Tuhoaako vai pelastaako digitalisaatio ympäristöä?

Digitalisaation ja ICT-alan (Information and Communication Technology; informaatio- ja kommunikaatioteknologia) energiankulutus sekä tästä aiheutuvat hiilidioksidipäästöt ovat nousseet viime aikojen keskusteluissa esille. Arviot siitä, mitkä digitalisaation ympäristövaikutukset ovat, vaihtelevat kuitenkin suuresti alan toimijoiden kesken, ja siksi selkeän kokonaisnäkemyksen luominen on vaikeaa.

“

Digi tulee, mutta riittävätkö resurssit?

Kesäkuun alkupuolella Etlan julkaisemat Digibarometri 2019 ja Etla Muistio 80 nostivat esille tämän kysymyksen. Raportin mainitseman lähteen mukaan vuonna 2030 ICT-alan energiankulutus olisi 21 prosenttia koko maailman energiankulutuksesta (Lähteet: Andrea & Edler (2015); Jones (2018)). Raportti esitti myös huolen siitä, että mikäli energiankulutus kasvaa tämän ennusteen mukaisesti, pystytäänkö tällä aikataululla rakentamaan digitalisaation kasvavan kysynnän vaatimaa, uusiutuviin energialähteisiin perustuvaa energiantuotantoa. Etlan johtava tutkija Timo Seppälä syventää raportin sanomaa myös aiheeseen liittyvässä uutisessa. Myös monet muut ovat olleet huolissaan ICT-alan energiankäytön ja sitä kautta hiilidioksidipäästöjen kasvusta maailmassa (mm. Belkhir & Elmeligi 2018; Andrae).

Kaikki tutkimukset eivät kuitenkaan maalaa yhtä pessimististä kuvaa siitä, miten ICT-alan energiankulutuksen ja hiilidioksidipäästöjen ennustetaan kehittyvän. Telian ja Ericssonin yhteisten tutkimusten mukaan huolimatta siitä, että dataliikenteen ja liittymien määrä kasvaa, eivät energiankulutus ja hiilidioksidipäästöt kokonaisuudessaan näyttäisi kasvavan, vaan pysyisivät samana tai jopa pienentyisivät.

Jos alalla vallitsevien erilaisten näkemysten keskinäinen arviointi on jo vaikeaa, ei alan tuottamien CO₂-päästöjen arviointia ilmastonmuutoksen torjunnan näkökulmasta suinkaan helpota se, että digitalisaatio ja ICT-sektori ovat myös avainasemassa mahdollistamassa uusia ratkaisuja, joiden avulla voidaan saavuttaa päästövähennyksiä, erityisesti muilla sektoreilla. Esimerkiksi Sitran kumppaneineen vuoden 2018 loppupuolella julkaiseman Exponential Climate Action Roadmapin mukaan digitaalinen teknologia voi auttaa vähentämään muiden sektorien hiilidioksidipäästöjä jopa 15 prosenttia. Raportin mukaan digitalisaation avulla päästövähennyksiä saavutettaisiin energia-alalla, teollisuudessa, maataloudessa ja maankäytössä, rakennusalalla, kuljetuksissa ja liikenteessä sekä palveluissa.

“

Digitalisaation avulla päästövähennyksiä saavutettaisiin energia-alalla, teollisuudessa, maataloudessa ja maankäytössä, rakennusalalla, kuljetuksissa ja liikenteessä sekä palveluissa.

Mikä skenaario on siis lähimpänä oikeaa? Voiko digitalisaatio auttaa muita sektoreita vähentämään päästöjään niin merkittävästi, että ICT-sektorin omien päästöjen kasvu olisikin ihan hyväksyttävää? Voiko suuri energiankulutus ja laitteisiin tarvittavien materiaalien loppuminen uhata digitalisaation kehitystä ja visioita? Voiko olla, että suurimmat digitalisaation päästöt aiheutuvatkin muista digitaalisista ratkaisuista kuin niistä, jotka tuovat päästövähennyksiä ja tulisiko näihin silloin puuttua?

On paljon kysymyksiä, joihin ei joko ole olemassa tai ainakaan helposti löydy vastauksia. Siksi kaikki keskustelu aiheesta on tervetullutta.

