Di quanta energia ha bisogno Internet?

Titoli come "Mezza centrale nucleare per i centri di calcolo svizzeri" o "Se le cose andranno avanti così, tra 20 anni PC, Internet e affini consumeranno tanta elettricità quanta ne consuma oggi il mondo intero" fanno drizzare le orecchie. Ma è vero? Quanto costa l'elettricità dell'intera infrastruttura di Internet, compresi i centri dati, le reti di comunicazione e tutti i telefoni cellulari?

I computer sono i componenti più importanti di Internet. Diventano sempre più efficienti dal punto di vista energetico, consumando sempre meno energia per ogni operazione della macchina. Mentre negli anni Cinquanta un computer grande come una stanza poteva eseguire solo circa diecimila operazioni con un chilowattora di elettricità (cioè la quantità di energia necessaria per cucinare il pranzo per quattro persone), i computer portatili di oggi possono eseguire più di un quadrilione di operazioni. Probabilmente non esiste un altro settore in cui l'efficienza energetica sia migliorata così rapidamente e per un periodo di tempo così lungo: dal 1950 è raddoppiata ogni anno e mezzo [1].

Il consumo di energia rimane un problema

Alla luce del rapido aumento dell'efficienza energetica, perché il consumo energetico dei computer è un problema? A parte il desiderio universale di utilizzare tablet, smartphone e laptop con batterie il più possibile ridotte per periodi di tempo ancora più lunghi, le ragioni sono due:

1. La velocità (cioè il numero di operazioni al secondo) è aumentata quasi allo stesso ritmo dell'efficienza energetica, tanto che i due effetti si neutralizzano a vicenda: Un PC oggi ha bisogno di una quantità di energia al minuto quasi pari a quella dei primi "home computer" di 30 anni fa, che erano mille volte più lenti.
2. Il numero di computer è cresciuto enormemente quando i PC sono diventati più economici, più utili e più ricercati. Per molto tempo il loro numero è raddoppiato ogni quattro anni e oggi persino ogni smartphone è un computer a tutti gli effetti: solo l'anno scorso ne sono stati venduti oltre un miliardo.

Ma ci sono anche tendenze opposte. Il fatto che si utilizzi sempre più spesso un laptop o addirittura un tablet per navigare in Internet invece di un PC ha conseguenze misurabili: Se nel 2008 tutte le famiglie svizzere richiedevano ancora circa 500 GWh di elettricità per i computer, cinque anni dopo (nonostante l'aumento del numero di dispositivi di un buon terzo) sono stati necessari solo 361 GWh, ovvero il 28% in meno. Si tratta di appena il 2% del fabbisogno medio di elettricità delle famiglie.

Tutto Internet

Per registrare il consumo di elettricità dell'intero Internet, compresi tutti i componenti dell'infrastruttura, è opportuno formare tre categorie:

1. Dispositivi finali per gli utenti: PC, laptop, telefoni, display, lettori di e-book, console di gioco, ecc.
2. Centri di calcolo e dati con i loro server e le loro unità di raffreddamento.
3. Reti di comunicazione, comprese le stazioni di telefonia mobile e i router Internet.

Stimare il fabbisogno energetico globale non è facile e comporta un certo grado di incertezza. Il numero di dispositivi, il loro fabbisogno energetico, la frequenza di utilizzo e la durata di vita, oltre a una serie di altri fattori, giocano tutti un ruolo importante. Esistono attualmente diverse analisi [2,3]; sebbene differiscano leggermente in termini di consumo energetico stimato, sono facilmente comparabili in termini di tendenze individuate.

In linea di massima, attualmente tutte e tre le categorie consumano all'incirca la stessa quantità di elettricità e, nel 2012, tutte e tre insieme hanno rappresentato circa il 4% del consumo globale di elettricità, pari a ben 900 TWh [3]. Se si include anche l'elettricità necessaria per la produzione dell'hardware (circa 330 TWh [2]), la percentuale sale a ben il 5%.

Crescita futura

In diversi scenari, le analisi cercano di estrapolare le tendenze del consumo energetico di Internet nel futuro. Gli scenari medi arrivano a un tasso di crescita annuale compreso tra il 4 e il 7%. Questo sarebbe superiore alla crescita del consumo totale di elettricità a livello mondiale (circa il 3,5% annuo negli ultimi anni), il che significa che la quota di Internet nel consumo di elettricità probabilmente continuerà ad aumentare. Dei tre settori menzionati, il fabbisogno energetico per le reti è quello che sta crescendo più rapidamente, raddoppiando in soli 10 anni e riflettendo la nostra fame di sempre più dati da Internet, scaricati in un tempo sempre minore. Al contrario, il consumo di elettricità per i dispositivi finali non sta aumentando affatto in molti Paesi.

La nostra aspettativa che "tutto" sia in rete e quindi immediatamente disponibile sui nostri dispositivi mobili con un clic o uno swipe è quindi responsabile del consumo energetico sempre più elevato di Internet: la rapida crescita dell'efficienza energetica dei componenti tecnologici sottostanti non può compensare la nostra crescente fame di dati.