rethink sustainability
Ecco in che modo i dati verdi alimenteranno la transizione energetica
Nel 2010 la popolazione globale ha creato, acquisito, copiato e consumato due zettabyte di dati digitali1 – abbastanza da poter archiviare 2’000 miliardi di lungometraggi. Nel 2021 quella cifra era salita a 120 zettabyte2. Inoltre, si prevede che diventando sempre più connessi e trasferendo online un numero crescente di aspetti della nostra vita, entro il 2030 produrremo uno yottabyte di dati all’anno3 – pari a 1’000’000 di miliardi (o un quadrilione) di lungometraggi.
I megadati – quel flusso pressoché costante di informazioni che trasmettiamo volontariamente o inconsapevolmente e le capacità computazionali necessarie per analizzarli – hanno ormai raggiunto dimensioni difficilmente immaginabili. Questa enorme quantità di informazioni che prolifera a ritmi vertiginosi rappresenta la linfa vitale dell’era digitale e rende possibili servizi personalizzati in ogni sfera della nostra vita, dagli appuntamenti alla pianificazione finanziaria.
I megadati ricoprono inoltre un ruolo chiave, non solo nel creare efficienze e nel catalizzare le innovazioni che guideranno la transizione verso un’economia sostenibile sul piano sociale e ambientale, ma anche nell’agevolare la selezione rapida e accurata di materiali scartati e destinati al riciclo e nell’ottimizzare la produzione e la distribuzione alimentare per ridurre gli sprechi. Tuttavia, a mano a mano che la Rivoluzione digitale si fonde con la Rivoluzione della sostenibilità, aumentano i timori sulla sostenibilità degli stessi megadati.
L’onnipresenza dei dati
I megadati riguardano ogni singolo aspetto della nostra vita quotidiana: per ogni ricerca Internet, acquisto online o semplicemente viaggiando da un luogo all’altro accompagnati dal telefono cellulare generiamo nuovi dati che vanno ad aggiungersi all’archivio globale. I test genetici che svelano il nostro DNA, prevedendo l’eventuale propensione a particolari malattie, si basano sulle capacità di analisi di grandi volumi di dati4. Lo stesso avviene con gli algoritmi dei social media che riproducono il video di un gatto che cade dal divano.
Tutte le applicazioni di megadati, anche quelle che possono apparire insignificanti, hanno una finalità. Per le aziende che utilizzano l’analisi dei megadati, l’efficienza dei propri algoritmi può essere la chiave per il conseguimento del successo commerciale. Nel 2006, ad esempio, nel quadro della ricerca di un algoritmo ottimizzato che prevedesse le valutazioni del pubblico nelle sale cinematografiche (al fine di formulare consigli personalizzati sui film), Netflix ha lanciato il “Netflix Prize”, offrendo un milione di dollari al team che fosse riuscito a creare un algoritmo migliore del suo.
Netflix ha continuato a investire sulle proprie capacità di raccolta e analisi di grandi volumi di dati e oggi è in grado di tracciare ogni istante che ciascuno dei suoi 278 milioni di iscritti5 trascorre nella piattaforma. I dati raccolti vengono analizzati dall’apprendimento automatico e dall’intelligenza artificiale (IA) per stabilire quali film e serie produrre, se riproporne una versione rivisitata e a chi consigliarne la visione6. Nel settore si è fatta strada l’idea che la competenza di Netflix in materia di analisi dei megadati sia la chiave dell’enorme successo ottenuto nell’affermarsi come una delle cinque più grandi società mediatiche del mondo7.
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Energia intelligente
Per trasformare i nostri sistemi energetici si ricorre alla stessa tecnologia che ha rivoluzionato i modelli di business di innumerevoli comparti. In molte aree, l’elettricità rinnovabile è oggi la prima risorsa alla quale attingere quando occorre energia, ma la variabilità che caratterizza le fonti rinnovabili fa sì che, anche quando gli impianti di energia solare ed eolica funzioneranno a pieno regime, sarà comunque necessario ricorrere all’energia di base prodotta dalle centrali elettriche tradizionali.
