1 η Ημερίδα Σταδιοδρομίας 2011 : Πράσινες Τεχνολογίες Πληροφορικής & Επικοινωνιών (green ICT) Δρ. Μηχ. Πάνος Ι. Φιλιππόπουλος Επίκουρος Καθηγητής ΑΤΕΙ Καλαμάτας - Παράρτημα Σπάρτης Τμήμα Τεχνολογίας Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών pfilip@teikal.gr, pansfilip@gmail.com
Δομή: Ενότητες & βασικά σημεία Ενότητες: Εισαγωγή ΤΠΕ & Περιβάλλον: Άμεσες επιπτώσεις ΤΠΕ & Περιβάλλον: Έμμεσες επιπτώσεις ΤΠΕ & Περιβάλλον: Συνδυασμένες επιπτώσεις Προστασία του περιβάλλοντος από τις ΤΠΕ Πράσινες ΤΠΕ για την προστασία του περιβάλλοντος Εκπαίδευση και Πράσινες ΤΠΕ Δημόσιοι Φορείς και Πράσινες ΤΠΕ Ευφυή Δίκτυα (Smart Grids) «Πράσινη» επιχειρηματικότητα Συμπεράσματα 2
Εισαγωγή: Διαστάσεις του περιβαλλοντικού Το φαινόμενο του θερμοκηπίου: Τα αέρια του «θερμοκηπίου» (κυρίως CO 2, αλλά και νιτρικά οξείδια, μεθάνιο κ.α.) αποτελούν τα ίδια μόλυνση (π.χ. όξινη βροχή) αλλά κυρίως επηρεάζουν τους πάγους. Οι μεγάλες βιομηχανίες, οι μεταφορές και το αστικό περιβάλλον ευθύνονται συντριπτικά για τις εκλύσεις αερίων θερμοκηπίου (αποτύπωμα CO 2 ), αλλά και τον περιορισμό των φυσικών τρόπων επανάκαμψης (δάση) Τα αέρια είναι άμεσα συνδεδεμένα με τον πυρήνα της οικονομικής ανάπτυξης, τόσο για τις αναπτυγμένες, όσο και τις αναπτυσσόμενες χώρες που διεκδικούν το μερίδιό τους. Ο όρος «πράσινος» αναφέρεται σε οτιδήποτε μπορεί να περιορίσει άμεσα ή έμμεσα το φαινόμενο (όρια εκλύσεων, ανακύκλωση, δωρεά αντικειμένων) 3
Εισαγωγή: ΤΠΕ και Περιβάλλον Οι Τεχνολογίες Πληρ/κής & Τηλ/νιών: Αρχικά αποτελούσαν μια «καθαρή» τεχνολογία συγκρίνοντάς τις με την παραδοσιακή βιομηχανία. Το 2007, οι ΤΠΕ ευθύνονταν για το 2% των παγκόσμιων εκλύσεων, ένα ιδιαίτερα μεγάλο ποσοστό που αναμένεται να διπλασιαστεί ως το 2020 δεδομένης της ραγδαίας ανάπτυξής τους (την επόμενη εικοσαετία αναμένεται να ξεπεράσει το αποτύπωμα CO2 που αντιστοιχεί στις αεροπορικές μεταφορές). Η κατάρρευση του μύθου, δημιούργησε έντονο προβληματισμό στις πολιτικές ηγεσίες και την επιστημονική κοινότητα και προέβαλε την ανάγκη ανάλυσης των επιπτώσεων και των δυνατοτήτων των ΤΠΕ να γίνουν «πράσινο εργαλείο» 4
Εισαγωγή: Εκπομπές κλάδου ΤΠΕ 5
ΤΠΕ & Περιβάλλον: Άμεσες Επιπτώσεις Ι Ο σύντομος κύκλος ζωής προϊόντων ΤΠΕ: Παραγωγή συσκευών ΤΠΕ: κατανάλωση ενέργειας + ρυπογόνες βιομηχανικές διεργασίες Τα chips των ημιαγωγών απαιτούν κατά την κατασκευή τους τεράστια ποσά νερού υψηλής καθαρότητας Μερικά από τα συστατικά του εξοπλισμού ΤΠΕ (χημικά & βαρέα μέταλλα) έχουν ψηλή αποδοτικότητα ανακύκλωσης (πλατίνα 97%), όμως κάποια άλλα ΔΕΝ ΑΝΑΚΥΚΛΩΝΟΝΤΑΙ (υδράργυρος, αρσενικό, βάριο) Κάποια συστατικά πάλι παρουσιάζουν σημαντικά προβλήματα επάρκειας: π.χ. το Ίνδιο (In) που χρησιμοποιείται σε διάφανα ηλεκτρόδια στις οθόνες LCD, απαιτείται σε ποσοστό 50% της παγκόσμιας κατανάλωσής του, κάτι που σημαίνει εξάντληση των παγκόσμιων αποθεμάτων του τα επόμενα 7-10 χρόνια. 6
