 regionach w 12 krajach (rys. 1). Centrum JRC opracowało atlas centrów ICT. Polska nie jest znaczącym krajem w tej dziedzinie; branża ICT nie jest jeszcze tak bardzo rozwinięta jak w Europie, jednak w ostatnich latach obserwuje się bardzo dynamiczny jej rozwój. Rysunek 1. Europejskie centra danych źródło: Od 2009 r., w Polsce rośnie liczba przedsiębiorstw sektora ICT (z w 2009 r. do w 2012 r., spośród których 87,3% świadczyło usługi ICT), jak również liczba pracujących w 4 4

5 sektorze (ze w 2009 r. do w 2012 r. z czego ponad trzy czwarte stanowiły osoby pracujące w usługach ICT, w tym 60,9% w usługach informatycznych) 5. 2 Ślad węglowy branży ICT W branży ICT jest duże zapotrzebowanie na energię, związane głównie z koniecznością ciągłego utrzymywania urządzeń peryferyjnych takich jak np. urządzenia sieciowe, komputery, centra danych. Centrum danych (ang. data center, DC) jest budynkiem lub jego częścią, która składa się z serwerowni (ang. computer room) oraz obszarów wspierających funkcjonalność całego centrum. Składa się ono z serwerowni, w którym hostowany 6 jest cały sprzęt serwerowy, z zapewnieniem odpowiednich warunków oraz osobnych pomieszczeń technicznych takich jak UPS-ownia 7, pomieszczenie dystrybucji energii, techniczne, telekomunikacyjne, operacyjne dla obsługi czy dystrybucji chłodu 8. ICT jest obecnie odpowiedzialna za 8-10% zużycia energii elektrycznej w UE i do 4% emisji dwutlenku węgla 9. Przewiduje się 10, że w 2020 r. 14% wytworzonej energii elektrycznej na świecie, będzie zużywane przez branżę ICT (~6745 TWh/rok 11 ), w szczególności przez centra danych, urządzenia i infrastrukturę telekomunikacyjną oraz komputery personalne wraz z urządzeniami peryferyjnymi (skanery, drukarki). Obecnie, w całkowitym zużyciu energii urządzenia takie jak komputery, centra danych, czy urządzenia i sieci telekomunikacyjne mają podobny udział (po ok. 30%) 12. Parlament Europejski podkreśla 13, że zobowiązanie sektora ICT dotyczące zmniejszenia własnego zużycia energii powinno dotyczyć w pierwszym rzędzie centrów danych. 5 Społeczeństwo informacyjne w Polsce. Wyniki badań statystycznych z lat , Warszawa, XII Hosting to udostępnianie przez dostawcę usług internetowych zasobów serwerowni; 7 UPS (ang. Uninterruptible Power Supply - Nieprzerywalne Zasilanie Energią) urządzenie lub system, którego funkcją jest utrzymanie zasilania innych urządzeń elektrycznych lub elektronicznych w przypadku zaniku lub nieprawidłowych parametrów zasilania sieciowego, M. Pickavet, W. Vereecken, S. Demeyer, P. Audenaert, B. Vermeulen, C. Develder, D. Colle, B. Dhoedt, P. Demeester, Worldwide energy needs for ICT: the rise of power-aware networking, 2nd International Symposium on Advanced Networks and Telecommunication Systems, ANTS 2008, December 2008, pp R. Farrahi Moghaddam, F. Farrahi Moghaddam, Environmental Footprint Analysis/Management of Data Centers and ICT Solutions, Green Sustainable Telco Cloud (GSTC) Project, Annual Workshop November 5-6, 2013, ETS, Montreal, Quebec, Canada, 12 R. Farrahi Moghaddam, F. Farrahi Moghaddam, Environmental Footprint Analysis/Management of Data Centers and ICT Solutions, Green Sustainable Telco Cloud (GSTC) Project, Annual Workshop November 5-6, 2013, ETS, Montreal, Quebec, Canada, 13 Rezolucja Parlamentu Europejskiego z dnia 6 maja 2010 r. w sprawie wykorzystania technologii informacyjno-komunikacyjnych (TIK) do ułatwienia przejścia na energooszczędną i niskoemisyjną gospodarkę 2009/2228(INI)), 2011/C 81 E/20), (Dz.U.UE C z dnia 15 marca 2011 r.) 5

