LOW←TECH MAGAZINE Nederlands

Hoe maak je een lowtech website?

Mon, 24 Sep 2018 00:00:00 +0000

De web server (links) en de zonneregelaar (rechts).

Na meer dan tien jaar is Lowtech Magazine aan een nieuw webdesign toe. We grijpen die gelegenheid aan om een website te ontwikkelen die bij de inhoud past. Het nieuwe Lowtech Magazine draait op 100% zonne-energie en gaat off-line bij aanhoudend slecht weer.

Waarom een lowtech website?

Het energieverbruik van internet blijft toenemen. Enerzijds omdat we sinds de komst van mobiele telefoons, tablets en draadloos internet steeds vaker online zijn. Vroeger hadden we alleen maar toegang tot het internet als we thuis, op kantoor of in de bibliotheek aan een desktop computer zaten. Nu zijn we altijd en overal online.

Anderzijds blijft de zogenaamde ‘bitsnelheid’ van online media stijgen. Zo vraagt het downloaden van een webpagina nu gemiddeld drie keer meer dataverkeer dan in 2010. Dat is onder meer te wijten aan steeds grotere afbeeldingen en video’s in steeds hogere resolutie. Maar ook reclameboodschappen, cookie-waarschuwingen en slordig geschreven code zijn met de vinger te wijzen.

Hernieuwbare energie is niet genoeg

Datahotels laten draaien op zonne-energie of windenergie – zoals bijvoorbeeld Greenpeace voorstelt in haar jaarlijkse ClickClean report – volstaat niet om het groeiende energieverbruik van internet aan banden te leggen. Om te beginnen verbruikt het internet al drie keer meer energie dan alle windturbines en zonnepanelen wereldwijd produceren.

Daarbij zijn er fossiele brandstoffen nodig om windturbines en zonnepanelen te maken, dus zolang het dataverkeer toeneemt, stijgt ook het gebruik van fossiele brandstoffen. En omdat er niet altijd zon of wind is, moet er ook infrastructuur worden gebouwd voor de opslag van energie – ook dat kost fossiele brandstoffen.

Lowtech web design

Het inzetten van hernieuwbare energie is uiteraard geen slecht idee, maar tegelijk moet ook de kern van het probleem worden aangepakt. De nieuwe website van Low-tech Magazine wil laten zien dat dit perfect mogelijk is. Ze werd gemaakt in samenwerking met web designer Marie Otsuka en kunstenaar Roel Roscam Abbing.

De nieuwe website is zodanig “afgeslankt” dat de gemiddelde paginagrootte nu zes keer lager ligt dan op de oude website, en ongeveer drie keer lager dan die van de gemiddelde webpagina in 2018.

Een vergelijking van dezelfde webpagina op de oude (boven) en nieuwe (beneden) website. De paginagrootte is bijna 7 keer kleiner en de pagina laadt tien keer sneller. Bron: Pingdom.

Dat deden we onder meer door de keuze voor een statische website, een techniek uit de jaren 1990 die veel zuiniger is dan een dynamische website op basis van een database (zoals WordPress). We maken ook gebruik van standaard lettertypes die in de browser zitten.

Verder werden de afbeeldingen ongeveer tien keer “lichter” gemaakt door een oude printtechniek toe te passen: lageresolutiebeelden worden omgezet naar zwart-wit en krijgen dan een steunkleur.

Zelf Website Hosten

Omdat de nieuwe blog zo energiezuinig is, kan de website bij de auteur thuis in Barcelona worden ‘gehost’, op de eigen internetverbinding én op zonne-energie. Met een op WordPress draaiende blog zou dat te veel energie kosten, maar met een afgeslankte statische website kan het perfect. Bovendien zijn statische websites makkelijker te onderhouden en een stuk moeilijker te hacken.

De website draait op een Olimex A20, een mini-computer die slechts 1 tot 2 watt elektriciteit verbruikt, afhankelijk van het aantal bezoekers. Het actuele energieverbruik van de computer kan op de blog worden geraadpleegd.

De website, de webserver en de zonneregelaar.