ΤΠΕ & Περιβάλλον: Άμεσες Επιπτώσεις ΙΙ Ο σύντομος κύκλος ζωής προϊόντων ΤΠΕ: Σχεδιασμός προϊόντων ΤΠΕ (HW & SW): υψηλής τεχν. υποστηρικτικά προγράμματα & τεράστια κέντρα δοκιμών (testbeds) Διάθεση προϊόντων ΤΠΕ (HW & SW): δεδομένης της παγκόσμιας οικονομίας, τα προϊόντα κάνουν πραγματικά τον γύρο του κόσμου σχεδόν αμέσως μετά το προηγούμενο μοντέλο ή έκδοση, τ.ω. να βρίσκονται κοντά στο καταναλωτή το συντομότερο δυνατό και την κατάλληλη χρονική στιγμή (ανταγωνισμός) Υποστήριξη προϊόντων ΤΠΕ (HW & SW): κατανάλωση ενέργειας για τεχνική υποστήριξη / ενημέρωση εκδόσεων από τις εταιρείες Τέλος ζωής: ακόμα και αν ανακυκλωθεί μια συσκευή, μικρός κύκλος μεγάλος όγκος ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ: Απόρριψη στα σκουπίδια: ανυπολόγιστες μακροπρόθεσμες επιπτώσεις. Παραεμπόριο: μεταφορά σε υπανάπτυκτες χώρες και αποδόμηση με μη ελεγχόμενο τρόπο (απομόνωση χρυσού με εξαιρετικά τοξικές διαδικασίες) 7
ΤΠΕ & Περιβάλλον: Άμεσες Επιπτώσεις ΙΙΙ Βασικά «πράσινα» προβλήματα της οικονομίας των ΤΠΕ: Η παραγωγή ενός PC απαιτεί 3 φορές την ενέργεια που θα καταναλώσει ως συσκευή σε 1 χρόνο! Υπολογίζοντας σωρευτικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, ο λόγος πάει στο 6:1 για Κινέζικη παραγωγή! Αυτό δείχνει το δομικό πρόβλημα του αυξανόμενου ποσοστού παγκόσμιας παραγωγής σε χώρες με χαμηλές περιβαλλοντικές δεσμεύσεις, που από μόνο του χαλά το ισοζύγιο με οποιεσδήποτε περιβαλλοντικές πολιτικές στις ευαισθητοποιημένες χώρες. 8
ΤΠΕ & Περιβάλλον: Έμμεσες Επιπτώσεις Η χρήση των προϊόντων ΤΠΕ: Χρήση συσκευών ΤΠΕ: κατανάλωση ενέργειας (εμπορική, προσωπική, επιστημονική χρήση), που επιβάλλει ισόποση κατανάλωση για την για την εξασφάλιση συνθηκών λειτουργίας (θερμοκρασία, υγρασία) Χρήση λογισμικού ΤΠΕ: κατανάλωση σε όλο το εμπλεκόμενο δίκτυο διανομής και υποστήριξης. Το συνολικό ισοζύγιο είναι απογοητευτικό: 1 Watt υπολογισμού σε επίπεδο εφαρμογής ΑΠΑΙΤΕΙ 30+ Watt ενέργεια. Λύσεις (virtualization αποϋλοποίηση εταιρικών ICT υποδομών, smart data centres) 9
ΤΠΕ & Περιβάλλον: Ενεργειακό κενό Η κατάσταση γίνεται ακόμα πιο κρίσιμη αν συνυπολογιστεί το ακραίο σημείο στο οποίο φτάνει σιγά αλλά σταθερά ένα άλλο σχετικό ισοζύγιο, αυτό της έκρηξης της κίνησης στα παγκόσμια δίκτυα και της ενεργειακής αποδοτικότητας των διαθέσιμων ενσύρματων / ασύρματων υποδομών. 10
