Zasada: Świadomość emisji dwutlenku węgla
Zawartość tego klipu wideo jest nadal prawidłowa, ale liczby podstawowe mogą się różnić ze względu na ponowne numerowanie zasady Green Software Foundation.
Świadomość emisji dwutlenku węgla
Nie wszystkie energie elektryczne są produkowane w ten sam sposób. W różnych lokalizacjach i czasach energia elektryczna jest wytwarzana przy użyciu różnych źródeł z różnymi emisjami dwutlenku węgla. Niektóre źródła, takie jak wiatr, energia słoneczna lub hydroelektryczna, są czyste, odnawialne źródła, które nie emitują węgla. Inne źródła paliw kopalnych emitują różne ilości węgla do wytwarzania energii elektrycznej. Na przykład elektrownie opalające gazem emitują mniej węgla niż elektrownie opalane węglem.
Wskaźnik emisji dwutlenku węgla
Wskaźnik emisji dwutlenku węgla energii elektrycznej to miara liczby emisji dwutlenku węgla (CO ZEQ) generowanych na kilowat godzinę zużywanej energii elektrycznej.
Standardową jednostką wskaźnika emisji dwutlenku węgla jest gCO₂eq/kWh, lub gramy węgla na kilowat godzinę.
Gdyby komputer był podłączony bezpośrednio do elektrowni wodnej, zużycie energii elektrycznej miałoby wskaźnik emisji zero gCO₂eq/kWhdwutlenku węgla . Elektrownia wodna nie emituje węgla do produkcji tej energii elektrycznej. Większość ludzi nie może podłączyć bezpośrednio do elektrowni wodnych. Zamiast tego podłączają się do sieci energetycznych dostarczanych z energią elektryczną z mieszanki źródeł, które generują różne ilości węgla. Dlatego w przypadku podłączenia do siatki wskaźnik emisji dwutlenku węgla jest zwykle większy niż zero.
Zmienność wskaźnika emisji dwutlenku węgla
Wskaźnik emisji dwutlenku węgla zmienia się według lokalizacji, ponieważ niektóre regiony mają mieszankę energetyczną zawierającą więcej czystych źródeł energii niż inne.
Wskaźnik emisji dwutlenku węgla zmienia się również w czasie ze względu na zmienny charakter energii odnawialnej. Na przykład, gdy jest pochmurny lub wiatr nie wieje, wskaźnik emisji dwutlenku węgla wzrasta, ponieważ więcej energii elektrycznej w miksie pochodzi ze źródeł, które emitują węgiel.
Zapotrzebowanie na energię elektryczną różni się w ciągu dnia, a podaż musi spełniać ten popyt. Niektóre z tych dostaw mogą łatwo kontrolować moc wytwarzaną; na przykład elektrownia węglowa może spalić mniej węgla. Niektóre z tych dostaw nie mogą łatwo kontrolować mocy, jaką produkuje; na przykład farma wiatrowa nie może kontrolować, ile wieje wiatr, i może wyrzucić (ograniczyć) energię elektryczną, która została wykonana zasadniczo bezpłatnie.
Jako produkt uboczny sposobu działania rynków energii, ponieważ popyt na energię elektryczną spada, zwykle, wysoko emitowane źródła paliwa kopalnego energii są skalowane z powrotem z powrotem, a odnawialne źródła energii są skalowane z powrotem w zeszłym roku.
Zmniejszenie ilości energii elektrycznej zużywanej w aplikacjach może zmniejszyć wskaźnik emisji dwutlenku węgla w miksie energii lokalnej sieci.
Marginalny wskaźnik emisji dwutlenku węgla
Zazwyczaj marginalna elektrownia jest systemem, który może szybko reagować na zmiany zapotrzebowania na energię elektryczną, taką jak turbina gazowa.
Jeśli zużywasz więcej energii, ta energia pochodzi z marginalnej elektrowni. Jednak nie może być turbiną wiatrową lub ogniwami słonecznymi, ponieważ nie można dowodzić nimi, aby produkować więcej.
Ta elektrownia może kontrolować energię, którą generuje. Odnawialne źródła energii nie mogą kontrolować słońca lub wiatru, więc marginalne elektrownie są często zasilane przez paliwa kopalne.
