2010年6月23日 星期三

手機愈聰明 雲端耗碳愈兇猛


 文字/張楊乾(台達電子文教基金會低碳生活部落格主編,本文原題為"Carbon emission in everyday convenience",刊登於六月出刊的綠雜誌第六期)
 影片/Youtube上流傳用iPhone彈女神卡卡的名曲「撲克臉」

 約從半年前開始,我只要一坐上台北捷運,總不自覺地會掏出3G手機上網,不論是瀏覽英國衛報(The Guardian)氣候變遷專欄,或是連上Twitter微網誌吸取由國內外記者提供的最新環境訊息。對我而言,用手機上網既能避免在捷運上跟人大眼瞪小眼的尷尬,也能充分利用時間獲知最新的資訊,更能在捷運出狀況時,第一時間跟Facebook上的朋友回報。


 的確,資通產業(ICT)的迅速發展,非但讓資訊的流通更加快速,也輕易打破了地域的限制。只要有手機訊號或無線網路的地方,就能讓一支手機或一台電腦,與全世界的雲端資料庫作連結;套句名嘴楊憲宏的話說,全世界的腦袋彼此想連結在一塊,似乎是人類演化上的一種趨勢。

 然而,這股趨勢在面對氣候變遷的時候,同樣也需要被檢視,讓資通產業的發展,不致成為地球的另一沉重的負擔。

行動上網 增加雲端耗電量
 一支手機不論能不能上網,無可避免地都會使用到電力。由於全球至今仍以燃煤發電為大宗,因此隨著行動上網資料傳輸量的成長,無可避免地會帶來用電量的成長,也等同於間接排放了更多的溫室氣體。

 根據英國倫敦大學國王學院教授電信研究中心主任艾格法密(Hamid Aghvami)的研究,資通產業在2007年時佔了全球溫室氣體的排放量約2%,大約和航空業差不多,其中手機約佔了0.2%。然而,自2006年至今短短四年裏,隨著行動上網愈來愈普遍,整體無線網路資料傳輸量成長了約四倍(*1)。而網路巨擘思科在今年二月發佈的預測,到2014年時,行動上網的傳輸量更將會是2009年的39倍(*2)
 這些可觀的傳輸量,也都代表著無線基地台與3G訊號基地台的耗電量。學者尹梅格(Emmenegger)就曾計算出,當兩支手機每互傳1G的資料時,大約會就排放25公斤的溫室氣體(*3)

 不過,若是光把整個傳輸網拆開來看,無線網路基地台的耗電量,大約是整個無線網絡裏最耗能的部份。根據電信業者Vodafone的資料,基地台佔了整個無線網絡近六成的用電量,而手機等無線上網設備,則僅約佔排放量兩成(*4)

 根據英國在2007年的統計,一個手機基地台一年的用電量,大約需要四千多度電。依此數據推算,光是在英國,現有的基地台排碳量,則至少會超過一百萬噸。

 除了用電量之外,檢視行動上網設備生命周期裏的排碳量,也很重要。根據資料,基地台整體生命周期的碳排,耗費在機器運轉之上約佔了67%;相對地,手機在溫室氣體排放上,只有四分之一是來自使用端,其他碳排則是來自手機的製造與運輸過程(*5)

通訊能耗 基地台佔大宗
 也就是說,如果想要能立竿見影減少手機行動上網的碳排放,降低基地台能耗是必定要作的;現就有業者正在思考,是否能透過加裝太陽能板,讓基地台的用電能夠來自於再生能源:一個基地台至少需要有三坪(十平方米)空間架太陽能板。當然,如果手機能夠用久一點,不是每年都換,或是使用只需更換軟體而非硬體的手機,對減少行動上網的碳足跡都有幫助。

 而除了無線基地台的耗電量外,另外一個與行動上網碳排量有關的議題,是在於雲端計算中心的耗電量。

 根據氣候組織(Climate Group)統計的資料,全球資料中心的碳排在2007年,大約排放一億一千六百多萬噸(116 Mt)二氧化碳,並將在2020年達到二億五千七百多萬噸的規劃(257 Mt),約佔資通產業的18%(*6)。這數字相當於台灣在2005年的排放量,也就是說,光是全球雲端資料中心的碳排放量,就和全台排碳量不相上下。

 而綠色和平在今年補充的數據則更嚇人,他們在一份名為《讓資訊業更綠(Make IT Green)》的報告裏指出,在社群網站與雲端郵件如臉書(Facebook)、Gmail等蓬勃發展下,雲端資料中心在2020年排碳量,將會氣候組織預測值的兩倍(*7)

