Prensip: Karbon farkındalığı
Bu videonun içeriği hala geçerlidir, ancak Green Software Foundation'ın ilke yeniden numaralandırması nedeniyle ilke numaraları farklı olabilir.
Karbon farkındalığı
Tüm elektrikler aynı şekilde üretilmiyor. Farklı konumlarda ve zamanlarda, değişen karbon emisyonlarına sahip çeşitli kaynaklar kullanılarak elektrik yapılmaktadır. Rüzgar, güneş veya hidroelektrik gibi bazı kaynaklar, karbon yaymayan temiz, yenilenebilir kaynaklardır. Diğer fosil yakıt kaynakları, elektrik üretmek için farklı miktarlarda karbon yayar. Örneğin, gaz yakan enerji santralleri kömür yakan enerji santrallerine kıyasla daha az karbon yayar.
Karbon Yoğunluğu
Elektriğin karbon yoğunluğu, tüketilen elektriğin kilowatt saati başına kaç karbon (CO₂eq) emisyonu üretildiğini gösteren bir ölçüdür.
Standart karbon yoğunluğu birimi, kilowatt-saat başına , veya gram karbondur gCO₂eq/kWh.
Bilgisayarınız doğrudan bir hidroelektrik santraline takılıysa, tükettiği elektrik karbon yoğunluğuna zero gCO₂eq/kWhsahip olacaktır. Hidroelektrik santral, bu elektriği üretmek için karbon yaymaz. Çoğu insan doğrudan hidroelektrik santrallerine bağlanamaz. Bunun yerine, çeşitli miktarlarda karbon üreten kaynakların bir karışımından elektrikle sağlanan elektrik şebekelerine takılırlar. Bu nedenle, bir kılavuza takıldığında karbon yoğunluğunuz genellikle sıfırdan fazladır.
Karbon yoğunluğunun değişkenliği
Karbon yoğunluğu konuma göre değişir, çünkü bazı bölgelerde diğerlerinden daha temiz enerji kaynakları içeren bir enerji karışımı vardır.
Karbon yoğunluğu da yenilenebilir enerjinin değişken doğası nedeniyle zaman içinde değişir. Örneğin bulutlu olduğunda veya rüzgar esmiyorsa karbon yoğunluğu artar çünkü karışımınızdaki elektriğin sayısı karbon yayan kaynaklardan gelir.
Elektrik talebi gün boyunca değişir ve arzın bu talebi karşılaması gerekir. Bu tedarikin bazıları ürettiği gücü kolayca kontrol edebilir; örneğin, bir kömür santrali daha az kömür yakabilir. Bu tedarikin bir kısmı ürettiği gücü kolayca kontrol altına alamıyor; örneğin, bir rüzgar çiftliği rüzgarın ne kadar esebileceğini denetleyemez ve temelde ücretsiz olarak yapılmış olan elektriği atabilir (kuyruk) atabilir.
Enerji pazarlarının çalışma şeklinin bir yan üretimi olarak, elektriğe olan talep azladıkça, normalde yüksek oranda yayılan fosil yakıt kaynakları ilk önce geri ölçeklendirilir ve yenilenebilir kaynaklar en son ölçeklendirilir.
Uygulamalarınızda tüketilen elektrik miktarını azaltmak, yerel şebekenin enerji karışımındaki karbon yoğunluğunu azaltabilir.
Marjinal karbon yoğunluğu
Genellikle marjinal enerji santrali, gaz türbini gibi elektrik talebindeki değişikliklere hızlı tepki verebilen bir sistemdir.
Daha fazla enerji tüketirseniz, bu enerji marjinal enerji santralinden gelir. Ancak rüzgar türbini veya güneş hücreleri olamaz, çünkü daha fazlasını üretmelerini emredemezsiniz.
O enerji santrali, çıkış yaptığı enerjiyi kontrol edebilir. Yenilenebilir enerjiler güneşi veya rüzgarı kontrol altına alamıyor, bu nedenle marjinal enerji santralleri genellikle fosil yakıtlarla güçlendiriliyor.