6 Na świecie sektor ICT odpowiada za niecałe 1,5% emisji CO 2 eq 14, ale przyczynia się do znaczącej redukcji gazów cieplarnianych powstających w innych sektorach gospodarki. Całkowity globalny ślad węglowy branży ICT w 2007 roku wg raportu Ericssona, szacowany był na ok. 620 mln Mg CO 2 eq, w roku 2014 ok. 850 mln Mg CO 2 eq, a w roku 2020 przewiduje się, iż będzie wynosić ponad 1000 mln Mg CO 2 eq. Ślad węglowy ICT definiowany jest jako wpływ na środowisko wywoływany przez sieci mobilne i stałe, sieci korporacyjne, centra danych oraz wszelki sprzęt połączony do sieci tj. smartfony, tablety, komputery PC i modemy. Za największy procent śladu węglowego ICT odpowiada działanie komputerów PC oraz centra danych. Wg Raportu Ericssona 15, największy udział w całkowitej emisji CO 2 w branży ICT mają komputery osobiste oraz centra danych, przesył danych i sieci przedsiębiorstw (rys. 2). W perspektywie do roku 2020 przewiduje się dalszy wzrost emisji z wymienionych gałęzi branży ICT. Gg CO 2 eq Urządzenia i sieci mobilne (w tym tablety) 2 Komputery osobiste (wszystkie typy, bez tabletów) 3 Centra danych, transmisja danych i sieci przedsiębiorstw 4 Urządzenia abonenckie, telefony stacjonarne (prywatne) 5 Sieci stacjonarne (stałe) (Fixed networks) Rysunek 2. Perspektywa śladu węglowego w branży ICT do roku 2020 Źródło: Ericsson energy and carbon report on the impact of the networked Society, June Przegląd metodyk obliczania śladu węglowego branży ICT W anlojęzycznej literaturze branża ICT dzielona jest jako: 1. ICT goods, rozumiane (wg OECD) 16 jako urządzenia (towary), które zostały przeznaczone do realizacji funkcji przetwarzania informacji i komunikacji za pomocą środków elektronicznych, w tym transmisji i wyświetlania, lub które korzystają 14 Ericsson energy and carbon report on the impact of the networked Society, June 2013, 15 Ericsson energy and carbon report on the impact of the networked Society, June 2013,

7 z elektronicznego systemu do wykrywania, pomiaru i / lub nagrywania zjawisk fizycznych; 2. ICT networks, rozumiane jako sieci i węzły teleinformatyczne, zapewniające przewodowe i bezprzewodowe połączenia służące do komunikacji pomiędzy dwoma lub więcej określonymi punktami 17 ; 3. ICT services, rozumiane jako połączenie produktów teleinformatycznych i sieci teleinformatycznych; przykładem są: doradztwo IT, outsourcing IT, system wdrażania / oprogramowanie, urządzenia sieciowe, telekomunikacja, usługi mobilne, usługi głosowe i transmisja danych. Dla każdego z tych działów ICT, do obliczenia śladu węglowego, czy przeprowadzenia analizy cyklu życia, stosowane są różne jednostki funkcjonalne, omawiane w różnych metodykach, artykułach czy projektach. Jednym z realizowanych projektów był ICT footprint. Pilot testing on metodologies for energy consumption and carbon footprint of the ICT sector 18, gdzie omówione zostały różne podejścia metodologiczne do obliczania zużycia energii oraz emisji gazów cieplarnianych przetestowane w przedsiębiorstwach z branży ICT. Omówione zostały: ITU-T L.1410 metodyka oceny wpływu środowiskowego dla produktów teleinformatycznych, sieci i usług; ITU-T L metodyka oceny wpływu środowiskowego dla stosowania rozwiązań ICT w przedsiębiorstwach; ETSI TS ocena cyklu życia dla produktów teleinformatycznych, sieci i usług; GHG Protocol Product Standard ICT-sector Guidance, GHG Protocol Corporate Metodyka ITU-T L stosowana jest do oceny oddziaływania na środowisko technologii informacyjnych i komunikacyjnych (ICT) urządzeń, usług i sieci (GNS). W opisie ujęta jest metodologia ocena cyklu życia (LCA) oraz podane są przykłady np. jednostek funkcjonalnych czy wymagań w podziale na urządzenia, sieci i usługi. Proponuje się używanie jednostki funkcjonalnej takiej jak użytkowanie danego urządzenia przez okres jednego roku lub użytkowanie przez cały okres przydatności urządzenia do czasu jego utylizacji. Proponowanymi jednostkami funkcjonalnymi dla sieci teleinformatycznych jest korzystanie z nich przez okres 1 roku, podobnie jak dla serwisu ICT. Szczegółową jednostką funkcjonalną może być świadczenie usług ICT w odniesieniu do jednej godziny lub jednego gigabita [Gb]. Podany jest także przykład obliczania emisji pośrednich i bezpośrednich. Dla określenia granic systemu zalecane jest wykorzystanie tzw. listy sprawdzającej, zawierającej 8 punktów: 1. sprzęt ICT np. komputery, drukarki. Użycie materiałów i energii powinno być rozpatrywane na każdym etapie cyklu życia; 17 ITU-T L.1400, Overview and general principles of methodologies for assessing the environmental impact of information and communication technologies, ITU-T L.1410, Methodology for the assessment of the environmental impact of information and communication technology goods, networks and services (03/2012) 7