ΤΠΕ & Περιβάλλον: Συνδυασμένες Επιπτώσεις Οικονομικές & κοινωνικές αλλαγές: Οι ΤΠΕ επηρεάζουν την καταναλωτική συμπεριφορά και τις απαιτήσεις των πολιτών: διαδικτυακή οικονομία, τακτική ανανέωση συσκευών, προσφορά και ζήτηση. Κατ επέκταση επηρεάζονται η δομή των οργανισμών, οι διαδικασίες παραγωγής, διάθεσης και εξυπηρέτησης αλλά και η ίδια η διαχείριση σε ιδιωτικό και δημόσιο τομέα. Khazzoom-Brookes Postulate / Jevons Paradox: ο περιορισμός κατανάλωσης ενέργειας που προκαλούν οι ΤΠΕ δεν οδηγεί υποχρεωτικά σε μείωση της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας, αντίθετα μπορεί να προκληθεί αύξηση (π.χ. η μείωση κόστους από την μειωμένη κατανάλωση αύξηση ζήτησης) Οι συνδυασμένες επιπτώσεις είναι δύσκολο να αναλυθούν καθώς αφορούν τις ρίζες της οικονομικής και κοινωνικής συμπεριφοράς μας Τηλεεργασία: περισσότερες μετακινήσεις με ιδιωτικό μέσο αντί για λιγότερες με τα δημόσια μέσα μεταφοράς 11
ΤΠΕ & Περιβάλλον: «Πράσινες» ΤΠΕ Είναι δυνατό να δει κανείς τις «Πράσινες ΤΠΕ» ως αποτελούμενες από δύο βασικούς πυλώνες προστασίας του περιβάλλοντος: Περιορισμός κατανάλωσης ενέργειας που οι ίδιες οι ΤΠΕ προκαλούν (green for ICT) Χρήση ΤΠΕ για τον περιορισμό των επιπτώσεων άλλων δραστηριοτήτων (ICT for green) 12
Green for ICT: Προστασία από τις ΤΠΕ Ο πρώτος πυλώνας είναι εφικτός με σύμπραξη όλων, αλλά κυρίως των πολιτών: ως κοινή γνώμη μπορούν να πιέσουν την πολιτεία για τη θέσπιση κανόνων ως καταναλωτές μπορούν να πιέσουν τις βιομηχανίες για την υιοθέτηση πρακτικών ως χρήστες μπορούν να εφαρμόσουν συμπεριφορές χρήσης προϊόντων ΤΠΕ που περιορίζουν σε μεγάλη κλίμακα τις όποιες περιβαλλοντικές επιπτώσεις Οι επιστήμονες μπορούν: να διερευνήσουν τις 3 κατηγορίες (άμεσες, έμμεσες, συνδυασμένες) να παρέχουν οδηγίες στην πολιτεία να αναπτύξουν εργαλεία στη βιομηχανία λείπει εμφανώς σήμερα η ανάλυση (συλλογή δεδομένων, επεξεργασία & μοντελοποίηση) της πραγματικής διάστασης του προβλήματος αλλά και των προτεινόμενων λύσεων (π.χ. τηλεργασία) Σύνολο «πράσινων» κανόνων & συμβουλών στο έντυπο του etee: http://www.e- tee.org.gr/images/documents/green- ICT.pdf Π.χ. Απενεργοποιείστε screensavers, κλείστε τις οθόνες, Αντί για μεγαλύτερη οθόνη πατήστε F11 στον explorer, κλειδώστε τον wireless router, φορτώστε light SW editions και αναβαθμίστε μόνο για λόγους ασφαλείας 13
ICT for Green: Προστασία μέσω των ΤΠΕ Ο δεύτερος πυλώνας καλύπτει μεγάλο φάσμα εφαρμογών επί παντός επιστητού: προειδοποίηση φυσικών καταστροφών βελτίωση πρακτικών γεωργίας & δασοπονίας Παρακολούθηση ατμοσφαιρικής & θαλάσσιας ρύπανσης Διαχείριση και ανακύκλωση αποβλήτων Έξυπνη πλοήγηση & διαχείριση εμπορευμάτων στις μεταφορές Παρακολούθηση & διαχείριση στόλου οχημάτων Ολοκληρωμένες εφαρμογές τηλεδιάσκεψης Έξυπνα σπίτια & πράσινοι οικισμοί Από-υλοποίηση (μεταφορά περιεχομένου μέσω διαδικτύου) Τηλε-εργασία Ηλεκτρονική Διακυβέρνηση.(η λίστα είναι τεράστια) 14