Marjinal bitki karbon yayar ve her an, şebekedeki enerji karışımının karbon yoğunluğuna ve yeni talebi karşılamak için çevrimiçine alınması gereken enerjinin karbon yoğunluğuna sahibiz. Buna marjinal karbon yoğunluğu denir.
Fosil yakıtlı enerji santralleri nadiren sıfıra ulaşır; en düşük işlev eşiğine sahiptir. Bazıları ölçeklendirmez ve tutarlı, her zaman açık temel yük olarak kabul edilir. Bu nedenle, bazen para maliyeti olan bir yakıtla yapılan fosil yakıtlı enerji santrallerinden gelen enerjiyi ücretsiz tüketebilmek için oluşturduğumuz yenilenebilir enerjiyi attığımız (frenk) yenilenebilir enerjiyi attığımız makul olmayan senaryoya ulaşabiliriz.
Yeni bir yük, aksi takdirde azaltılacak yenilenebilir bir kaynaktan gelen tedarikle karşılanacaksa, marjinal karbon yoğunluğu olur zero gCO₂eq/kWh.
Elektriğin marjinal karbon yoğunluğunun olduğu zero gCO₂eq/kWhanlar vardır. Bu zamanlarda işlem çalıştırılırsa elektrik tüketiminden karbon salınması olmaz.
Talep kaydırma
Şu anda elektrik şebeke sistemlerinde depolama veya arabelleğe alma konusunda çok az yol vardır. Genellikle elektrik üretildiğinden, tedarik her zaman talebi karşılar. Yenilenebilir enerjiden talebi desteklemek için gerekenden daha fazla enerji üretiliyorsa ve tüm depolama seçeneklerimiz doluysa, bu temiz enerjiyi ortadan kaldırırız (çöpe atarız). Çözümlerden biri, iş yüklerini daha yenilenebilir enerji kaynağı olan zamanlara ve konumlara kaydırmaktır. Bu da talep kaydırma olarak adlandırılan bir kavramdır.
İş yüklerini ne zaman ve nerede çalıştırdığınız konusunda esnek olabilirseniz, karbon yoğunluğu az olduğunda elektriği tüketebilir ve karbon yoğunluğu yüksek olduğunda duraklatabilirsiniz. Örneğin, makine öğrenmesi modelini farklı bir zamanda veya çok daha düşük karbon yoğunluğuna sahip bir bölgede eğitin.
Bir hesaplama parçasına CO₂ rakamı koyma gibi çalışmalar, bu eylemlerin şebekeyi destekleyen yenilenebilir enerji sayısına bağlı olarak karbon emisyonlarını %45 ile %99 oranında azaltabileceğini göstermiştir.
Uygulamanıza uçtan uca bakın, iş yükleriyle ilgili esnek olma fırsatlarını belirleyin ve bu iş yüklerinin ne zaman veya ne zaman çalıştırılıp çalıştırılmadığının sinyalini vermek için elektriğin karbon yoğunluğunu kullanın.
Karbon yoğunluğunu hesaplama
Çeşitli hizmetler, farklı elektrik şebekelerinin geçerli karbon yoğunluğuyla ilgili gerçek zamanlı veriler edinmenizi sağlar. Bazıları gelecekteki karbon yoğunluğuna ilişkin tahminler sağlarken, bazıları marjinal karbon yoğunluğunu verir.
Karbon Yoğunluğu API'si: Birleşik Krallık'ta karbon yoğunluğu verileri için ücretsiz kaynak
Elektrik Haritası: Ticari olmayan tek ülke/bölge kullanımı için ücretsiz, ticari ve çok ülkeli/bölgeli erişim için premium çözümler
WattTime: Tek bir şebeke bölgesi için ücretsiz, çoklu şebeke için premium çözümler ve gerçek zamanlı marjinal emisyonlar
Talep kaydırma , karbon yoğunluğunun daha az olduğu bölgelere veya zamanlara işlem taşıma stratejisidir; ya da yenilenebilir elektrik tedarikinin yüksek olduğu durumlarda başka bir şekilde ifade etmek gerekirse.