8 2. oprogramowanie ICT odnosi się do jego projektowania, rozwoju i wykorzystania; zawiera wykorzystanie materiałów i energii przez programistów; 3. materiały eksploatacyjne i inne produkty wspomagające np. płyty CD, DVD, kartridże, tonery; 4. infrastruktura w tym sprzęt służący do chłodzenia i zasilania; 5. transport urządzeń / materiałów (przepływ towarów) zużycie paliw, energii elektrycznej (w przypadku pociągów); 6. podróże osób obejmuje podróże służbowe jw.; 7. przechowywanie urządzeń / towarów energia zużywana na chłodzenie, oświetlenie; 8. środowisko pracy wykorzystanie budynków, systemy chłodzenia i ogrzewania, odpady, zużycie wody, oświetlenie ilość zużytej energii (w tym ciepła), wody, itp. W metodyce ITU-T L.1410 zaproponowano przy prowadzeniu obliczeń śladu węglowego, użycie powyższej tzw. listy sprawdzającej, dla każdego z etapów cyklu życia ICT GNS: fazy nabycia surowców (począwszy od wydobycia surowców mineralnych), fazy produkcji, fazy użytkowania i fazy utylizacji. Przeprowadzona analiza wskazuje, iż w cyklu życia urządzeń ICT (w przeliczeniu na abonenta rocznie), faza użytkowania ma udział ok. 65% w emisji CO 2 eq, faza produkcji ok. 25%, faza związana z nabyciem surowców (chemicznych, metali, paliw, tworzyw sztucznych i in.) ok. 9%, a ok. 1% związane jest z fazą utylizacji. Metodyka ITU-T L.1420 może zostać wykorzystana do oceny zużycia energii i emisji gazów cieplarnianych generowanych przez określony okres czasu dla organizacji ICT lub rozwiązań ICT stosowanych w przedsiębiorstwach z innych branż. Dla rozwiązań ICT w przedsiębiorstwach opiera się ona na metodyce ITU-T L.1410, natomiast dla organizacji ICT na normie ISO i metodyce GHG-Protocol. Dla organizacji zalecane jest uwzględnienie 3 zakresów (opis poniżej, przy metodyce GHG Protocol). Wg oceny cyklu życia przy wykorzystaniu metodyki ETSI TS , faza użytkowania urządzeń ICT generuje ok 62% całkowitego śladu węglowego powodowanego przez ich cykl życia, faza produkcji stanowi ok. 22%, ok. 13% związane jest nabyciem surowców (chemicznych, metali, paliw, tworzyw sztucznych i in.), a ok. 3% z fazą utylizacji. W przypadku oceny cyklu życia dla sieci teleinformatycznych, ok. 70% rocznej emisji CO 2 eq. związana jest z urządzeniami końcowymi użytkowników (telefony, tablety, komputery i in. urządzenia korzystające z sieci), urządzeniami abonenckimi (modemy, routery) i dostępem do sieci (w mniej więcej równych proporcjach), a 30% dotyczy działalności operatorów, centrów danych, sieci i przesyłu danych. Wg metodyki GHG Protocol 20, emisje bezpośrednie i pośrednie podzielone zostały na trzy zakresy: zakres 1 obejmuje wszystkie emisje bezpośrednie wytwarzane przez przedsiębiorstwo (np. ogrzewanie gazem lub olejem opałowym, wyciek czynnika chłodniczego, flota samochodowa), zakres 2 obejmuje pośrednie emisje gazów cieplarnianych na skutek zużycia zakupionej energii elektrycznej, ogrzewania/chłodzenia z miejskiej sieci ciepłowniczej

9 zakres 3 obejmuje pośrednie emisje związane z tzw. łańcuchem dostaw (produkcja dostarczonych produktów, podzlecenia, świadczone usługi), podróżami służbowymi pracowników (lotnicze, kolejowe, autobusowe), zużyciem materiałów, produkcją odpadów. Aby obliczyć ślad węglowy urządzeń ICT, zgodnie z przedstawionymi pokrótce metodykami, należy przeprowadzić pełną analizę ich cyklu: ująć wiele procesów jednostkowych, wykorzystywanych podczas produkcji, m.in. baterie, kable, układy scalone, wyświetlacze, oprogramowanie, itp., oraz uwzględnić etapy użytkowania i utylizacji. Jest to bardzo czasochłonna analiza. Przykładowe dane potrzebne do obliczenia śladu węglowego tylko urządzeń ICT, wg metodyki ITU-T L.1410 przedstawiono w tab. 1. Tabela 1. Składowe urządzeń ICT, które powinny być uwzględnione w obliczaniu śladu węglowego 9