Marginalna roślina emituje węgiel, a w każdej chwili mamy wskaźnik emisji dwutlenku węgla mieszanki energii w siatce i wskaźnik emisji dwutlenku węgla energii, który musiałby zostać przeniesiony do internetu, aby sprostać nowemu zapotrzebowaniu. Nazywa się to marginalnym wskaźnikem emisji dwutlenku węgla.
Elektrownie napędzane paliwem kopalnym rzadko osiągają zero; mają minimalny próg funkcjonowania. Niektóre nie są skalowane i są uważane za spójne, zawsze włączone obciążenie podstawowe. Z tego powodu czasami możemy osiągnąć nieuzasadniony scenariusz, w którym wyrzucamy (ograniczyć) energię odnawialną stworzoną bezpłatnie do zużywania energii z elektrowni paliw kopalnych wykonanych z paliwa, które kosztuje pieniądze.
Jeśli nowe obciążenie zostanie spełnione z dostawą ze źródła odnawialnej, które w przeciwnym razie zostałoby ograniczone, marginalny wskaźnik emisji dwutlenku węgla wynosi zero gCO₂eq/kWh.
Istnieją momenty, w których marginalny wskaźnik emisji dwutlenku węgla energii elektrycznej to zero gCO₂eq/kWh. Uruchamianie obliczeń w tych czasach nie powoduje emisji dwutlenku węgla z zużycia energii elektrycznej.
Przesunięcie popytu
Obecnie nie ma możliwości magazynowania lub buforowania w systemach sieci elektrycznych. Zazwyczaj energia elektryczna jest wytwarzana, więc podaż zawsze spełnia zapotrzebowanie. Jeśli większa ilość energii jest generowana z odnawialnych źródeł energii niż jest potrzebna do wsparcia popytu, a wszystkie nasze opcje magazynowania są pełne, ograniczamy (wyrzucamy), że czysta energia. Jednym z rozwiązań jest przeniesienie obciążeń do czasów i lokalizacji z większą ilością energii odnawialnej, pojęcie nazywane przesunięciem popytu.
Jeśli możesz elastycznie korzystać z tego, kiedy i gdzie uruchamiasz obciążenia, możesz zużywać energię elektryczną, gdy wskaźnik emisji dwutlenku węgla jest mniejszy i wstrzymuje się, gdy wskaźnik emisji dwutlenku węgla jest wysoki. Na przykład trenowanie modelu uczenia maszynowego w innym czasie lub w regionie o znacznie niższym wskaźniku emisji dwutlenku węgla.
Badania, takie jak wprowadzenie liczby CO ¢ na podstawie obliczeń wykazały, że działania te mogą zmniejszyć emisję dwutlenku węgla nawet o 45% do 99%, w zależności od liczby odnawialnych źródeł energii zasilającej sieć.
Spójrz na koniec aplikacji, zidentyfikuj możliwości elastyczne dotyczące obciążeń i użyj wskaźnika emisji dwutlenku węgla energii elektrycznej, aby zasygnalizować czas lub czas uruchamiania tych obciążeń.
Obliczanie wskaźnika emisji dwutlenku węgla
Kilka usług umożliwia uzyskanie danych w czasie rzeczywistym dotyczących bieżącego wskaźnika emisji dwutlenku węgla różnych sieci elektrycznych. Niektóre zapewniają szacunki przyszłego wskaźnika emisji dwutlenku węgla, a niektóre dają marginalny wskaźnik emisji dwutlenku węgla.
Interfejs API wskaźnika emisji dwutlenku węgla: wolny zasób dla danych wskaźnika emisji dwutlenku węgla w Wielkiej Brytanii
ElectricityMap: Bezpłatna dla niekomercyjnego użytku w jednym kraju/regionie, rozwiązania Premium dla dostępu komercyjnego i wielopaństwowego/regionu
WattTime: Bezpłatna dla jednego regionu siatki, rozwiązania Premium dla wielu sieci i emisji marginalnych w czasie rzeczywistym
Przesunięcie popytu to strategia przenoszenia mocy obliczeniowej do regionów lub czasów, gdy wskaźnik emisji dwutlenku węgla jest mniejszy, lub, mówiąc inaczej, gdy podaż energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych jest wysoka.
