Verkkopalveluilla on hiilijalanjälki – ja siitä puhutaan liian vähän
Kun herään aamulla, syön vegaanisen aamupalan, vedän jalkaan kierrätyskeskuksesta ostetut housut ja ajan pyörällä töihin. Toimistolla imen smoothieta pahvipillillä ja mietin, että ekologinen ajattelu ulottuu elämässäni aika monelle osa-alueelle, mutta yksi on joukosta poissa. En mieti juurikaan sitä, että ovatko toteuttamamme verkkopalvelut ekologisia ja minkälainen vaikutus ympäristöön niillä on.
Asiasta puhuessa saattaa törmätä hymistelyyn ja vähättelyyn. Maailmassahan on tärkeämpiäkin asioita murehdittavaksi, kuin verkkopalveluiden ekologisuus. Pohdin tätä paljon itsekin. Onko minun järkeä optimoida jotain WordPress-sivustoa, kun joka kolmas Suomessa myyty auto on katumaasturi tai kun yksittäinen terästehdas vastaa 7 % Suomen päästöistä?
Lähestyn tätä aihetta kahdella kysymyksellä. Jos vastaus molempiin on kyllä, niin verkkopalveluiden ekologisuus on relevantti puheenaihe:
- Uskonko ilmastonmuutokseen? Kyllä.
- Tällä hetkellä ilmaston lämpenemisen hillitseminen näyttää tuskallisen hitaalta. Uskonko, että kaikki mahdollinen on tehtävä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi? Kyllä.
Itse olen sitä mieltä, että meidän on tehtävä mahdollisimman paljon ja mahdollisimman monella osa-alueella, jos haluamme hidastaa ilmaston lämpenemistä. Siksi pidän myös verkkopalveluiden hiilijalanjäljen minimointia tärkeänä.
Miten paljon verkkosivusto kuormittaa ympäristöä?
On vaikea antaa selkeää ja konkreettista vastausta siihen, mistä verkkopalveluiden päästöt muodostuvat.
Verkkopalveluita ylläpidetään palvelimilla, jotka sijaitsevat konesaleissa. Konesalien sähkönkulutuksesta on olemassa monenlaisia ennusteita riippuen vähän siitä, mitä muuttujia otetaan huomioon. Tällä hetkellä konesalien globaali sähkönkulutus on arviolta luokkaa 200-400 terawattituntia vuodessa. Sivuhuomautuksena mainittakoon, että luvussa ei ole mukana kryptovaluuttojen louhintaa, jonka arvioitu kulutus on luokkaa 100 TWh vuodessa – mikä on täysin absurdia. Arviot vuoden 2030 konesalien osuudesta maailman sähkönkulutuksesta vaihtelevat välillä 1-8 %. Pessimistisimmät arviot ovat luokkaa 20 %. Riippumatta arviosta kyseessä on kuitenkin merkittävä sähkönkuluttaja. Konesalien sähköntuotanto ja jäähdytys ovatkin merkittävä tekijä sivuston ilmastovaikutuksessa. Palvelinten energiankulutuksen lisäksi myös verkossa liikkuva data syö sähköä ja tuo oman lisänsä monimutkaisiin laskelmiin.
400 terawattitunnin tuottaminen vaatisi 13 Olkiluodon voimalaitosta tai 114 kivihiilivoimalaa*
Verkkopalvelut eivät pyöri ilman sähköä, joten tärkeintä onkin kiinnittää huomiota siihen, miten konesalien energia on tuotettu. Isot konesalitoimittajat, kuten Google, Amazon ja Azure tähtäävät kaikki uusiutuvilla tuotettuun sähköön lähivuosien aikana. Sen verran on myös annettava armoa, että konesalien energiatehokkuus vaikuttaa kehittyneen merkittävästi viime vuosina. Jatkuvasti kasvava palveluiden käyttö ei siis suoraan näy samassa suhteessa kasvavana energiankulutuksena.
Energiankulutuksen lisäksi ympäristön kuormitukseen vaikuttaa laitteiden elinkaari. Laitteiden tuotanto, kestävyys ja kierrätys vaikuttavat hiilijalanjälkeen.
Miten sivuston hiilijalanjälkeä pienennetään?
Yleinen ohjesääntö on pyrkiä pienentämään sähkönkulutusta. Yksi avainasioista on virtualisoida kaikki mahdollinen. Virtuaalipalvelimet mahdollistavat kapasiteetin optimoinnin kulutuksen mukaan. Fyysisiä palvelinresursseja on paljon vaikeampi skaalata. Verkkopalvelun sähkönkulutukseen vaikuttaa paljon samat optimointitoimenpiteet, joilla sivustoista pyritään muutenkin tekemään nopeampia. Eli välimuistit päälle, optimoimaan koodia ja vältetään turhaa laskentaa.
Mutta optimoinnissa voi mennä myös yli. Legenda kertoo, että kun teet Google-haun, niin Google käynnistää useita samanaikaisia samanlaisia hakuja ja palauttaa nopeimman tuloksen sinulle hyläten samalla muut. Tällainen optimointi nopeuttaa palvelua, mutta haaskaa resursseja.