10 Źródło: ITU-T L.1400, Overview and general principles of methodologies for assessing the environmental impact of information and communication technologies, 2011 Duże przedsiębiorstwa, jak np. HP, obliczają swój ślad węglowy uwzględniając łańcuch dostaw (głównie użyte materiały i ich produkcję), funkcjonowanie przedsiębiorstwa (fabryka, flota transportowa, podróże lotnicze, dojazd pracowników) oraz fazę używania urządzeń HP. 10

11 W przypadku małych przedsiębiorców, szczególnie tych prowadzących działalność w Polsce uwzględnianie łańcucha dostaw może być jedynie przedmiotem szacunków, ponieważ obliczanie śladu węglowego nie jest jeszcze powszechne. Podczas pomiaru śladu węglowego w branży ICT ważne jest, aby uwzględnić wszystkie możliwe źródła emisji, które odnoszą się do całej działalności przedsiębiorstwa, w tym: do zamówień publicznych, zarządzania, eksploatacji i utylizacji sprzętu ICT, a także emisji, które odnoszą się do wsparcia i rozwoju działalności działu IT. Należy uwzględnić emisje związane z: użytkowaniem urządzeń/sprzętu ICT w organizacji (tu należy wyszczególnić rodzaj urządzeń, np. komputer stacjonarny, laptop, drukarka, skaner, tablet, telefon, urządzenia działające w centrach danych lub serwerowniach, itp.) oraz pamiętać o uwzględnieniu zużycia energii na chłodzenie / ogrzewanie. świadczeniem usług informatycznych (i wsparcia) dla użytkowników biznesowych ICT (tu należy również uwzględnić podróże służbowe), produkcją, transportem i utylizacją urządzeń ICT (opcjonalnie, dla obliczenia całkowitej emisji). W perspektywie do roku 2020, prognozowany jest największy wzrost śladu węglowego w branży ICT w odniesieniu do komputerów i urządzeń oraz centrów danych około dwukrotny w porównaniu do roku Ślad węglowy powodowany przez sieci i urządzenia telekomunikacyjne pozostanie natomiast na podobnym poziomie jak w 2007 r Sposób obliczania śladu węglowego Wg metodyki ITU-T L.1400, do obliczania śladu węglowego ICT GNS, ważne jest uwzględnienie wszystkich faz począwszy od wydobycia surowców, poprzez produkcję, użytkowanie aż do utylizacji. Na rys. 3 przedstawiono granice systemu dla cyklu życia urządzeń ICT. Obliczenie śladu węglowego na tej podstawie jest bardzo skomplikowaną procedurą. 21 Ericsson energy and carbon report on the impact of the networked Society, June 2013, 11

12 Rysunek 3. Granice systemu dla cyklu życia urządzeń ICT Źródło: ITU-T L.1410, Methodology for the assessment of the environmental impact of information and communication technology goods, networks and services (03/2012) Do określenia śladu węglowego przedsiębiorstwa z branży ICT, konieczny jest szczegółowy wywiad dotyczący urządzeń, jakiego są typu, ile sztuk, jaki czas pracują, czy są komputery, na których wykorzystywane są w pełni moce obliczeniowe komputera (np. do kompilacji, renderowania w grafice, modele matematyczne); jeżeli tak to przez jaki okres czasu itp. Dla przedsiębiorstw z branży ICT, w obliczeniach śladu węglowego, proponuje się pominięcie fazy produkcji urządzeń. Jest to zgodne z metodyką PAS 2050, która nie obejmuje infrastruktury. 12

13 Dla warunków polskich przedsiębiorstw z branży ICT proponuje się uwzględnić: urządzenia ICT liczbę, rodzaj, typ, czas pracy; urządzenia wspomagające np. klimatyzatory, UPSy liczbę, rodzaj, typ, czas pracy; zużycie energii elektrycznej i cieplnej; zużycie paliw (benzyna, olej, gaz); transport podróże służbowe pracowników (kolej, tramwaj, autobus, metro, samochód, samolot); zużycie wody; wytwarzanie odpadów: komunalnych, ZSEE, inne; powierzchnia biura; liczba zatrudnionych osób;?? wartość sprzedanych produktów / usług [PLN]?? Są to dane możliwe do określenia / oszacowania przez większość polskich przedsiębiorców. Przeliczenia zużycia w m 3 na zużycie w kwh można dokonać mnożąc ilość pobranego gazu w m 3 przez tzw. współczynnik konwersji, obliczany jako iloraz średniej arytmetycznej ciepła spalania gazu ziemnego z miesięcy okresu rozliczeniergo [MJ/m 3 ] (licznik ułamka) i wartości 3, Wskaźniki Uwzględniając cykl życia produkcji energii elektrycznej sieciowej niskiego napięcia, dla 1 kwh emisję CO 2, przedstawiono w tab. 2. Tabela 2. Emisja gazów cieplarnianych dla produkcji 1 kwh energii elektrycznej niskiego napięcia

