Dijitalleşmenin Enerji ve Su Tüketimine Etkisi

Dünya genelinde daha fazla kişi, kurum ve kuruluş dijital hizmetlerden yararlandıkça, cihazlar ve bilgi teknolojileri altyapısıyla ilgili enerji ve su tüketimi de önemli ölçüde artmaktadır. Veri iletim ağları ve veri merkezlerinin yaşam döngüsü dikkate alındığında, enerji ve sera gazı emisyonlarının büyük kısmı kullanım aşamasından kaynaklanmaktadır.

Öte yandan, cihazlarda, kullanım aşamasında ortaya çıkan bu tür emisyonların oranı daha düşüktür, ancak bu durum cihaza ve kullanılan enerji karışımına bağlı olarak değişebilir. Masaüstü bilgisayarlar ve televizyonlarla ilgili emisyonlar büyük ölçüde kullanım aşamasında meydana gelirken, akıllı telefonlar, tabletler ve dizüstü bilgisayarlar için emisyonların çoğu üretim aşamasında ortaya çıkmaktadır.

Veri merkezleri, kullanım aşamasında önemli bir çevresel etkiye sahiptir. Genişleyen veri odaklı dijital ekonomi, büyük depolama ve bilgi işlem kapasitesine sahip veri merkezlerine giderek daha fazla ihtiyaç duymakta ve bu merkezler hem büyük miktarda enerji hem de su tüketmektedir.

En büyük 13 veri merkezi operatörünün tahmini elektrik tüketimi 2018 ve 2022 yılları arasında iki kattan fazla artmıştır; tüketimde Amazon, Alphabet, Microsoft ve Meta başı çekmektedir. IEA'ya göre, dünya çapında veri merkezleri için kullanılan elektrik 2022 yılında yaklaşık 460 TWh'ye ulaştı ve bu rakam 2026 yılına kadar iki kattan fazla artarak 1.000 TWh'ye ulaşabilir. Karşılaştırma yapmak gerekirse, Fransa'daki toplam elektrik tüketimi 2022 yılında yaklaşık 459 TWh idi.

Bazı ülkelerde, artan veri merkezi faaliyetleri yerel elektrik şebekelerini zorlamaktadır. İrlanda'da veri merkezlerinin elektrik kullanımı 2015 ve 2022 yılları arasında dört kattan fazla artarak 2022 yılında toplam elektrik tüketiminin %18'ini oluşturmuştur. Projeksiyonlar bu oranın 2031'de %28'e ulaşabileceğini gösteriyor.

Veri merkezlerinin 2020 yılında tüm elektrik talebinin yaklaşık %7' sini oluşturduğu Singapur'da, Hükümet yeni veri merkezlerine moratoryum uygulamış ve daha sonra bunun yerine veri merkezlerinin elektrik, su ve arazi kullanımına ilişkin daha sıkı koşullar getirmiştir.

Dijital teknolojiler, genel çevresel etkilerinin önemli bir bölümünü oluşturan önemli bir çevresel su ayak izine sahiptir. Ancak, su tüketimi üzerindeki etkilere ilişkin bilgiler sınırlıdır. Veri merkezlerinin önemli ölçüde elektrik ihtiyacının yanı sıra soğutma için de suya ihtiyacı vardır. Su kullanımı ve veri merkezlerinin yerel su kaynakları üzerindeki etkisi, soğutma teknolojisinin seçimi yerel iklim ve kaynak mevcudiyetinden etkilendiği için konuma göre değerlendirilmelidir; bol su kaynaklarına sahip bölgeler ile ciddi su sıkıntısı çeken bölgeler arasındaki karşılaştırmalar büyük ölçüde farklı değerlendirmeler gerektirir. Bazı soğutma teknolojileri daha az suyla çalışabilirken, bu teknolojiler bunun yerine daha fazla elektrik tüketebilir. Bu nedenle, veri merkezlerinin su ve elektrik kullanımı bütünsel olarak değerlendirilmelidir.

Dijitalleşmenin çevresel etkileri de ilgili faaliyetlere ve teknolojilere bağlı olarak değişmektedir. Blockchain, AI, 5G mobil ağlar ve IoT gibi yeni dijital hizmetler ve bunların giderek daha sofistike hale gelen teknolojileri, veri işleme ve depolama talebini büyük ölçüde artırmaya ve bilgi teknolojileri sektörünün çevresel ayak izini önemli ölçüde etkilemeye yatkın görünmektedir.

Yapay zeka ve blok zinciri gibi bazı teknolojiler öncelikle veri merkezlerini etkilemektedir. 5G ağları ve IoT gibi diğerleri ise büyük ölçüde ağları ve cihazları etkilemektedir. İlgili çevresel etkilerin yönetilmesi ve azaltılması, teknoloji şirketlerinin ve politika yapıcıların ortak çabalarını gerektirecektir.

Özellikle yapay zeka ve makine öğrenimi, kapsamlı bilgi işlem kaynakları ve özel donanım gerektirmektedir. Gemini (eski adıyla Bard), ChatGPT ve Ernie gibi ana akım uygulamalar daha yaygın olarak benimsendikçe, enerji ve su kullanımlarının daha iyi anlaşılması kritik hale gelecektir. Örneğin, Meta'nın makine öğrenimi eğitimi ve uygulaması için bilgi işlem talebi son yıllarda yıllık %100'den fazla artmıştır. Microsoft örneğinde, GPT-3'ün (ChatGPT'nin dayandığı büyük bir dil modeli) Amerika Birleşik Devletleri'ndeki veri merkezlerinde eğitiminin, soğutma için doğrudan 700.000 litre içilebilir su tükettiği tahmin edilmektedir.

Kripto para madenciliği, özellikle de önemli ölçüde hesaplama gücü gerektiren bir süreç olan "proof-of-work" blok zinciri mutabakat mekanizmasına dayandığında, enerji tüketiminin oldukça yoğun olduğu diğer bir sektördür. Cambridge Alternatif Finans Merkezi'ne göre, en önde gelen kripto para birimi olan bitcoin madenciliğinin küresel enerji tüketimi 2015 ile 2023 yılları arasında yaklaşık 34 kat artarak tahmini 121 TWh'ye ulaşmıştır.

Yapay zeka ve kripto para birimlerinin enerji ve su ayak izlerini anlamak, bu tür teknolojilerin çevresel etkilerini değerlendirirken çok önemlidir. Bu tür operasyonlar mümkün olduğunca düşük karbonlu elektrikle desteklenmelidir. Operatörlerin ayrıca veri merkezlerinin enerji ve su verimliliğini artırmaya devam etmeleri ve sık ekipman değişimlerinden kaynaklanan atıkları sınırlandırmaları gerekmektedir. Aynı zamanda, kısmen elektronik cihazların temel yapı taşları olan transistörlerin fiziksel sınırları nedeniyle, bu alanlarda daha fazla verimlilik iyileştirmesi için kapsam belirsizliğini korumaktadır.