ICT-ala tekee paljon töitä energiatehokkuuden eteen

Jo kauan ICT-alalla on puhuttu energiankulutuksesta ja siitä, että erityisesti datakeskusten energiankulutus kasvaa. Alalla on pitkään tehty kunnianhimoista energiatehokkuustyötä ja saatu esimerkiksi datakeskusten energiankulutusta pienennettyä merkittävästi, samalla kun niiden käyttämää energiaa on pystytty korvaamaan yhä enenevässä määrin uusiutuvilla tuotetulla energialla. Samoin datakeskusten hukkalämmön talteenoton osalta on tehty huomattavia parannuksia ja tulevaisuudessa datakeskuksilla saattaa olla jopa iso rooli hiilineutraalin lämmön tarjoamisessa kaupungeille.

Myös laitteiden energiankulutus on pienentynyt merkittävästi. Vaikka yksittäisten laitteiden energiankulutus on suhteellisen pientä, on laitteiden valmistuksen ja käytön aikaisten ympäristövaikutusten arvioinnin osalta toki tärkeää huomioida, että laitteiden määrä kasvaa esimerkiksi IoT:n (Internet of Things, esineiden internet) myötä. Laitteiden määrä on jo nyt suuri, koska kuluttajilla on usein samanaikaisesti monia laitteita käytössä – tämä siitäkin huolimatta, että esimerkiksi matkapuhelimet toimivat nykyään monitoimilaitteina.

Myös verkkoliikenteen energiatehokkuutta on saatu parannettua paljon. Esimerkiksi langattoman verkon energiankulutus siirrettyä datamäärää kohti on pienentynyt huomattavasti sen myötä, kun matkapuhelinverkkojen uusia sukupolvia (2G, 3G ja 4G) on otettu käyttöön.

Kovin usein ei kuitenkaan puhuta matkapuhelinverkkojen osalta siitä, miten kasvava dataliikenne ja uusien matkapuhelinverkkojen käyttöönotto aiempien rinnalle on vaikuttanut verkkoliikenteen kokonaisenergiankulutukseen. Kovin paljon ei myöskään keskustella siitä, eroaako mobiiliverkossa siirretyn datan aiheuttama energiankulutus kiinteässä verkossa esimerkiksi valokuitua pitkin siirretyn datan energiankulutuksesta. Tällaista vertailutietoa tarvittaisiin, jotta pystyisimme keskustelemaan siitä, miten tulevien sukupolvien tarpeisiin rakennettava tietoverkko osattaisiin rakentaa jo nyt mahdollisimman ekologiseksi.

Huolimatta siitä, että ICT-ala tekee jo paljon energiatehokkuuden eteen, on esille nostettu myös huoli siitä, voivatko digitalisaation ja dataliikenteen erittäin nopea kasvu aiheuttaa sen, että huolimatta alan suurista energiatehokkuusponnisteluista alan kokonaisenergiankulutus ja hiilidioksidipäästöt jatkavatkin kasvua.

Riittävätkö siis alan nykyiset energiatehokkuustoimenpiteet? Pystytäänkö alan tarvitsema sähköenergia kattamaan uusiutuvilla energialähteillä tuotetulla sähköllä? Mitä tapahtuu, kun ympäri maapalloa yhä enemmän ja enemmän ihmisiä tulee digitalisaation pariin? Joidenkin mielestä kaikki tarvittava teknologia on jo olemassa ja kyse on ennemminkin siitä, miten saada nämä ratkaisut taloudellisesti kannattaviksi. Kaikkiin näihin kysymyksiin kaivataan vastauksia.

Digitaalisten viihdepalveluiden käyttö kasvaa

Suomi on digitalisaation edelläkävijä, erityisesti langattomaan teknologiaan perustuvassa viestinnässä. Suomi on niitä harvoja maita, joissa on ruuhkaton mobiiliverkko ja liittymissä rajaton datasiirto. Tämä onkin johtanut siihen, että Suomi on mobiilidatan kulutuksessa maailman ykkönen. Kiinteän verkon kautta siirretty datamäärä suhteessa mobiiliverkossa siirrettyyn datamäärään on Suomessa huomattavasti vähäisempää kuin monissa muissa maissa ja kiinteän verkon laajakaistaliittymien suosio Suomen kotitalouksissa on EU:n keskiarvon alla (Suomi 58 %, EU 77%). Tätä varmasti selittää Suomen mobiililiittymien halpa hinta sekä rajaton datasiirto.