De benodigde elektriciteit (24 tot 48 Wh/dag) wordt geleverd door een zonnepaneel van 50 watt-piek op het balkon. Het paneel ontvangt maximaal zes tot zeven uur direct zonlicht, en door de opstelling is de elektriciteitsproductie erg beperkt bij bewolking.

Offline bij slecht weer

De batterijcapaciteit is zo klein mogelijk gehouden om fossiele brandstoffen te sparen. De server draait op een 12V loodzuuraccu met een capaciteit van 14 Ah. Bij aanhoudend slecht weer gaat de website off-line.

We mikken op een “uptime” van 90%, wat betekent dat de website naar schatting 35 dagen per jaar off-line zal zijn. Een batterijmeter en weersvoorspelling helpen de lezers hun bezoek aan de website te plannen.

Overal Toegankelijk

Een laag energieverbruik is niet het enige voordeel van een afgeslankte website. Ten eerste gaat het downloaden van een webpagina erg snel, ook al staat de server niet op een centrale locatie in het internet.

Ten tweede is een afgeslankte website ook beter toegankelijk voor mensen met oude computers en trage internetverbindingen. De doorsnee website is nu onbereikbaar voor zowat de helft van de wereldbevolking. Bovendien versnellen steeds “zwaardere” websites de veroudering van computers.

Dat een piepkleine server aangedreven door een zonnepaneel op het balkon heel veel verkeer aan kan, werd al snel na de lancering duidelijk. Of zelfs voor de lancering, want de website belandde op de voorpagina van Hackernews toen ze nog in de steigers stond.

Het resultaat waren meer dan 35.000 bezoekers op 24 uur tijd. Zoveel verkeer zou geheid problemen opleveren met dynamische websites geplaatst bij webhostingbedrijven, tenzij er fors wordt betaald voor extra bandbreedte of een upgrade – ook al is die maar af en toe nodig.

Broncode en Handleiding

Eén zuinige website maakt het verschil niet, en dus ondernemen we de nodige stappen zodat in principe iedereen het design kan toepassen en aanpassen. Daartoe hebben we de broncode van het design vrijgegeven en handleidingen gepubliceerd:

How to build a low-Tech Website: Software and Hardware
How to Build a Low-tech Website: Design Techniques and Process
SERVER: [Olimex A20 computer](https://homebrewserver.club/low-tech-website-howto.html#server.
SERVER SOFTWARE: Armbian Stretch. We schreven technische documentatie voor het configureren van de webserver.
DESIGN SOFTWARE: Pelican static site generator.
INTERNETVERBINDING. 100 MBps glasvezel internetverbinding. Hoe configureer je de router?.
SOLAR PV SYSTEM. 50 Wp zonnepaneel en 14Ah 12V loodzuurbatterij. Handleiding in voorbereiding.
MEDIA LINKS: onze website in de media.

Een snelheidslimiet voor het internet?

Mon, 19 Oct 2015 00:00:00 +0000

Koppel met smartphones. Afbeelding: [Matthew G](https://www.flickr.com/photos/streetmatt/15851429459/in/photolist-q9JHHV-bbhfj6-rdPrYE-6WpyLA-o1mSAi-cpUaqS-qMF7Tg-9ZQbb7-a39Vsb-6YkxLV-fo9Ypi-oTnmy1-rLqXQN-qR4WTF-brYcsr-bqwSte-bovvp6-nQb1F3-sgeU47-q8kWtT-o2KH4K-egpyFd-nxnfi7-jEGTiA-oUqbHS-o3nsh1-7ucC4b-ocdn19-bjVuP8-aZWVDe-aEnBFo-ag9bN2-abXLNk-xxQdLQ-o7cdiK-ykyzCN-xFa6v3-yBdNK5-ykzQsy-ykyzAd-ykzQjN-xFinza-yBdNp5-yCbzgx-yBdNiU-ykzQ85-ykyzh7-yBdNas-cGWeGY-n3vF2V). CC.

De vooruitgang in energie-efficiëntie heeft op het internet een averechts effect: hoe efficiënter het netwerk wordt, hoe groter het totale energieverbruik. Smartphones zijn daar het nieuwste voorbeeld van. Hoewel de toestellen zelf erg weinig elektriciteit gebruiken, drijven ze het energieverbruik op in de datacenters en de netwerkinfrastructuur. Ze stimuleren ons om veel vaker online te zijn en ze maken gebruik van energie-intensieve, draadloze verbindingen.