14 Źródło: SimaPro, Ecoinvent Uwzględniając, poza emisją dwutlenku węgla, odpowiednie współczynniki GWP 100 dla gazów cieplarnianych 23 innych niż CO 2, proponuje się dla warunków użycia energii elektrycznej w Polsce przyjąć wskaźnik: 1 kwh 1,31 kg CO 2 eq 24 (1) Dla urządzeń ICT, w opracowaniu J. Malmodin i in. 25, zaproponował przyjęcie średnich wskaźników (jeżeli podane kwh przemnożyć przez ustalony wskaźnik CO 2 eq/kwh) w odniesieniu do 1 roku: telefony komórkowe: produkcja 18 kg CO 2 eq/telefon, użytkowanie: 3 kwh/telefon/rok; wg japońskich danych 26 produkcja i użytkowanie smartfonu (GALAXY Note II) przez 2 lata powoduje emisję 24 kg CO 2 /szt. jest to zgodne z przedstawionymi wcześniej wskaźnikami szwedzkimi; telefony bezprzewodowe: produkcja kg CO 2 eq/telefon, użytkowanie: 27 kwh/telefon/rok; centra danych; komputery osobiste: zależnie od typu, czasu pracy: 23 przykładowo: metan 23, podtlenek azotu 296, sześciofluorek siarki wskaźnik ten uwzględnia cykl życia i jest zgodny z Ecoinvent 25 J. Malmodin, Å. Moberg, D. Lund en, G. Finnveden, N. Lovehagen, Greenhouse Gas Emissions and Operational Electricity Use in the ICT and Entertainment & Media Sectors, Journal of Industrial Ecology, 2010, vol 14 no 5,

15 W opracowaniu 27 przyjęto średnioroczne zużycie energii elektrycznej przez PC równe 250 kwh. Jednak proponuje się obliczanie zużycia energii elektrycznej na podstawie zapotrzebowania na moc danego urządzenia (wartość ta jest określona przez producenta). Ślad węglowy dla centrum danych może być obliczony albo dla czasu pracy urządzeń, albo dla pełnego cyklu życia. Standardowy model cyklu życia dla centrum danych obejmuje fazę produkcji urządzeń, użytkowanie i utylizację. W modelu tym zawarte są różne parametry wejściowe z poszczególnych urządzeń (serwery, komputery, UPS, akcesoria, środki chłodzące) oraz z systemu jako całości. Uwzględniane parametry dotyczą maksymalnego i średniego obciążenia pracy systemu IT, rodzaju obciążenia, czasu pracy i zużycia energii. Dodatkowo można obliczyć efektywność zużycia energii (Power Usage Effectiveness, PUE) jako iloraz całkowitej energii pobranej przez centrum danych i energii pobranej przez sprzęt IT (obliczeniowy i pomocniczy). W całkowitej energii pobranej przez centrum danych uwzględnia się zapotrzebowanie na energię infrastruktury oświetlenia, urządzeń chłodzących. Różne źródła podają różny zakres efektywności energetycznej wskaźnika PUE dla centrów danych. Wg jednego autora 28 aby centrum danych było efektywne wskaźnik ten powinien być w granicach 2-4, a wg innych zaleceń 29 średnia efektywność jest przy PUE = 2; poniżej tej wartości centrum jest efektywne (przy wskaźniku 1,2 bardzo efektywne), a powyżej nieefektywne (przy wskaźniku 3 bardzo nieefektywne). Wg Ismaila 30, obliczenia śladu węglowego, uwzględniając fazę pracy urządzeń w centrum danych, mogą być przeprowadzone w 4 krokach (rys. 4) 31. Obliczenie całkowitego poboru mocy Obliczenie obciążenia IT Obliczenie efektywności zużycia energii Obliczenie śladu węglowego Rysunek 4. Fazy obliczania śladu węglowego dla centrum danych Źródło: M. A. Ismail, Green Computing and Electrical Carbon Footprint Obciążenie IT jest to ilość aktualnie pobieranej mocy przez urządzenia obliczeniowe i pomocnicze. 27 J. Malmodin, Å. Moberg, D. Lund en, G. Finnveden, N. Lovehagen, Greenhouse Gas Emissions and Operational Electricity Use in the ICT and Entertainment & Media Sectors, Journal of Industrial Ecology, 2010, vol 14 no 5, 28 M. A. Ismail, Green Computing and Electrical Carbon Footprint, Proceedings of International Conference on Energy and Sustainability 2013, pdf M. A. Ismail, Green Computing and Electrical Carbon Footprint, Proceedings of International Conference on Energy and Sustainability 2013, 31 M. A. Ismail, Green Computing and Electrical Carbon Footprint, Proceedings of International Conference on Energy and Sustainability 2013, pdf 15