Buona parte di questa potrà essere fornita da “reti elettriche intelligenti”, che utilizzano i dati in tempo reale per adeguare in modo dinamico i flussi di energia, analizzando e prevedendo la presenza di vento e sole nonché monitorando e anticipando il consumo da parte degli utenti. Quando le condizioni meteorologiche sono favorevoli, le reti elettriche intelligenti deviano l’energia rinnovabile in eccesso verso i sistemi di stoccaggio, pronte a rimetterla a disposizione appena aumenta la domanda dei consumatori. Si stima che entro il 2040 nell’Unione Europea lo sviluppo delle reti elettriche intelligenti basate sui dati, abbinato ai sistemi di stoccaggio dell’energia, potrebbe ridurre i tempi di inattività dal 7% all’1,6%, con un abbattimento potenziale delle emissioni di CO2 di 30 milioni di tonnellate8: sarebbe come eliminare dalle strade 20 milioni di automobili di media cilindrata9.
Per quanto concerne la domanda, le apparecchiature intelligenti che integrano tecnologie basate sui dati possono consentire a consumatori e organizzazioni di contribuire a questa transizione. A titolo di esempio, le tecnologie intelligenti per la ricarica dei veicoli elettrici (VE) sono in grado di accrescere la flessibilità della rete utilizzando le capacità di analisi dei dati per approvvigionarsi più rapidamente di energia quando il livello di offerta è elevato e la domanda dei consumatori è bassa. A seconda dei tassi di adozione dei veicoli elettrici, tra il 2016 e il 2040 i dispositivi di ricarica intelligente dei VE potrebbero ridurre il fabbisogno di ulteriori infrastrutture elettriche, con un risparmio che si aggira sui 100-280 miliardi di dollari.
Le tecnologie basate sui dati possono anche essere utilizzate per trasformare i VE in un parco batterie su scala nazionale, per il quale i proprietari sarebbero pagati per reindirizzare l’elettricità dai propri veicoli verso la rete quando la domanda dei consumatori è elevata oppure per ottimizzare l’alimentazione della rete attraverso i pannelli solari10. I megadati richiedono comunque infrastrutture a sé stanti – segnatamente centri dati ed enormi capacità computazionali, entrambi decisamente energivori.
What powers big data?
Data centres have always been energy-hungry – but we haven’t always needed so many of them. In 2018, global data centre energy use amounted to 205 terawatt-hours (TWh) of electricity, a mere 11 TWh higher than in 2010.11 But by 2022, that number had more than doubled to an estimated 460 TWh, accounting for almost 2% of all global electricity demand. And this will continue to accelerate, with data centre electricity consumption expected to reach anywhere from 620 to 1,050 TWh by 2026 – equivalent to a new country the size of Germany.12
This exponential growth has been driven by the rise of cryptocurrency mining and increasingly data-reliant technologies like artificial intelligence (AI), both of which require more work than older digital technologies. A typical Google search, for instance, consumes around 0.3 watt-hours (Wh) of electricity, whereas a typical ChatGPT query requires around 2.9 Wh – the equivalent of powering a typical LED light bulb for more than 17 minutes.13
To date, the transition to renewable energy has failed to keep pace. In 2020, Microsoft pledged to become carbon-negative by the end of the decade. By 2023, driven primarily by its forays into AI, Microsoft had actually increased its emissions by 30%.14
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Clean energy, green data
In places, policymakers are now stepping in. The EU has already introduced regulations around data centre energy efficiency standards and reporting requirements, while Chinese regulators have mandated that all data centres owned by public organisations must run on 100% renewable energy by 2032.15 To get ahead of the potential for strict new regulations, and to meet their own corporate commitments, a number of major firms are now looking for ways to wean themselves off fossil fuels.