Talep şekillendirme benzer bir stratejidir, ancak talebi farklı bir bölgeye veya zamana taşımak yerine talebimizi mevcut tedarikle eşleşecek şekilde şekillendiriyoruz.
Yenilenebilir enerji arzı yüksekse talebi artırın (uygulamalarınızda daha fazlasını yapın); arz düşükse talebi azaltın (uygulamalarınızda daha az işlem yapın).
Bu kavram için harika bir örnek, video konferans yazılımıdır. Mümkün olan en yüksek kalitede sürekli akış yapmak yerine, genellikle sese öncelik vermek için video kalitesini azaltarak talebi şekillendirirler.
Bir diğer örnek de TCP/IP'dir. Aktarım hızı, kablo üzerinden yayınlanabilecek veri miktarına yanıt olarak artar.
Üçüncü bir örnek de web'de aşamalı geliştirmedir. Web deneyimi, son kullanıcının cihazının kaynaklarına ve bant genişliğine bağlı olarak iyileştirilir.
Karbona duyarlı ve karbon açısından verimli karşılaştırma
Karbon verimliliği son kullanıcıya şeffaf olabilir. Karbonu kullanışlı işlevlere dönüştürürken her düzeyde daha verimli olurken, kullanıcı deneyimini aynı tutabilirsiniz.
Ancak bir noktada şeffaf bir şekilde karbon açısından daha verimli olmak yeterli değildir. Şu anda bir uygulamayı çalıştırmanın karbon maliyeti çok yüksekse, karbon emisyonlarını azaltmak için kullanıcı deneyimini değiştirebiliriz. Kullanıcının uygulamanın farklı çalıştığının farkında olduğu noktada, karbon kullanan bir uygulama haline gelir.
Talep şekillendirme karbon kullanan uygulamalar karbon tedariki ile ilgilidir. Uygulamanızı çalıştırmanın karbon maliyeti yüksek olduğunda talebi karbon tedarikine uyacak şekilde şekillendirin. Bu otomatik olarak gerçekleşebilir veya kullanıcı bir seçim yapabilir.
Talep şekillendirme, tüketimi azaltmak için sürdürülebilirlik konusunda daha geniş bir kavramla ilgilidir. Kaynaklarda daha verimli hale getirerek çok şey elde edebiliriz, ancak bir noktada daha az tüketmemiz gerekir. Sürdürülebilir Yazılım Mühendisleri olarak karbon açısından verimli olmak, karbon yoğunluğu yüksek olduğunda talep değiştiren işlem yerine iptal etmeyi ve böylece uygulamamızın son kullanıcılarımızın beklentilerini azaltmayı göz önünde bulunduracağımız anlamına gelir.
Eko modlar
Eko modlar genellikle hayatta kullanılır; örneğin, arabalarda veya çamaşır makinelerinde. Açıldığında, aynı görevi gerçekleştirmek için daha az kaynak (gaz/elektrik) tükettiğinden performans değişir. Maliyetsiz değildir (aksi takdirde, her zaman eko modları seçerdik), bu nedenle dengeleri sağlarız. Bu bir denge olduğu için, eko modlar neredeyse her zaman bir kullanıcıya bir seçenek olarak sunulur ve kullanıcı bu seçenekle gitmek ve tavizleri kabul etmek isteyip istemediğine karar verir.
Yazılım uygulamaları, devreye girdiklerinde uygulama davranışını potansiyel olarak iki şekilde değiştiren eko modlara da sahip olabilir:
Zeka: Kullanıcılara bilinçli kararlar vermek için bilgi verme.
Otomatik: Uygulama, karbon emisyonlarını azaltmak için otomatik olarak daha agresif kararlar alır.