Het energieverbruik van het internet neemt stilaan zorgwekkende proporties aan. Aangezien energie-efficiëntie op zichzelf geen zoden aan de dijk zet, kan de stijgende trend alleen maar worden gestopt als de vraag naar digitale communicatie wordt teruggeschroefd. Die strategie passen we ook elders toe, bijvoorbeeld door mensen aan te zetten om minder vlees te eten, de auto te laten staan, of de thermostaat lager te draaien. Voor het internet ligt deze aanpak nog gevoeliger, al is het maar omdat weinig mensen een link leggen tussen data en energie.

Hoeveel energie verbruikt het internet? Het is een eenvoudige vraag, maar gezien de complexiteit en snelle evolutie van het netwerk weet eigenlijk niemand het antwoord. Schattingen voor het totale elektriciteitsverbruik van het internet variëren van 600 tot 2.500 terawatt-uur (TWh), wat overeenkomt met ongeveer 2,5 tot 10% van de globale elektriciteitsconsumptie in 2013. ¹ Als we naar het energieverbruik per bit kijken (de “energie-intensiteit” van het internet), dan lopen de schattingen uiteein van 0,00064 tot 136 kilowatt-uur (kWh) voor het downloaden van 1 gigabyte (1GB). Dat is een verschil van vier groottordes. ²³

Een eerste reden voor het grote verschil tussen deze resultaten is dat veel wetenschappers slechts een deel onderzoeken van de infrastructuur die we het internet noemen. De jongste jaren ligt de klemtoon op het energieverbruik in de datacenters, waar de computers (“servers”) staan die alle informatie herbergen die op het internet te vinden is. Maar in verhouding wordt er veel meer energie verbruikt door de apparatuur van de eindgebruikers (de “clients” zoals laptops, desktops en smartphones), de netwerk infrastructuur (die het transport van data verzorgt tussen clients en servers) en het productieproces van zowel de servers, de netwerkapparatuur en de apparaten van de eindgebruikers. [Noot 1]

Een tweede factor die de grote verschillen verklaart, is timing. Omdat het internet zo snel groeit en evolueert, zijn de resultaten van onderzoek zeer tijdsgebonden. Langs de ene kant worden alle betrokken apparaten steeds energiezuiniger. Langs de andere worden er steeds nieuwe apparaten geïntroduceerd, ontstaan er nieuwe gebruikersgewoonten, en verdubbelt het dataverkeer op internet elke twee jaar. Deze trends wegen zwaarder door dan de vooruitgang in energie-efficiëntie. Met andere woorden: hoewel het energieverbruik per gedownloade bit blijft dalen, neemt het totale energieverbruik alleen maar toe.

Rekening houdend met deze factoren selecteerden we een studie die alle elementen van de infrastructuur onderzoekt en relatief recent is. Dit onderzoek ⁴ concludeert dat het internet 1.815 TWh elektriciteit verbruikte in 2012. Dat komt overeen met 8% van de globale elektriciteitsproductie in hetzelfde jaar (22.740 TWh). ⁵ Als we het internet (uit 2012) zouden willen doen werken met pedaalaangedreven machines, die elk 70 watt elektriciteit kunnen produceren, dan zijn er 8,2 miljard mensen nodig die in drie shiften elke dag van het jaar acht uur trappen. Zonne-energie dan maar? Dat kan in principe, maar 1.815 TWh komt wel overeen met drie keer de globale elektriciteitsproductie van alle windturbines en zonnepanelen in 2012. ⁶

Meer energie per gebruiker

Interessanter dan deze – intussen al verouderde – cijfers, zijn de mechanismen die het stijgende energieverbruik van het internet veroorzaken. Volgens de eerder aangehaalde studie zal het energieverbruik tegen 2017 toenemen tot 2.547 TWh (het verwachte groeiscenario) of 3.422 TWh (het slechtst denkbare scenario). Dat laatste cijfer komt neer op een verdubbeling van het energieverbruik op 5 jaar tijd. Merk op dat de vooruitgang in energie-efficiëntie al in deze cijfers vervat zit. Zonder vooruitgang in energie-efficiëntie zou het energieverbruik van het internet ongeveer elke twee jaar verdubbelen, in tandem met de toename van het dataverkeer.