16 Prostszym jednak sposobem jest obliczenie całkowitego poboru mocy w jednostce czasu, a następnie przemnożenie uzyskanej wartości przez wskaźnik emisji CO 2 eq/kwh, uwzględniający cykl życia energii elektrycznej. Obliczenia zużycia energii przez centra danych, uwzględniając wymagania zasilania w stanie stabilnym i przy pełnym obciążeniu, proponuje się rozpatrywać trzytorowo, wliczając: urządzenia obliczeniowe (w tym komputery stacjonarne, stacje robocze, serwery, notebooki i urządzenia przenośne); urządzenia nie obliczeniowe, pomocnicze, akcesoria (drukarki, skanery, ważniejsze urządzenia sieciowe takie jak switch); infrastrukturę: oświetlenie, system chłodzenia. Zapotrzebowanie urządzeń IT na energię elektryczną można obliczyć znając (lub obliczając) pobór prądu przez urządzenie uwzględniając współczynnik mocy prądu zmiennego cosinus ɸ. Pobór prądu przez urządzenie IT będzie inny dla obciążenia stabilnego (przeciętnego), a inny dla pełnego, gdzie wykorzystywana jest pełna moc urządzenia Wzór do obliczeń będzie więc: Pobór energii przy pełnym obciążeniu = cos ɸ * P zn * t, (2) lub Pobór energii przy stabilnym obciążeniu = cos ɸ * współczynnik *P zn * t (3) gdzie: ɸ - kąt przesunięcia fazy, P moc znamionowa urządzenia [W], t czas [h] Dla sprzętu IT, współczynnik cos ɸ można przyjąć na poziomie 0,8. W tabeli 3 podano pobór energii przez wybrane urządzenia IT, z uwzględnieniem obciążenia stabilnego (przeciętnego) i pełnego. Określenie zestaw komputerowy obejmuje również monitor, klawiaturę i mysz. Tabela 3. Pobór energii w stanie stabilnym i przy pełnym obciążeniu przez wybrane urządzenia IT Lp. Nazwa urządzenia Pobór energii przy pełnym obciążeniu przez 1h [Wh] 1. Zestaw komputerowy (stacjonarny) Core i7, Core i3 2. Zestaw komputerowy (stacjonarny), Core2Quad, Dual Core 3. Zestaw komputerowy (stacjonarny), Współczynnik 46 0,600 27,6 82,8 0,778 64,4 101,2 0,636 64,4 Pobór energii w stanie stabilnym przez 1h [Wh] 16

17 Lp. Nazwa urządzenia Pobór energii przy pełnym obciążeniu przez 1h [Wh] Core2Duo 4. Zestaw komputerowy (stacjonarny), P-IV 5. Serwer Dell XPS i7 6. Serwer Dell Xseries 235; Xeon 7. Serwer Intel SR2500AL Server System; IntelSR1670RHS Server System 8. Serwer INTELSR1600 RHS SERVER SYSTEM Współczynnik 119,6 0,538 64,4 82,8 0, ,4 0, , , , Pobór energii w stanie stabilnym przez 1h [Wh] 9. Skaner 18,4 1 18,4 10. Switch 18,4 1 18,4 11. laptop laptop Monitor kineskopowy ok. 65 ok. 65 Źródło: Opracowanie własne na podstawie M. A. Ismail, Green Computing and Electrical Carbon Footprint, Proceedings of International Conference on Energy and Sustainability 2013, Na podstawie przeprowadzonych rzeczywistych pomiarów poboru mocy przez firmę X, gdzie badane były 33 komputery (core i5), przez ponad 74 h, stwierdzono pobór mocy jednego komputera przez jedną godzinę równą 31,35 W, co pokrywa się ze wskaźnikami z tab. 3 Modemy i routery szerokopasmowe: produkcja kg CO 2 eq / urządzenie użytkowanie: 80 kwh/modem/router/rok, laptop wytworzenie 160 kg CO 2 eq, faza użytkowania 4 lata 170 kg CO 2 eq, transport do odbiorcy 55 kg CO 2 eq, recykling -30kg CO 2 e suma 355 kg CO 2 eq; Drukarki: przykładowe urządzenie wielofunkcyjne (drukarka + skaner) w trakcie drukowania zużywa 10 W, skanując 8 W, a podczas czekania na kolejne zadanie pobiera 5 W 32 Wg Herzoga 33 i Vattenfall 34 do aktualnego wskaźnika fazy użytkowania urządzeń wyrażonego w kg CO 2 eq/kwh powinno być dodawane 0,1 kg CO 2 eq/kwh, aby uwzględnić paliwa w łańcuchu dostaw (fuel supply chain), prace budowlane i zagospodarowanie terenu podczas dystrybucji energii, straty podczas dystrybucji oraz gospodarowanie odpadami Herzog, T World greenhouse gas emissions in World Resource Institute Working Paper Vattenfall Life-cycle assessment, Vattenfall s electricity in Sweden. Stockholm: Vattenfall. 17