Πράσινες ΤΠΕ: και εκπαίδευση Η Εκπαίδευση δεν είναι ταυτόσημη με την Παιδεία, όμως μπορεί να βοηθήσει αποτελεσματικά στην ανάπτυξη μιας «Πράσινης Παιδείας». Οι κάτοικοι των ΗΠΑ, παρόλο το υψηλό μορφωτικό τους επίπεδο, παραμένουν οι μεγαλύτεροι καταναλωτές ενέργειας και παραγωγοί απορριμμάτων. Επιπλέον οι ίδιες οι ΤΠΕ είναι σήμερα το νέο εκπαιδευτικό εργαλείο, που αναμένεται να παρέχει λύσεις στο πρόβλημα της εκπαίδευσης στη σημερινή κοινωνία. Ήδη το Διαδίκτυο εξελίσσεται στον σημαντικότερο παγκόσμιο παράγοντα πληροφόρησης, και κατά συνέπεια μοχλό ενημέρωσης και ευαισθητοποίησης μιας μεγάλης μερίδας πολιτών ειδικότερα, που δεν έχουν πρόσβαση σε κάποια βαθμίδα εκπαίδευσης. 15
Πράσινες ΤΠΕ: και Δημόσιοι Φορείς Ι Η πίεση της κοινής γνώμης πρέπει να έχει πρακτικά αποτελέσματα, ώστε να απεγκλωβιστεί η Δημόσια Διοίκηση από τα ευχολόγια και τα έργα βιτρίνας και να γίνουν στρατηγικές κινήσεις. Πολιτικές για «πράσινες» προμήθειες ΤΠΕ. «Πράσινα» data centers του Δημόσιου & ευρύτερου Δημόσιου Τομέα. Θεσμοθέτηση μοντέλων τηλε-εργασίας Επέκταση υπηρεσιών egov 16
Πράσινες ΤΠΕ: και Δημόσιοι Φορείς ΙΙ Ειδικά για την διαχείριση μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ισχύος, η προσοχή εστιάζεται στις άμεσες παρεμβάσεις για την εφαρμογή λύσεων παρακολούθησης της κατανάλωσης ρεύματος σε τουλάχιστον 60.000 συνδρομητές της ΔΕΗ. Το έργο αυτό αναμένεται να αποτελέσει πιλότο για την υλοποίηση του εθνικού Smart Grid (ευφυούς δικτύου), στο οποίο θα συγκλίνουν οι τεχνολογίες διαδικτύου με τις τεχνολογίες ηλεκτρικής ισχύος. Γιατί Smart Grids? Τι ακριβώς αλλάζει, με ποιο (πράσινο) σκεπτικό και πως μας αφορά? 17
Πράσινες ΤΠΕ: γιατί Ευφυή Δίκτυα - 1; Δυνατότητα του δικτύου για ανάνηψη από μερική αστοχία (Self -healing). Μείωση της ενέργειας που κυριολεκτικά «χάνεται στον αέρα» (περίπου 7%), με αποτέλεσμα οικονομία 9-10% στον τελικό καταναλωτή (πρώτο ευρείας κλίμακας SmartGrid: Enel Telegestore, Ιταλία, 31εκ. πελάτες). Προσαρμοστικότητα του δικτύου στη ζήτηση & βελτίωση ποιότητας ρεύματος. Σήμερα τα έργα (ΔΕΗ) αφορούν κυρίως AMR (Automated Meter Reading). Σύντομα (μεταξύ άλλων): Fault Location Isolation & Service Restoration, Load Balancing / emergency load shedding, Βελτιστοποίηση Volt/VAR σε σχεδόν πραγματικό χρόνο, Ολοκλήρωση με Home Area Networks. Βελτιστοποίηση της λειτουργίας της λιανικής (π.χ. παροχή προσωποποιημένων προφίλ κατανάλωσης), αύξηση του ανταγωνισμού. 18