Yksi perustavanlaatuinen ongelma on, että kapasiteetti on liian halpaa ja skaalaaminen helppoa. Olen monta kertaa työurallani kohdannut tilanteita, missä kapasiteetin kasvattaminen on optimointia halvempaa. Jonkun suorituskykyongelman ratkomiseen voi mennä päiviä työaikaa ja kustannukset voivat olla sen mukaiset. Monesti on vain halvempaa skaalata palvelinkapasiteettia, mikä lisää sähkönkulutusta.
Palvelinten ja verkon lisäksi myös käyttäjien laitteet kuormittavat ympäristöä. Kännykät ja läppärit kuluttavat sähköä. Tälläkin saralla moni normaali optimointiasia pienentää kuormitusta. Nopeammin latautuvat pienikokoiset sivut parantavat käytettävyyttä ja hakukonenäkyvyyttä – ja samalla pienentävät hiilijalanjälkeä. Niinkin ilmeinen asia kuin hakukoneoptimointi auttaa myös: jos käyttäjä löytää etsimänsä tiedon nopeammin, tarvitaan vähemmän sivulatauksia.
Näitä asioita pohtiessa jonkun animaation optimointi energiatehokkuusmielessä tuntuu helposti aika piipertämiseltä. Verkkopalveluiden kohdalla pitää kuitenkin muistaa, että kaikki kertautuu. Jos fronttikoodisi saa läppärin tuulettimet huutamaan, niin ne tuulettimet huutaa niillä kymmenellä tuhannella muullakin sivuston vierailijalla. Ja jos kaikki muutkin optimoivat, niin skaalan myötä muutokset kertautuvat.
Vuonna 2015 Google uudisti logotiedostonsa. Vanha logo oli kooltaan 14 000 tavua ja uusi 305 tavua. Google-hakuja tehdään miljardeja päivässä, joten esimerkiksi miljardilla sivulatauksella siirrettävää tietomassaa säästyy 12 teratavua. Maailmassa on arviolta melkein puoli miljardia WordPress-sivustoa. Lähdekoodi on avointa. Mitäpä jos onnistuisit optimoimaan WordPressiä ja saisit muutoksesi hyväksyttyä virallisen WordPress-versioon? Kumulatiivinen vaikutus olisi merkittävä.
Miten tilannetta voi parantaa?
Suurin haaste tässä kokonaisuudessa on ymmärtää, mikä itseasiassa on palvelun hiilijalanjälki. Matematiikat eivät ole mitenkään yksiselitteisiä ja tietoa on saatavilla vain vähän. Esimerkiksi palvelimen tai kannettavan tietokoneen hetkellisestä virrankulutuksesta on hyvin vaikea saada mitattua tulosta. On vaikea parantaa sellaista, mitä ei voi mitata. Kokonaisuus on myös todella abstrakti ja etäinen. On helppo osoittaa auton savuttavaa pakoputkea, mutta vaikea nähdä käynnistämänsä virtuaalipalvelimen ympäristöä kuormittavaa vaikutusta.
Miten tilannetta pitäisi sitten lähteä parantamaan? Itse lähtisin nostamaan tietoisuutta ja nostaisin verkkopalveluiden ympäristövaikutukset mukaan ekologisuuskeskusteluihin. Ostajana vaatisin nähdä, minkälaisessa konesalissa palveluita ajetaan ja kehittäjänä keskittyisin optimoimaan jopa tilanteissa, joissa se ei välttämättä taloudellisesti ole täysin perusteltua. Yleisesti ottaen toivoisin selkeämpiä tapoja mitata kuormitusta sekä yhteisiä pelisääntöjä alalle.
Ituhipeimmissä visioissa katse kääntyy peiliin. Kuluttajina meidän odotukset ja vaatimukset ovat verkkopalveluille kovat. Jos verkkosivusto ei lataudu kolmessa sekunnissa, se näkyy merkittävästi kävijämäärissä. Kaikkien palveluiden pitäisi olla saatavilla vuorokauden jokaisena aikana. 4K-video ei riitä, pitää olla 8K. Mitä jos laskisimme vaatimustasoamme? Mitä jos verkkopalvelut sammutettaisiin öisin? Mitä jos hyväksyisimme hitaat verkkosivustot? Huonolaatuiset kuvat? Nykivät animaatiot? Tällainen lipsahtaa haihattelun puolelle. Olen kuitenkin todistanut omin silmin tapauksia, joissa palveluita kahdennetaan vainoharhaisesti vain siksi, että palveluun ei haluta sekunninkaan käyttökatkoa. Kovilla vaatimuksilla on hintansa.
Me elämme tällä hetkellä todellisuudessa, jossa teknologisia palveluita pidetään automaattisesti hienoina ja ylöspäin osoittavat käyttämäärät ovat aina posiviitinen asia. Mutta miljoonilla käyttäjillä ja ladatuilla kuvilla on kaikilla ympäristövaikutuksena. Ja siitä pitäisi puhua enemmän.
*Laskelmat on tehty huomioiden Olkiluodon reaktorit 1 ja 2. Kivihiilen osalta on käytetty Fortumin ja TVO:n Meri-Porin kivihiilivoimalan vuoden 2004 lukuja, joka on Suomen ainoa ainoastaan sähköntuotantoon varattu voimalaitos.
