Se lo streaming video inquina come un’auto

Ci sono attività che pensiamo siano immateriali ma che invece producono emissioni che alterano il clima, come appunto guardare una serie su un canale streaming. Non basta passare alle fonti rinnovabili, occorre anche ridurre i consumi di energia. E bisogna imparare a utilizzare una unità di misura comprensibile per tutti per capire l’impatto delle nostre attività sul Pianeta, comprese quelle digitali.

[Stefano Bonetti è professore di Fisica della Materia all’Università Ca’ Foscari di Venezia. Questo post è stato pubblicato originariamente su The Conversation]

Siamo abituati a pensare che passare al digitale significhi diventare green. Anche se è vero per alcune attività – per esempio: fare una videochiamata oltreoceano è meglio che andarci in aereo – la situazione è più delicata in molti altri casi. Andare al cinema su un’utilitaria con un amico, per fare un altro esempio, può produrre emissioni di carbonio inferiori rispetto allo streaming dello stesso film visto da soli a casa.

Come arriviamo a questa conclusione? Sorprendentemente, fare queste stime è abbastanza complicato. Ciò è dovuto a due ragioni: non disponiamo di dati validi con cui partire e, anche quando li abbiamo, il confronto con altre attività umane è spesso difficile da fare. In un rapporto del settembre 2022,  intitolati “Data center e reti di trasmissione dati”, l’Agenzia internazionale per l’energia (IEA) scrive: “Attualmente non ci sono dati completi sul consumo di energia di tutti gli operatori di data center a livello globale, quindi questo intervallo stimato si basa su modelli bottom-up”.

Un fatto significativo,  se consideriamo che che siamo stati in grado di stimare in modo abbastanza accurato fenomeni molto più complessi. In questo caso, avremmo bisogno solo di informazioni quantitative – l’energia elettrica e la quantità di dati utilizzati – che possono essere determinate con grande precisione. Questa situazione non è accettabile e i responsabili politici dovrebbero occuparsene al più presto.

Parlare di tonnellate di CO2 emesse, chilowattora per l’elettricità, metri cubi per il gas, litri di benzina e cavalli motore crea confusione in molti, accademici compresi. La maggior parte delle persone non sarebbero in grado di dire quanta energia consumano quotidianamente, né quale livello di emissioni provocano queste attività. Ma saprebbero dire subito quanto guadagnano o quanto pagano di affitto. La facilità con cui parliamo di denaro sta nel fatto che noi umani, molto tempo fa, abbiamo deciso che una valuta comunemente detenuta era il modo migliore per scambiare cose disparate. Ma non lo facciamo invece per il nostro consumo di energia: da qui la difficoltà dei calcoli.

Non c’è motivo per non cambiare la situazione, però: il bello del concetto di “energia” è che la natura ce l’ha data come un numero che si conserva misteriosamente, anche quando ne cambiamo la forma, per esempio da energia elettrica a energia termica. Quindi, possiamo sempre convertire il concetto in un’unica unità conveniente, che ci renda facile comprendere l’impatto delle nostre attività sul Pianeta, comprese quelle digitali.

Confrontare le mele con le mele

Vediamo come potrebbe funzionare il sistema, facendo alcuni esempi. Scegliamo l’unità di energia come chilowattora (kWh). Questa proposta è stata fatta da David MacKay nel suo libro del 2008 “Sustainable Energy, Without the Hot Air”. Perché la quantità di energia utilizzata piuttosto che la CO2 emessa? A livello globale i due concetti si equivalgono, dato che le emissioni di CO2 sono proporzionali alla quantità di energia non rinnovabile prodotta. Ma quasi nessuno di noi ha un’idea intuitiva di cosa sia una tonnellata di CO2, per non parlare dei suoi valori su scala globale, o di come viene generata. Al contrario, quasi tutti noi possiamo leggere una bolletta energetica e metterla in relazione con quanto si fa in casa.

Ecco tre esempi:
Una lampadina da 10W tenuta accesa per un’ora consumerà 0,01 kWh di energia (1 kWh = 1.000 Wh);
un’auto guidata in città per un’ora con una potenza media di 10 kW (circa 13 cavalli) consumerà 10 kWh;
nel Nord Italia durante l’inverno, riscaldare un appartamento con 10 metri cubi di gas richiede circa 100 kWh al giorno o 4 kWh ogni ora.

Quando queste attività vengono confrontate con le stesse unità, è chiaro che ce ne sono alcune (guida, riscaldamento) che avrebbero un impatto molto più ampio di altre (illuminazione), se il loro uso fosse limitato.