“

Suomi on niitä harvoja maita, joissa on ruuhkaton mobiiliverkko ja liittymissä rajaton datasiirto.

Samanaikaisesti erilaisten mediasisältöjen kulutus ja videoiden suoratoistopalveluiden käyttö on kasvanut voimakkaasti – erityisesti kuluttajien kohdalla. Toukokuussa pidetyssä Tietoliikenteen ja tietotekniikan keskusliitto FiCom ry:n foorumissa tuotiin esille, että suomalaiset käyttävät eniten aikaa näihin kolmeen asiaan: nukkuminen, työn tekeminen ja videosisältöjen katsominen. Tapahtumassa pidettyjen esitysten mukaan mediankäyttö siirtyy entistä enemmän mobiilivideoon, ja esimerkiksi YouTuben katselusta jo 70 prosenttia tapahtuu mobiilipäätelaitteilla. Esille tuotiin myös, että Netflix kuormittaa maailman verkkoliikenteestä vähintään 15 prosenttia, ruuhkaisimpina hetkinä jopa 40 prosenttia.

Myös Digibarometri 2019 ennustaa, että tulevaisuudessa suurin osa verkkodataliikenteestä liittyy videoiden suoratoistoon ja online-pelaamiseen.

“

Suomalaiset käyttävät eniten aikaa näihin kolmeen asiaan: nukkuminen, työn tekeminen ja videosisältöjen katsominen.

Vaikka esimerkiksi Telian ja Ericssonin raportissa esitetään, että datan määrän kasvu ei heidän tutkimustensa mukaan ole johtanut energiankulutuksen kasvuun, tarvitaan lisää tietoa ja avointa keskustelua voimakkaasti kasvavan dataliikenteen, kuluttajien käyttäytymisen ja energiankulutuksen välisestä suhteesta. Mainittu tutkimus perustuu kulutusdataan vuosilta 2010-2015, jonka jälkeen kuluttajien digikäyttäytyminen on muuttunut huomattavasti. Toisin kuin meillä Suomessa, Ruotsissa ja suurimmassa osassa muita maita ei liittymissä myöskään ole rajatonta datasiirtoa, vaan siellä suurin osa dataliikenteestä tapahtuu edelleen kiinteitä tietoliikenneyhteyksiä pitkin.

Olisikin mielenkiintoista ja tärkeää ymmärtää, mihin suuntaan kehitys on viime aikoina kulkenut Suomessa. Myös VTT on vuonna 2018 julkaistussa mobiilidatan vaikutuksia energiankulutukseen selvittäneessä tutkimuksessaan nostanut esille, että asiaa olisi syytä tutkia.

Älkää syyllistäkö kuluttajaa!

Huolimatta siitä, että viime aikoina keskustelussa ICT:n ilmastovaikutuksista kuluttajat ja heidän digitaalisten palveluiden käyttönsä on nostettu tikun nokkaan, eivät muutosta ensimmäisenä voida peräänkuuluttaa juuri kuluttajilta. Toukokuussa 2019 Bristolin yliopiston julkaisemassa tutkimuksessa on esimerkiksi tuotu esille, että jo pelkästään pienillä, palvelun suunnitteluvaiheessa tehtävillä muutoksilla voidaan pienentää esimerkiksi YouTuben käytön aikaista energiankulutusta.

“

Tarvitaan lisää tietoa ja avointa keskustelua voimakkaasti kasvavan dataliikenteen, kuluttajien käyttäytymisen ja energiankulutuksen välisestä suhteesta.

Oleellista olisikin nyt saada lisää tietoa koko digitaalisen infrastruktuurin aikaisista päästöistä ja siitä, mitkä sen osa-alueet ovat energiankulutuksen kannalta ratkaisevassa roolissa.

Sen lisäksi, että tarkastelemme ja parannamme esimerkiksi datakeskusten, tietoverkkojen ja yksittäisten päätelaitteiden energiatehokkuutta, meidän pitää ymmärtää, mikä on tällaisten paljon dataa kuluttavien palveluiden ja ratkaisujen kokonaisenergiankulutus ja mistä eri osista (datakeskukset, tietoliikenneverkko, päätelaitteet jne.) se muodostuu, ja miten näiden osien sähkönkulutusta voidaan muuntaa päästöttömäksi. Tätä kautta voimme myös paremmin löytää ratkaisut siihen, miten suunnittelu voi pienentää digitaalisten palveluiden kokonaisenergiankulutusta ja päästöjä ja minkälaista tietoa kuluttajat tarvitsevat näiden palveluiden aiheuttamista CO₂-päästöistä.