Πράσινες ΤΠΕ: γιατί Ευφυή Δίκτυα - 2; Απελευθέρωση παραγωγής & εκμετάλλευσης ισχύος, άρα εξάπλωση των ΑΠΕ και δημιουργία μικρο-παραγωγών ισχύος. Ενοποίηση σε μία Κοινή Ενεργειακή Αγορά στην Ευρώπη. Έχουν ήδη επενδυθεί στην ΕΕ 5.5 δις για 300 έργα Smart Grids (2001-2010) Σήμερα 10% των νοικοκυριών της ΕΕ έχει κάποιου είδους Smart Meter αντί για το συμβατικό μετρητή. Είχε ενταχθεί στην πολιτική i2010 της ΕΕ Addressing the challenge of Energy Efficiency through Information and Communication Technologies (Άξονας 3 της i2010, δημοσίευση 13.5.2008) Η επένδυση σε Smart-Grids οδηγεί από μόνη της στην επίτευξη κατά 50% του αποτελέσματος «20-20-20 by 2020» δηλαδή του βασικού στόχου της ΕΕ για το περιβάλλον 19
Πράσινες ΤΠΕ: οι στόχοι της ΕΕ (20-20-20) 20
Πράσινες ΤΠΕ: Ευφυή Δίκτυα & ΕΕ 21
Πράσινες ΤΠΕ: Ευφυή Δίκτυα Παγκοσμίως 22
Πράσινες ΤΠΕ: Ευφυή Δίκτυα στην Ελλάδα Η Ελλάδα είναι 3 η σε αποφοίτους ΤΠΕ στην ΕΕ 27 (World Economic Forum). Το πολυάριθμο αυτό επιστημονικό και τεχνολογικό δυναμικό μπορεί να αξιοποιηθεί κατά την ανάπτυξη των Smart Grids στην Ελλάδα. Οι πληττόμενες από την κρίση MME στο χώρο των ΤΠΕ μπορούν να εμπλακούν στη νέα δημιουργούμενη αγορά και να αναπτύξουν λύσεις μέσα σε ένα πλήρες οικοσύστημα (εταιρίες ηλεκτρισμού, κατασκευή διατάξεων, ανάπτυξη λογισμικού, εταιρίες που αναπτύσσουν κάθετες λύσεις, εγκαταστάτες, κλπ). Ο συνειδητοποιημένος καταναλωτής εμπλέκεται ενεργά αφού μπορεί να δει άμεσα και όχι απολογιστικά την βελτίωση στην κατανάλωση (CO2 αποτύπωμα, κ.α.) Έργο Automated Meter Reading ΔΕΗ είναι προπομπός εξελίξεων στα Smart Grids. Το άνοιγμα της αγοράς στον ανταγωνισμό και η ταχεία ένταξη των ΑΠΕ στο δίκτυο οδηγεί σε ανάγκες αναβάθμισης του δικτύου μεταφοράς. Για την αναβάθμιση ενός δικτύου σαν το ελληνικό η σχέση επένδυσης σε Smart Grids σε σχέση με την αντίστοιχη επένδυση στο ίδιο το δίκτυο είναι 15%-85%. 23
Πράσινες ΤΠΕ: & Επιχειρηματικότητα Ι 24
Πράσινες ΤΠΕ: & Επιχειρηματικότητα ΙΙ 25
Πράσινες ΤΠΕ: Συμπεράσματα Το νέο περιβάλλον που προδιαγράφουν οι παγκόσμιες εξελίξεις θα απαιτήσει την αντίστοιχη προσαρμογή του ανθρώπινου είδους και τη δημιουργία ενός νέου τρόπου ζωής ο οποίος μπορεί να επιτευχθεί μόνο στηριζόμενος στις ΤΠΕ και πιο συγκεκριμένα σε ένα νέο πιο εξελιγμένο είδος ΤΠΕ που θα έχει προκύψει από το αμείλικτο ζήτημα της επιβίωσης. Τότε, η ανθρωπότητα θα μετανιώσει καθότι με πολλαπλάσιο κόπο θα έχει επιτύχει έναν πολλαπλάσια χειρότερο τρόπο ζωής από εκείνον που θα μπορούσε να επιτευχθεί αν σήμερα οι Πράσινες ΤΠΕ γίνονταν πρώτη προτεραιότητα. 26