Data centre electricity consumption in Europe is expected to double between 2021 and 2030. However, according to a report by BloombergNEF16, this fast-growing demand need not jeopardise the energy transition. By purchasing more renewable energy or investing in dedicated, purpose-built solar arrays and wind farms, data centres could move away from fossil fuels and advance the energy transition in the process.
Microsoft began this journey when it signed a USD 10 billion deal to buy renewable power17 and committed to transitioning its data centres to 100% renewable energy.18 Google has even turned to AI to reduce its own carbon footprint, using DeepMind to cut the electricity demand of its data centre cooling systems – which are highly energy intensive – by 40%.19
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Leading the Electrification Revolution
Data centres could play another, more fundamental role by plugging in to national grids to provide rapid response power flexibility via onsite backup batteries, and by ‘load-shifting’. According to Michael Kenefick, lead author of the Bloomberg NEF report, “Data centres can be part of the solution for achieving higher renewable energy penetrations in Europe. Their on-site resources…could be brought to bear to help support the grid. And computing tasks could be shifted to times – or locations – of high wind and solar resource.”
Report contributor Karina Rigby, president, Critical Systems, Electrical Sector at power management firm Eaton, said, “Data centre facilities are unique and comparable to microgrids in the opportunities they offer through their computing power and physical infrastructure, particularly the vast amounts of battery energy storage…This study highlights the huge untapped potential of data centre flexibility to deliver economic, regulatory and climate benefits.”
For investors, this shift to green data is set to present new opportunities
For investors, this shift to green data is set to present new opportunities. Many tech companies are increasingly focussed on so-called “hyperscale” data centres, massive facilities designed to scale efficiently as demand grows, while incorporating the latest energy-efficient technologies and practices. The global market for this new breed of data centres is expected to double between 2023 and 2026 to a value of USD 212 billion.20
As the need to fund the expansion of data centres continues to grow, investors will play an increasingly important role in tipping the scales towards a sustainable approach. At Lombard Odier, we believe the ‘Electrification Revolution’ – the transition to an electrified economy powered by renewables – represents one of the most fundamental economic shifts since the Industrial Revolution. And we believe that green data, powered by clean energy, will be at the heart of it.
1 Data growth worldwide 2010-2025 | Statista
2 Idem
3 www-file.huawei.com/-/media/corp2020/pdf/giv/industry-reports/computing_2030_en.pdf
4 Moving back to the future of big data-driven research: reflecting on the social in genomics | Humanities and Social Sciences Communications (nature.com)
5 Netflix: number of subscribers worldwide 2024 | Statista
6 Netflix and AI: How Artificial Intelligence Powers Streaming Success | by Jeyadev Needhi | Jun, 2024 | Medium
7 The World’s Largest Media Companies 2022: Netflix Falls In The Ranks After Subscriber Loss, Disney Climbs To No. 2 (forbes.com)
8 Digitalization & Energy (IEA report)
9 Chart: Miles Apart: Car CO2 Emissions | Statista
10 Digitalization & Energy (IEA report)
11 ICT Sector Electricity Consumption and Greenhouse Gas Emissions – 2020 Outcome (Malmodin et al.)
12 Electricity 2024 (IEA research)
13 Electricity 2024 (IEA research); LED Light Bulb Energy Calculator: Watts and kWh (energybot.com)
14 Microsoft’s AI obsession is jeopardizing its climate ambitions (The Verge)
15 Electricity 2024 (IEA research)
16 Data Centers Set to Double Their Power Demand in Europe, Could Play Critical Role in Enabling More Renewable Energy | BloombergNEF (bnef.com)
17 Rush for data centers creates US solar hotspots | Reuters
18 AI's looming climate cost: Energy demand surges amid data center race (Nikkei Asia)
19 Electricity 2024 (IEA research)
20 Electricity 2024 (IEA research)
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