Het meest opmerkelijke aan het stijgende energieverbruik van het internet is dat dit niet zozeer wordt veroorzaakt door een toenemend aantal internetgebruikers, maar door een groeiend energieverbruik per internetgebruiker. Het online dataverkeer stijgt ongeveer zeven keer sneller dan het aantal internetgebruikers (45% versus 6-7% per jaar). ⁷ Daar zijn twee redenen voor. De eerste is het toenemende gebruik van laptops, smartphones en draadloos internet. De tweede reden is de alsmaar stijgende “bitsnelheid” van de geraadpleegde content, voornamelijk ten gevolge van digitale televisie en het streamen van video.

Steeds meer apparaten

Er duiken steeds meer apparaten op, die niet zelden tegelijkertijd worden gebruikt. Foto: [miniyo73](https://www.flickr.com/photos/miniyo73/8371683905/in/photolist-dKM4XF-aGSRsr-pwsJsG-aGSRaM-5seCHN-wCVXFc-z3FzK6-pSRMiv-qBeo56-pMcwE9-8pJWJV-dMrBxA-BLL8N-8kLCKi-r2tiqT-ycFU7S-9mg3Zz-g4ZN6D-rgjf2s-fw3WLc-cEpcUY-aoCJ5H-oEG1vb-2U2bT-penr48-dgagZ1-dMm3VD-9sVnJf-7XHVjx-goVRFZ-v58Cqf-v58BZq-v58Fyh-vmH4Up-vmH4pg-vn3Xrv-upSDuR-vmH3kT-v58yTW-vn3VJn-vn3Vna-vn42C6-v58Esb-v5gd3v-v58DrJ-rcd1ps-pFbREV-t55HMh-bJSXb4-8S4Xsi).

Laten we eerst naar de opgang van mobiele computers kijken. De jongste jaren zien we dat desktops steeds vaker plaats ruimen voor compactere, draagbare apparaten: eerst de laptop, dan de tablet en de smartphone. In rijke landen bezit inmiddels 84% van de bevolking zo’n “slimme” telefoon. ⁷⁴ Smartphones verbruiken veel minder elektriciteit dan desktops en laptops, niet alleen tijdens het gebruik maar ook tijdens de productie, wat hen een aura van duurzaamheid heeft gegeven. Helaas hebben ze andere gevolgen die dit effect volledig teniet doen.

Smartphones verbruiken zelf weinig elektriciteit, maar ze drijven het energieverbruik op in datacenters en de netwerkinfrastructuur

Ten eerste verplaatsen smartphones een groot gedeelte van het rekenwerk (en dus het energieverbruik) van het apparaat van de eindgebruiker naar het datacenter. De snelle adoptie van slimme telefoons gaat samen met een al even snelle opgang van in de “cloud” gebaseerde computerdiensten. Het is precies omdat smartphones een groot deel van de rekenkracht en geheugencapaciteit “uitbesteden” aan datacenters, dat ze zelf zo weinig energie verbruiken. Maar daar staat natuurlijk een hoger energieverbruik tegenover in het datacenter zelf. Bovendien moet al die data ook heen en weer worden verstuurd tussen datacenter en eindapparaat, waardoor ook het energieverbruik in het netwerk toeneemt.

Draadloos internet

Cloud-computing kan de energie-efficiëntie van bepaalde computertaken verhogen en dus het totale energieverbruik verlagen, omdat servers in datacenters meestal efficiënter worden beheerd dan computers thuis en op kantoor. Dit voordeel gaat echter niet op voor smartphones die draadloos contact maken met het internet via een 3G of 4G cellulair netwerk. Het energieverbruik van de netwerkinfrastructuur is in hoge mate afhankelijk van de manier waarop contact wordt gelegd met het netwerk – de zogenaamde “last mile” of “laatste kilometer” die de gebruiker verbindt met de backbone (zeg maar de snelweg) van het internet.