18 Wskaźniki przydatne przy obliczeniach: podróże lotnicze 180 g CO 2 eq/km/.pasażer 35 ; transport kolejowy pracowników 100 g CO 2 eq/km pasażera 36 ; odpady komunalne zmieszane 0,646 kg CO 2 / kg odpadów; odpady segregowane plastik 2,8 kg CO 2 / kg odpadów; 1 kartka A4 = 0,004 kg; papier do drukarek 1,3 kg CO 2 eq / kg papieru; powierzchnia biurowa 37-2 kg CO 2 eq / m 2 ; 4 Rozwiązania dla branży ICT Wprowadzenie oszczędności energii w przedsiębiorstwach ICT związane jest z selekcją sprzętu pod kątem jego energetycznej efektywności, zastosowaniem technologii wirtualizacyjnych, konsolidacją systemu, optymalizacją systemów zasilania i chłodzenia itd. W Raporcie 2012 Energy Efficient IT 38, zawarte są analizy i informacje o dostępnych na rynku energooszczędnych rozwiązaniach. Większość firm koncentruje się na konsolidacji i wirtualizacji systemów IT, ale coraz więcej jest takich, które wdrażają energooszczędne modele sprzętu sieciowego, serwery wyposażone w energooszczędne niskonapięciowe procesory, urządzenia z certyfikatami Energy Star, zasilacze UPS najnowszej generacji oraz modernizują systemy chłodzenia. Wg ankietowanych przedsiębiorstw, rozwiązaniami, które dają największe oszczędności są wirtualizacja serwerów i pamięci masowych oraz zastosowanie nowoczesnych systemów chłodzenia i nowej generacji systemów UPS. Współczesne serwery zużywają niezwykle dużo energii. Ich procesory działają 24 godziny na dobę przez 365 dni w roku. A tam, gdzie dokonuje się wielu obliczeń, wytwarzane jest także ciepło. Ponieważ jednak serwery pracują niezawodnie tylko w stałej temperaturze, muszą być na bieżąco chłodzone. Im wydajniejsze jest chłodzenie, tym mniej energii zużywa centrum danych. Wg Info-Tech Research Group na systemy chłodzenia zużywana jest nawet połowa energii dostarczana do centrów danych. Do ograniczenia zużycia energii może przyczynić się używanie napędów SSD (Solid State Drives), które są szybkie, mają niskie zapotrzebowanie na prąd, praktycznie nie wydzielają ciepła, co ogranicza wielkość zużywanej energii na systemy chłodzenia. Napędy SSD mają jednak ograniczenia techniczne: najlepiej sprawdzają się tam, gdzie dane są odczytywane a nie zapisywane. Firma HP, oprócz zwiększenia efektywności, zastępuje energo- i surowcochłonne procesy i zachowania na zrównoważone. W tym zakresie HP rozwija sposoby użycia światła zamiast 35 wskaźnik używany przez Orange; zgodny z GHG Protocol 36 wskaźnik używany przez Orange; zgodny z Bilan Carbon 37 jeżeli nie jest uwzględniane ogrzewanie

19 kabla do przesyłu danych. Jest to bardziej wydajne (i redukuje zapotrzebowanie na wydobycie miedzi), a przy tym zapewnia większą przepustowość. Rozwiązaniem, które może przyczynić się do zmniejszenia śladu węglowego branży ICT, jest kolokacja. Polega ona na odpłatnym umieszczeniu własnych serwerów i innego sprzętu sieciowego w centrum danych dostawcy usługi. Najważniejszą drogą do redukcji śladu węglowego branży ICT, poza ograniczeniem emisji związanej z czynnikami chłodniczymi (poprzez stosowanie naturalnych czynników chłodniczych i ograniczanie wycieków), będzie wykorzystanie energii odnawialnej. Główną przeszkodą dla wykorzystywania odnawialnych źródeł energii są koszty okres zwrotu z inwestycji wynosi 10 lat przy inwestycjach dotowanych, a bez dotacji jest jeszcze dłuższy. Rozwiązaniem może być zastosowanie bardziej efektywnej technologii. Przedsiębiorstwa z branży ICT, głównie centra danych dążą do uzyskania jak najniższego parametru PUE (Power Usage Effectiveness), który obliczany jest jako stosunek całkowitej energii zużywanej przez centrum do energii, którą zużywa w czasie normalnej pracy umieszczony w nim sprzęt komputerowy. Centra danych chłodzone powietrzem mają wskaźnik PUE w granicach 1,7-1,8 39. Zmniejszenie śladu węglowego w branży ICT można uzyskać poprzez: konsolidację, centralizację i wirtualizację infrastruktury informatycznej, system monitorowania i ograniczenia zużycia energii, zastosowaniu modułów odzysku ciepła z układów chłodzenia, optymalizację parametrów klimatycznych w pomieszczeniach oraz dostosowywanie mocy chłodniczej w serwerowniach do bieżących potrzeb, identyfikację, likwidację lub przeznaczenie do ponownego wykorzystania infrastruktury informatycznej, która nie pełni istotnych funkcji, niszczenie zużytego sprzętu komputerowego w firmach posiadających stosowne certyfikaty i zezwolenia, zakupy z uwzględnieniem kryterium ochrony środowiska, zakupy sprzętu o obniżonej energochłonności, ograniczenie podróży służbowych zastąpienie kontaktów biznesowych videokonferencjami, aplikacjami do komunikacji pisemnej druk dwustronny, wydłużenie czasu pracy laptopów, telefonów, dlatego, że ich produkcja również ma wpływ na emisję CO 2. Najważniejsze jednak, dla branży ICT, wydaje się wdrażanie globalnych rozwiązań optymalizujących zużycie energii przez systemy teleinformatyczne