Tiedot erilaisten digitaalisten palveluiden ja ratkaisujen koko infrastruktuurin osalta ovat tärkeitä myös sen vuoksi, että ICT-ala ja digitalisaatio ovat niin keskeisessä roolissa ilmastokriisin ratkaisemisessa ja maailman 1,5 asteen tavoitteen saavuttamisessa. Kaikki tieto on tarpeellista, jotta osaamme suunnitella ja toteuttaa mahdollisimman fiksusti sellaisia digiratkaisuja, jotka tekevät kiertotalouden ja vähäpäästöisen yhteiskunnan mahdollisiksi.

Sitran uusi avainalue pureutuu muun muassa digitalisaation ympäristövaikutuksiin

Huolimatta siitä, että ICT-ala on tehnyt ja tekee paljon energiatehokkuuden parantamiseksi ja hiilidioksidipäästöjen pienentämiseksi, tarvitsemme parempaa ymmärrystä ja lisää tietoa digitalisaation ja dataliikenteen eksponentiaalisen kasvun vaikutuksista kokonaisenergiankulutukseen ja ilmastopäästöihin. Mielenkiintoisia kysymyksiä ovat muun muassa, miten kasvava dataliikenne, IoT, tekoäly, VR/AR, 5G ja muut teknologiseen kehitykseen liittyvät asiat vaikuttavat hiilidioksidipäästöihin ja auttavatko niiden kautta syntyvät ratkaisut meitä siirtymisessä vähähiiliseen yhteiskuntaan. Entä riittävätkö ICT-alan nykyiset energiatehokkuustoimet kattamaan kehityksestä syntyvät päästöt vai tarvitaanko myös muita toimenpiteitä? Voiko esimerkiksi olla, että digitalisaatioon ja uuteen teknologiaan liittyykin rebound-vaikutus rebound-vaikutus , joka meidän tulee huomioida, kun luomme digitaalista infrastruktuuria tuleville sukupolville.

Alalla on näistä eriäviä mielipiteitä. Siksi me Sitrassa haluamme paremmin ymmärtää digitalisaation ympäristövaikutuksia. Syksyllä alkava 2,5-vuotinen avainalueemme Reilu ja kilpailukykyinen kiertotalous tuo valoa muun muassa tähänkin aiheeseen. Avainalueen aikana paneudumme yhtenä monista aiheista digitalisaation ja ICT-sektorin ympäristövaikutuksiin ja siihen, miten kiertotalous ja digitalisaatio voivat auttaa 1,5°C skenaarion mukaisen ilmastotavoitteen saavuttamisessa. Energia-asioiden ohella tärkeä digitalisaatioon liittyvä asia ovat materiaaleihin liittyvät kysymykset, kuten materiaalien riittävyys, kierrätys ja valmistuksen ympäristövaikutukset.

Koska digitalisaatio ja sen ympäristövaikutukset on aihepiirinä todella laaja, emme kahdessa ja puolessa vuodessa varmastikaan löydä vastauksia kaikkiin avoimiin kysymyksiin. Mutta nostamme asian laajasti yhteiskunnalliseen keskusteluun ja kannustamme alan toimijoita ja tutkijoita yhdessä jakamaan tietoa siitä, miten kokonaisenergiankulutuksen, CO₂-päästöjen ja materiaalien riittävyyden odotetaan kehittyvän tulevaisuudessa.

“

Energia-asioiden ohella tärkeä digitalisaatioon liittyvä asia ovat materiaaleihin liittyvät kysymykset, kuten materiaalien riittävyys, kierrätys ja valmistuksen ympäristövaikutukset.

Digitalisaatio on tätä päivää ja tarvitsemme sen tuomia hyötyjä, jotta voimme edetä kohti 1,5 asteen tavoitteen mukaista yhteiskuntaa ja maailmaa. Siksi on niin tärkeää varmistua siitä, että osaamme ajoissa ratkaista digitalisaatioon liittyvät suorat ja negatiiviset sivuvaikutukset ja maksimoida digitalisaation tuomat ympäristöhyödyt.