Kształtowanie popytu jest podobną strategią, ale zamiast przenosić popyt do innego regionu lub czasu, kształtujemy nasze zapotrzebowanie, aby dopasować istniejącą podaż.
Jeśli podaż energii odnawialnej jest wysoka, zwiększ zapotrzebowanie (zrób więcej w aplikacjach); jeśli podaż jest niska, zmniejsz popyt (zrób mniej w aplikacjach).
Doskonałym przykładem tej koncepcji jest oprogramowanie wideokonferencje. Zamiast stale przesyłać strumieniowo w najwyższej jakości, często kształtują zapotrzebowanie, zmniejszając jakość wideo w celu nadanie priorytetów dźwiękom.
Innym przykładem jest TCP/IP. Szybkość transferu zwiększa się w odpowiedzi na ilość danych, które mogą być transmitowane za pośrednictwem przewodu.
Trzeci przykład to stopniowe ulepszanie internetu. Środowisko internetowe poprawia się w zależności od zasobów i przepustowości urządzenia użytkownika końcowego.
Uwzględnianie emisji dwutlenku węgla w porównaniu z emisją dwutlenku węgla
Efektywność węglowa może być niewidoczna dla użytkownika końcowego. Możesz być bardziej wydajny na każdym poziomie w konwersji węgla na przydatne funkcje, jednocześnie zachowując takie samo środowisko użytkownika.
Ale w pewnym momencie, bycie bardziej wydajne pod względem emisji dwutlenku węgla nie wystarczy. Jeśli koszt emisji dwutlenku węgla w aplikacji jest teraz zbyt wysoki, możemy zmienić środowisko użytkownika, aby jeszcze bardziej zmniejszyć emisję dwutlenku węgla. W momencie, gdy użytkownik zdaje sobie sprawę, że aplikacja działa inaczej, staje się aplikacją z obsługą emisji dwutlenku węgla.
Kształtowanie popytu w aplikacjach obsługujących emisję dwutlenku węgla polega na dostawie dwutlenku węgla. Gdy koszt emisji dwutlenku węgla w aplikacji staje się wysoki, kształtuj zapotrzebowanie, aby dopasować się do podaży dwutlenku węgla. Może się to zdarzyć automatycznie lub użytkownik może dokonać wyboru.
Kształtowanie popytu jest związane z szerszym pojęciem zrównoważonego rozwoju, który polega na zmniejszeniu zużycia. Możemy osiągnąć wiele, stając się bardziej wydajnymi zasobami, ale w pewnym momencie musimy zużywać mniej. Jako inżynierowie zrównoważonego oprogramowania, aby zapewnić efektywność węglową, oznacza to, że gdy wskaźnik emisji dwutlenku węgla jest wysoki, zamiast zmieniać zapotrzebowanie na zasoby obliczeniowe, rozważamy jego anulowanie, zmniejszając w ten sposób wymagania naszych użytkowników końcowych.
Tryby ekologiczne
Tryby ekologiczne są często używane w życiu; na przykład w samochodach lub pralkach. Po włączeniu zmienia się wydajność, ponieważ zużywają mniej zasobów (gazu/energii elektrycznej) w celu wykonania tego samego zadania. Nie jest to bezpłatne (w przeciwnym razie zawsze wybieralibyśmy tryby ekologiczne), więc robimy kompromisy. Ponieważ jest to kompromis, tryby ekologiczne są prawie zawsze prezentowane użytkownikowi jako wybór, a użytkownik decyduje, czy chce iść z nim i zaakceptować kompromisy.
Aplikacje programowe mogą również mieć tryby ekologiczne, które w przypadku interwencji użytkownika zmieniają zachowanie aplikacji na potencjalnie dwa sposoby:
Analiza: przekazywanie użytkownikom informacji w celu podejmowania świadomych decyzji.
Automatyczne: aplikacja automatycznie podejmuje bardziej agresywne decyzje w celu zmniejszenia emisji dwutlenku węgla.