Een vaste verbinding (ADSL, kabel) is de meeste energie-efficiënte manier om contact te maken met het internet. Draadloze toegang via WiFi verhoogt het energieverbruik, maar slechts in beperkte mate. ⁸³ Wordt er echter toegang gemaakt via een cellulair netwerk, dan loopt het energieverbruik snel op. Verbinding maken via een 3G verbinding vraagt 15 keer meer energie dan WiFi, terwijl een verbinding via het snellere 4G maar liefst 23 keer meer energie vraagt. ⁹

Alles bij elkaar is draadloze gegevensoverdracht via een 4G netwerk goed voor 90% van het totale energieverbruik van een typische toepassing van een smartphone. Het energieverbruik in het datacenter vraagt 9% van het energieverbruik, terwijl het energieverbruik van de smartphone zelf verwaarloosbaar is. Als alle gebruikers wereldwijd toegang tot het netwerk zouden maken via 4G, dan zou het energieverbruik van de netwerkinfrastructuur (dus exclusief de andere componenten) meer dan verdubbelen, ervan uitgaande dat het dataverkeer onveranderd blijft. [4]

Verbinding maken via een 3G verbinding vraagt 15 keer meer energie dan WiFi, terwijl een verbinding via het snellere 4G liefst 23 keer meer energie vraagt.

Terwijl de meeste desktop computers meestal met het internet verbonden zijn door middel van een vaste verbinding, zijn laptops meestal en smartphones en tablets per definitie draadloos verbonden, ofwel via WiFi ofwel via een cellulair netwerk. Tot nu toe is de toename van het mobiele dataverkeer enigszins beperkt door het gebruik van gratis WiFi-verbindingen: gebruikers limiteren hun gebruik van 3G omdat het duur is en minder kwaliteit biedt.

Met de opmars van 4G internettoegang verdwijnt alvast het snelheidsvoordeel van WiFi: 4G presteert minstens even goed als WiFi. ⁹ De meeste telecomoperatoren zijn volop bezig met het uitrollen van 4G netwerken. Bijvoorbeeld in Nederland stonden er eind juli 10.874 antennes van de vierde generatie, bijna een verdubbeling op een jaar tijd.

Tot slot leidt de cominatie van draagbare computerapparatuur en draadloze internettoegang er toe dat we meer en meer tijd online spenderen, naast het meer conventionele computergebruik. ¹⁰¹¹ Die trend kwam op gang met de laptop. Een aantal jaren geleden werd voorspeld dat laptops het energieverbruik van het internet zouden verlagen, maar het omgekeerde gebeurde omdat mensen het gebruiksgemak en de draagbaarheid van de laptop aanwenden om vaker en op meer plaatsen in hun woning online te zijn. Het is pas met de komst van de laptop dat de computer zijn intrede deed in de huiskamer. ¹¹

Zendmast

Mobiel internet kost meer energie. Foto: [jerry0984](https://www.flickr.com/photos/jerry0984/17037780397/in/photolist-rXz5wr-bK1ZH-q9b8hG-4a1m7o-bmLht9-beKeK6-aAQAMj-kWGfhg-7qCeXo-n1NG1g-pLd7WV-8S5wot-q9C9YP-qXHvAf-qRoTqh-8S5nrp-qzHwsC-qYVC5m-agsbX6-7NwPMX-6u1P3v-e3iFBK-goWtF5-cJKtaN-e3s7TC-7Shmsg-k2quYu-9R6a93-7zfToi-njpDbE-ak7nkz-oyGD-8CBHzu-dMpFMo-5wd8xw-8u2MTD-8aP6nN-k2qv1J-2ZeCgo-nybnwL-kapoM-9HKqYL-oQyrYT-6eG5eq-tqD6Rp-ge9RN8-4btraU-4K5amk-7UWR1g-k2oJGe). CC.

