Per i dag finnes det godt over ti milliarder datamaskiner, mobiltelefoner, trafikk- og sporingssystemer, overvåkningskameraer og andre såkalte noder i nettverket som utgjør tingenes internett. (Illustrasjonsfoto: goodluz / Shutterstock / NTB scanpix)
Per i dag finnes det godt over ti milliarder datamaskiner, mobiltelefoner, trafikk- og sporingssystemer, overvåkningskameraer og andre såkalte noder i nettverket som utgjør tingenes internett. (Illustrasjonsfoto: goodluz / Shutterstock / NTB scanpix)

Kan vi energieffektivisere oss til en bedre fremtid?

FORSKEREN FORTELLER: Når teknologi bruker mindre energi per enhet, kan forbruket gå opp som følge av større etterspørsel.

Publisert

Vi bruker stadig flere hjelpemiddel som krever energi, og det er mange av oss som jobber med å gjøre disse mer energieffektive for å redusere energiforbruket per enhet. Men, det er ikke sikkert at energieffektivisering er det beste virkemiddelet for en bedre fremtid.

Vi bruker stadig mer energi for utvikle oss

Menneskets evne til å kontrollere energi har vært en sterk pådriver ikke bare for den teknologiske utviklingen av samfunnet, men også for hvordan vi ser på oss selv og våre ulike kulturer. Antropologen Leslie White satte på 1950-tallet frem en hypotese om at en kultur utvikler seg når forbruket av energi per person per år øker, eller når effektiviteten denne energien omgjøres til arbeid med øker.

Han tenkte seg med andre ord at samfunn som utvikler maskiner som kan utføre arbeid på en stadig mer energieffektiv måte, vil oppleve utvikling.

Uten slik økt energieffektivisering og bruk av energi utvikles ikke kulturer, mente han, og skrev opp en formel som skulle vise at den kulturelle utviklingen (P) er proporsjonal med energi (E) og effektivitet (T), altså P=ET. Denne hypotesen har så vidt jeg vet ikke blitt verifisert på vitenskapelig vis. Det er kanskje ikke så rart, blant annet siden det er vanskelig å måle kulturell utvikling på en universelt aksepterbar måte.

All aktivitet krever energi

Til tross for mangelen på vitenskapelig evidens synes hypotesen om at mer energi brukt per person og bedre energieffektivisering er nøkkelen til utvikling å ligge til grunn for mye av tankegodset som styrer den teknologiske utviklingen. Det er kanskje ikke så rart, siden all aktivitet krever energi.

For eksempel så vil du hver gang du gjør et søk på internett, gjerne bruke en liten mengde elektrisk energi tilsvarende omtrent en kvart wattime (Wh). Dette tilsvarer den energien kroppen vår trenger for å holde det gående i noen sekunder, så det er ikke særlig mye dersom man sammenligner med andre dagligdagse fenomen. Problemet er bare at vår appetitt for internettsøk øker stadig. Google, som kontrollerer majoriteten av søkene, oppgir at de behandler over 40 000 søk hvert eneste sekund, det vil si flere milliarder søk per dag, og at denne trenden bare øker.

Enda mer energi kreves for å utvikle tingenes internett

I tillegg til vår økende appetitt for bruk av internett, legger vi også stadig mer opp til at nettverk av små sensorer og motorer skal hjelpe oss i hverdagen. Hver av disse enhetene kalles noder og utgjør det såkalte tingenes internett (Internet of Things). Per i dag finnes det godt over ti milliarder noder i form av datamaskiner, mobiltelefoner, trafikk og sporingssystemer, overvåkningskameraer og så videre.

Dette tallet kan fort øke mange størrelsesordener om noen tiår. La oss tenke oss at vi et stykke inn i fremtiden når en billiard noder. La oss videre tenke oss at hver node krever en effekt på en milliwatt, noe som betyr at tingenes internett må ha konstant tilgang til minst en terawatt elektrisk effekt året rundt. Dette er av samme størrelsesorden som den totale elektriske effekten som forbrukes i verden i dag.