20 5 Dobre praktyki wybrane przykłady Wykorzystanie osiągnięć branży ICT najprawdopodobniej pośrednio oszczędza dużo więcej energii niż bezpośrednio zużywa. Komputery optymalizują silniki samochodów. Sterowanie elektroniczne ulepsza budynki i fabryki. Analiza komputerowa pozwala na dokładne wyregulowanie wszystkiego, co tworzy i zużywa energię. Internet sam w sobie prawdopodobnie oszczędza energię: konferencje wideo zastępują loty, jedno wyszukanie Google powoduje emisję 0,2 grama dwutlenku węgla, zastępując tysiąckroć większą emisję spowodowaną jazdą do biblioteki, a e-handel redukuje powierzchnie handlowe, magazynowe i spedycyjne 40. Wg raportu HP 41, zasilanie centrum danych (w przeliczeniu na metr kwadratowy powierzchni) w porównaniu z budynkiem biurowym, rocznie kosztuje do 30 razy więcej niż zasilanie budynku biurowego. Raport ten podaje iż 45% szacunkowej oszczędności energii w centrach danych można osiągnąć przez zoptymalizowanie zarządzania energią połączonego z konsolidacją infrastruktury informatycznej. Przykładem dobrych praktyk jest centrum danych HP w Wynyard 42, które działa od 2010 r. Zajmuje ono powierzchnię m 2 i jest jednym z największych w Europie. Centrum danych w Wynyard zgodnie z oczekiwaniami ma zredukować zużycie energii o 40 procent, obniżając emisję i oszczędzając do 15 milionów dolarów rocznie. Dach gromadzi wodę deszczową, używając jej do nawadniania i systemu przeciw pożarowego. Woda deszczowa jest również filtrowana i magazynowana w zbiornikach o pojemności litrów oraz używana do podnoszenia wilgotności powietrza, gdy jest ona za niska. Zimne powietrze znad Morza Północnego jest rozprowadzane w centrum danych, chłodząc wyposażenie, co pozwala przez 97% czasu pracy nie korzystać z klimatyzacji. Ściany i obudowy serwerów są białe skutkuje to oszczędnością energii, przez zredukowanie zapotrzebowania oświetleniowego i oszczędza około 7 milionów dolarów rocznie. Aby oszczędzać energię, czujniki regulują włączanie świateł. Źródła światła są skierowane pod kątem 45 stopni w stosunku do rzędów serwerów, rozjaśniając obiekt i redukując w ten sposób liczbę koniecznych opraw oświetleniowych. Wynyard ma wynik Efektywności Zużycia Energii (PUE) równy 1,2; im bliżej 1,0 tym lepiej. Typowe centrum danych osiąga wynik 2,0, kiedy większość obiektów energooszczędnych obiektów osiąga wynik około 1,7. Dach centrum danych jest pokryty materiałem odbijającym światło słoneczne, aby zapewnić budynkowi możliwie najmniejsze pochłanianie ciepła. Elektrownie wiatrowe dostarczają obiektowi 10% energii. Zakłada się roczną emisję CO 2 w wysokości Mg, co jest połową wielkości emisji standardowego centrum danych. W centrach danych, ponad połowa wykorzystywanej w ogromnych ilościach energii, jest zużywana na proces chłodzenia. W 2007 roku HP wprowadził usługę inteligentnego, dynamicznego chłodzenia DSC (Dynamic Smart Cooling), która znacznie zmniejsza to 40 Zmieniamy strony równania. Efekty globalnego obywatelstwa HP w roku 2009 i w latach następnych, 41 HP 2012 Global Citizenship Report; Zmieniamy strony równania. Efekty globalnego obywatelstwa HP w roku 2009 i w latach następnych, 42 Zmieniamy strony równania. Efekty globalnego obywatelstwa HP w roku 2009 i w latach następnych, 20