雲端處理器 多設水電豐沛處
 為了解決雲端計算器耗能的問題,有些網路業者一開始就選擇把雲端資料中心蓋在水電充沛之處,如Yahoo!選擇在水牛城附近的洛克波特(Lockport)設資料中心,就是看中其豐沛的水力,也使得整個計算中心有27%的用電來自於再生能源。至於Google位在戴勒斯(Dalles)的資料中心,更有百分之五十的電力來自於可再生能源,大部份同樣來自於水力發電。

 Google在綠色和平發表雲端計算器的調查報告後,率先發出回應稿(*8),指Google在過去的十年間,已不斷在尋找讓雲端計算中心更節能的方法,並已驅使現有Google所採用的系統要比業界平均效率要高50%以上。Google現正在嘗試以太陽能和風能,來為資料中心供電,以拉升再生能源的供電比例,並自2007年六月起開始利用購買碳權的方式,將營運時所產中的碳中和掉。

 至於社群網站Facebook,由於即將在主要以燃煤發電為主的奧勒岡設雲端計算中心,應而被綠色和平在報告裏點名批評。Facebook則是回應他們會選奧勒岡,是因為當地的天氣讓他們完全不需使用人工空調,就能幫資料中心降溫,至於奧勒岡的電網裏也不是只有煤電,而是包含水電、氣電、地熱電、核電等,說他們的資料中心是由燃煤發電驅動並不公平。

 對我來說,短時間大量且跨國界的讀取資料,並與同好在社群網絡上互動,已經是工作及休閒不可或缺的一部份。且就算是綠色和平組織,似乎也只是以鼓勵網路業者朝向減少計算中心的碳足跡,而非完全地拒絕使用資訊產品。

 然而,我也不會把使用3G手機當作是必要之惡,畢竟隨著雲端計算中心的不斷成長,類似像Facebook的爭議相信也將層出不窮。我想,身為一個資訊產品的使用者,我或能在自己能作到的範圍內,督促網路業者為基地台或雲端計算器,採用更潔淨的能源,自己並儘量減少「換」手機的機會,或許是現階段唯一能在資通方面,所能作到的減碳努力吧。

關於作者
張楊乾,六年級生,曾任報社記者、大學研究助理。幾年前在看到我國友邦吐瓦魯被海水蓋過去的照片後,毅然決定飛到歐洲去 學全球暖化。現任台達電子文教基金會低碳生活部落格主編,所撰 《低 碳生活的24堂課》正在各大書店銷售中。

【參考資料】
(*1) Hamid Aghvami 2009 Green Broadband Radio
(*2) Cisco VNI 2010 Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2009-2014
(*3) Emmenegger, M. et al. (2004) Life Cycle Assessment of the Mobile Communications System UMTS,ESU-Services, Motorola, Swisscom, Deutsche Telecom, LCA Case Studies
(*4) Vodafone UK 2009 Corporate Responsibility 2007/08
(*5) Tomas Edler 2008 Green Base Stations – How to Minimize CO2 Emission in Operator Networks, Ericsson, Bath Base Station Conference 2008
(*6) Climate Group and the Global e-Sustainability Initiative (GeSI) 2008 “SMART 2020: enabling the low carbon economy in the information age.”
(*7) Greenpeace 2010 “Make IT Green – Cloud Computing and its Contribution to Climate Change”
(*8)Data Center Knowledge 5-Apr-10 Google, Microsoft Respond to Greenpeace by Rich miller (http://www.datacenterknowledge.com/archives/2010/04/05/google-microsoft-respond-to-greenpeace/)
(*9)Data Center Knowledge 20-Feb-10 Facebook’s Response to Greenpeace by Rich Miller(http://www.datacenterknowledge.com/archives/2010/02/20/facebooks-response-to-greenpeace/)


【延伸閱讀】
電子時報 8-Apr-10 《雲端運算下的綠色省思》 by 雷佳宜

2 則留言:

福熊 提到...

看到文章前半段,為我從不用手機上網感到驕傲,但看到後半段,愛用臉書和gmail的我,驕傲不起來:P

Barking 提到...

也有業者提出運用氣球讓基地台位於高空,來提高單一站台的訊號涵蓋範圍,如果採用這種方案基地台或許能夠靠風力發電補充電源,也能減少站台訊號範圍的重疊