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互联网消耗的能源超过你想象在谷歌与比特币背

在美国俄勒冈州一个叫做普赖恩维尔的小镇上,坐落着Facebook三个庞大的数据中心,你上传到Facebook的度假照片,很有可能就储存在这里,而这家公司还计划再建两个数据中心。在这些比航母还大的厂房里,成千上万的电路板一排排陈列在架子上,一直延伸到没有窗户的大厅尽头,距离长到工作人员得骑着滑板车穿过。
 
这些庞大的建筑是新行业之王——信息提供商——的宝库。按市值计算,当前全球五大公司分别是苹果、亚马逊、Alphabet、微软和Facebook,取代了壳牌和埃克森美孚等巨头。尽管信息工厂不会喷出滚滚黑烟,也不会有嘎吱作响的齿轮,但不代表它们就不会对环境造成影响。随着互联网和手机流量需求暴增,信息产业的能源消耗也将迎来爆炸式增长。
目前,数据中心每年消耗约200 TWh电力,超过伊朗等一些国家全国的电力消耗,不过该电量仅是全球交通用电的一半,也相当于全球电力需求总量的1%(参见“能源规模”)。数据中心占全球碳排放的0.3%左右,而信息与通讯技术(ICT)生态系统——包含个人数字设备、手机网络、电视在内的宽泛定义——占全球碳排放的比例达到2%以上。这使得ICT的碳足迹与航空业排放量相当。
 
未来会发生什么很难预测。但最令人担忧的一个模型预测,在今天出生的孩子长成青少年之时,ICT的用电量将超过全球用电量的20%,而其中数据中心占据1/3以上(参见“能源预测”)。如果计算密集型加密货币比特币持续发展,那么能源需求的急剧增长可能还要更早一天到来(参见“比特币之噬”)。
自从2008年比特币诞生以来,人们越来越担心挖币会导致能源需求急速上升。虚拟货币由矿工挖采,矿工会购买专门的服务器在不断扩大的区块链中处理时间密集型计算——区块链可以证明新型加密货币的有效性。国际专业服务公司PwC的数据顾问亚历克斯·德弗里斯(Alex de Vries)表示,到2018年中期,全球的比特币矿工每年或将消耗20 TWh电力,低于数据中心使用的10%,在全球总用电量中占不到0.1%。不过,对于他们的用电量增长有多快的预测是存在争议的。
 
德弗里斯估计,到目前为止,比特币正在吞噬全球至少0.33%的电力,如果加上以太币等其它加密货币,则该数字会升至0.5%。“我觉得这很令人震惊。”他说。
但是其他人,包括加州加密货币研究员马克·贝万德(Marc Bevand),都认为这些数字夸张了,它们所基于的是粗糙的假设。贝万德估计,到2019年1月,能源使用量至低会达到德弗里斯当前预估数字的一半。“确实有增长,但大家太夸张了。”加州的一名IT顾问乔纳森·库梅(Jonathan Koomey)这样说道,他目前在收集加密货币的用电量数据。
 
眼下,比特币挖矿只在电价便宜的地方有利可图,其中包括中国、冰岛和北美哥伦比亚河沿岸水力发电丰富的地区(贝万德认为这里所谓的便宜指电价为全球平均水平的一半左右)。当比特币矿工进入一个地区并对电网造成压力,能源公司会通过提高费用做出应对。而这可能会促使矿工要么关闭系统,要么采取措施大幅提高其硬件或系统冷却的能耗效率。
 
贝万德说,比特币可能会迁移到能源密集度较低的区块链系统(正如以太坊正在计划的那样)。或者,库梅指出,“如果比特币因某种原因而崩溃;所有这些设施都将消失。”
 
就目前而言,尽管对数据的需求不断增长,但是ICT的电力消耗几乎保持平稳,这是因为互联网流量和数据负载增加的同时,能源效率也在提高,比如关闭老旧设施,取而代之以像普赖恩维尔镇上那样的超高效中心。
 
不过,这种乐观的情况可能维持不到10年。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的数据中心能效专业中心负责人戴尔·萨托尔(Dale Sartor)说:“现在的趋势是好的,但无法保证5-10年后是什么样。”
 
随着能源紧张的未来一步步逼近,学术实验室的科学家和世界上一些最富有公司的工程师开始探索如何控制ICT行业对环境的影响。他们正在简化计算流程,转用可再生能源,研究更好的方法来冷却数据中心并回收废热。
 
伊利诺伊州西北大学的工程师埃里克(Eric Masanet)表示,必须“严密控制”ICT的能源消耗。Masanet是去年国际能源署(IEA)数字化与能源报告的联合撰写人。他说,如果我们要未雨绸缪的话,那么应当控制未来的能源需求。
 

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