Demokratisk fordeling av energi

Mye av den elektriske energien vi forbruker i hverdagen kommer fra store anlegg for vannkraft, kullkraft, vindkraft eller kjernekraft. Problemet er at tingenes internett vil være distribuert over hele verden, mens de eksisterende kraftverkene finnes på enkelte steder, noe som gjør det vanskeligere å fordele energien effektivt og sikkert.

Man kan heller ikke belage seg på å forsyne alle noder med batterier, slik det for det meste gjøres i dag. I så fall ville man måtte lage billiarder av batterier, som så enten måtte lades eller skiftes etter hvert som de gikk tom.

For et så omfattende system som det kan se ut som om tingenes internett går mot å bli, er den mest attraktive og demokratiske løsningen at elektrisk energi produseres lokalt, slik at hver node får en egen fornybar energikilde i stedet for batterier. Ideen er å utnytte all energi omgivelsene kan gi, enten det er snakk om energi generert av vind, sollys eller regndråper.

Det synes som en felles forståelse blant de fleste som jobber med teknologisk utvikling av energiteknologi til noder er at de må ha størst mulig virkningsgrad, slik at minst mulig energi går tapt når man omformer andre energiformer til elektrisk energi. Det overordnede målet er å bruke minst mulig energi per enhet og dermed holde både kostnader og miljøavtrykk nede.

Jevons’ paradoks

Men er det nå virkelig sikkert at det er slik det vil fungere? Et lite dykk i historien kan kanskje hjelpe oss med å se dette i et annet lys. I 1865 framsatte økonomen William Jevons en nokså banebrytende hypotese: Når maskiner blir mer energieffektive, vil forbruket av brennstoff gå opp som følge av større etterspørsel.

På den tiden brukte man kull til å drive for eksempel dampmaskiner. I takt med den teknologiske utviklingen, ble disse maskinene stadig mer energieffektive, noe som betydde at de kunne utføre stadig mer arbeid ved hjelp av samme mengde kull. Da skulle man kanskje tro at behovet for kull ville avta, dersom behovet for utført arbeid var det samme.

Jevons fant imidlertid at stadig mer kull ble etterspurt, i motsetning til hva man kanskje kunne forventet. Basert på denne observasjonen sluttet han at økt energieffektivitet førte til større etterspørsel av brennstoff. Denne observasjonen har i ettertid blitt kalt Jevons’ paradoks og har blitt knyttet til energieffektivisering av all type teknologi.

Kritikere av Jevons’ hypotese har påpekt at selv om man kan observere at både energieffektivisering og etterspørsel etter energi til å drive maskiner øker i takt, så er det ikke sikkert at der er en årsakssammenheng mellom disse to størrelsene. Andre politiske og ikke-politiske faktorer kan også spille en rolle. Det faktum at det ofte er vanskelig å skille ut slike andre faktorer har gjort det vanskelig å verifisere at det faktisk er en årsakssammenheng, men et stadig økende antall publiserte studier, der man har prøvd å fjerne uønskede variabler, ser ut til å støtte Jevons’ hypotese.

Jevons paradoks og tingenes internett

Et nytt spørsmål er derfor hvorvidt Jevons’ hypotese også er relevant for tingenes internett. Ved å lage stadig mer energieffektive noder, vil da behovet for energi øke fordi vi får muligheten til å lage et stadig økende antall enheter med bedret funksjonalitet?

Det er en viss grunn til å tro at progresjonen av tingenes internett bør styres mer politisk på overordnet globalt nivå for å unngå massiv eskalering uten kontroll av påfølgende miljøpåvirkning. Det finnes allerede en gryende uro for at utvinning og behandling av data i datasentre eskalerer uten tilstrekkelig kontroll, og tingenes internett kan bidra til dette.