Un film di due ore inquina quanto un viaggio in macchina di 45 minuti

Ciò premesso, proviamo a stimare l’utilizzo di Internet nelle stesse unità. Quello che stiamo cercando ora è la quantità di energia per una data quantità di dati trasferiti, espressa in gigabyte (GB). Come accennato, sorprendentemente non sono disponibili numeri coerenti. Le stime vanno da 0,1 kWh per GB (Andrae, Huwaei) a 10 kWh per GB (Adamson, Stanford Magazine), cioè 100 volte di più. Il numero più basso sembra presupporre una quantità di dati non realistica, quasi 10 volte quella riportata dalla Banca Mondiale, e implicare un utilizzo medio di dati a livello mondiale ancora non comune anche per il mondo occidentale (3.000 GB all’anno anziché 300). D’altra parte, la stima più alta sembra non aver considerato gli ultimi sviluppi dell’efficienza energetica dovuti alle nuove tecnologie.

Sembra che un valore di 1 kWh per GB possa essere un’approssimazione ragionevole dell’attuale costo energetico dei dati. Utilizzando tale stima, ora possiamo confrontare più facilmente il consumo energetico dei dati con altre attività umane. Ad esempio, un film di due ore in risoluzione 4K è di circa 7 GB, o circa 7 kWh di energia, paragonabile a un viaggio in auto di 45 minuti. Un dato sbalorditivo, per qualcosa che percepiamo come immateriale. Stime simili farebbero capire che 300 ricerche su Google utilizzano circa 0,1 kWh, che è la stessa energia necessaria per far bollire un litro d’acqua a partire da 20 gradi Celsius, un altro dato da capogiro.

È possibile e plausibile che la tecnologia renderà Internet più efficiente dal punto di vista energetico: questo è ciò che molti di noi fisici cercano di contribuire a fare, studiando nuovi materiali e approcci per archiviare e manipolare i dati. Tuttavia, se continuiamo ad aumentare l’utilizzo dei dati, non ridurremo il nostro consumo di energia. Ad esempio, i film con risoluzione 8K richiedono quattro volte più dati rispetto alla risoluzione 4K.

Consumi in aumento

La prova è che ormai da diversi anni il consumo energetico annuo delle infrastrutture tecnologiche dell’informazione e della comunicazione è costantemente di almeno 2.000 TWh, il 5% del consumo globale di elettricità. Le proiezioni suggeriscono che raggiungeremo il 10% entro il 2030, indicando che la tecnologia potrebbe non tenere il passo a meno che non introduciamo nuovi approcci fondamentali.

Non c’è dubbio che Internet e una vita più digitale offrano un’incredibile opportunità per ridurre il nostro consumo di energia e ridurre la nostra impronta di carbonio. Per esempio, una sola persona su un volo aereo di andata e ritorno a lungo raggio a pieno carico – diciamo da Venezia a Los Angeles – per partecipare a una riunione di persona ha un costo energetico di 10.000 kWh. Utilizzando le stime di cui sopra, occorrerebbero otto mesi di riunioni video di 12 ore in risoluzione 4K affinché quella persona consumi la stessa energia. In questo caso, non c’è dubbio che lo streaming, non il volo, sia la scelta migliore.

Però, come per tutte le tecnologie l’uso di Internet ha un costo energetico. È proporzionale alla quantità di dati trasferiti, e l’utilizzo è maggiore con immagini e soprattutto video. Se utilizzato pesantemente, il suo impatto diventa paragonabile a quello di attività che già riconosciamo come energivore, come guidare un’auto. Abbiamo chiaramente bisogno di numeri più precisi per prendere le misure appropriate a livello politico.

Prima di averli, noi consumatori ​​possiamo utilizzare i dati in modo premuroso: spegnere la videocamera quando non è necessaria durante una videochiamata; diminuire la risoluzione video quando possibile, in particolare su schermi piccoli; guardare i film quando vengono trasmessi piuttosto che utilizzare servizi on-demand, che richiedono potenza di calcolo e dati dedicati per ogni spettatore.

Infine, iniziamo a pensare in kWh a tutto ciò che facciamo, e facciamo la nostra parte per contribuire all’adozione di tale standard. In questo modo parleremo con la stessa valuta energetica, come facciamo con i soldi.

Per fare in modo che ciò accada, scrivi alla tua compagnia del gas, alla casa automobilistica, al negozio di alimentari e a qualsiasi altro produttore per chiedere loro di fornire i numeri in kWh di tutto ciò che vendono. Ciò ci consentirebbe di creare “portafogli energetici” individuali e decidere come spendere ciò che abbiamo in modo sostenibile e raggiungere così i nostri obiettivi climatici. Una volta che questi obiettivi saranno definiti in modo chiaro e concreto, sarà molto più facile per persone, aziende e governi intraprendere ogni giorno una linea d’azione ragionevole, in tutte le cose grandi e piccole.

Parte della frustrazione che molti di noi sperimentano in questi giorni è che ci sentiamo impotenti contro il cambiamento climatico perché non abbiamo una rappresentazione concreta di come fare qualcosa al riguardo nella nostra vita quotidiana. Parlando dei problemi in unità che comprendiamo e percepiamo, colmeremo il divario tra la scala locale e quella globale, e quindi saremo più efficaci nelle nostre azioni.