Smartphones zijn de volgende stap in deze evolutie. Ze maken het mogelijk om altijd en overal online te zijn, niet alleen thuis of op kantoor. ²⁴ Bijgevolg gebruiken we onze meer energie-efficiënte apparaten gedurende langere periodes en sturen we meer bits over het netwerk. Het resultaat is meer energieverbruik, door de smartphone zelf maar vooral in de datacenters en op het netwerk. Lang niet elke smartphone vervangt dus een laptop: de apparaten zijn complementair en worden niet zelden tegelijk gebruikt.

Online video

Een tweede belangrijke reden voor het stijgende energieverbruik per internetgebruiker is de toenemende bitsnelheid van online media. Het internet begon als een tekstmedium, maar beelden, muziek en video zijn net zo belangrijk geworden. Het downloaden van tekstpagina’s vraagt erg weinig energie. Om een voorbeeld te geven: alle tekst op deze blog (zo’n 400 artikels) past in een bestand van ongeveer 10 megabyte (MB), terwijl één enkele foto in hoge resolutie al gauw tussen de 3 en 6 MB data vereist.

Een YouTube-video van 8 minuten in standaard kwaliteit komt aan 30 MB, ongeveer drie keer zoveel als alle woorden op deze blog. Omdat energieverbruik gelijk opgaat met dataverkeer, is het dus van groot belang wat we precies doen online. En de trend is duidelijk: we gebruiken het internet steeds vaker voor het raadplegen van inhoud met een hoge bitsnelheid: muziek en – vooral – video.

In 2012 was video goed voor 57% van al het dataverkeer op het internet (exclusief het “illegaal” downloaden via P2P-netwerken). In 2017 zou dat 69% zijn. ¹² In termen van energieverbruik is elke video die “viraal” gaat op YouTube als een eskadron vliegtuigen dat opstijgt. Maar het zijn niet alleen de YouTube-video’s van katten en andere beestjes die energiecentrales doen draaien. Een steeds groter deel van het videoverkeer is te wijten aan de opmars van digitale televisie en films-op-aanvraag. Meer dan 80% van de huishoudens met een televisie ontvangt nu een digitaal signaal, ofwel via een digitale televisie ofwel via een set-top box. ¹³ Vaak heeft de televisiekijker niet veel keuze: analoge televisie-uitzendingen werden in heel veel landen opgedoekt. ¹⁴

Online kost het bekijken van een video veel meer energie dan het lezen van tekst of het bekijken van afbeeldingen

Als video en draadloos internet de twee belangrijkste redenen zijn voor het stijgende energieverbruik van internet, dan is het bekijken van video over een draadloze internetverbinding uiteraard de grootste boosdoener. En precies dat deel van het dataverkeer neemt het snelste toe. Volgens de laatste Visual Networking Index van Cisco zal mobiel videoverkeer tussen 2014 en 2019 met 1300% groeien, tot 72% van het totale mobiele dataverkeer. ¹⁰

Het effect van het streamen van video (en muziek) gaat verder dan alleen maar een groei van het dataverkeer. Energieverbruik wordt ook sterk beïnvloed door de aard van de aangeboden service. Voor toepassingen zoals e-mail, het bekijken van webpagina’s of het downloaden van video of audio zijn beperkte vertragingen geen probleem. Maar voor tijdsgevoelige toepassingen zoals videoconferencing, internettelefonie of het streamen van video of audio kunnen zelfs kleine vertragingen niet getolereerd worden. Dat vraagt een performanter netwerk en dus meer energieverbruik.

Spaart het internet energie?

Het toenemende energieverbruik van het internet wordt vaak goedgepraat met het argument dat het netwerk meer energie bespaart dan het verbruikt. Dit wordt toegeschreven aan substitutie-effecten waarbij online diensten meer energie-intensieve activiteiten vervangen. Voorbeelden zijn videoconferencing, dat wordt verondersteld een alternatief te zijn voor het reizen met de auto of het vliegtuig, of het downloaden of streamen van digitale media, dat wordt verondersteld een alternatief te zijn voor het produceren en transporteren van DVD’s, CD’s, boeken, magazines of kranten.

Een paar voorbeelden. Een studie uit 2011 concludeerde dat “als we één op vier vliegreizen vervangen door videconferencing, we evenveel energie zouden besparen als het internet nu verbruikt”, terwijl een onderzoek uit 2014 tot het besluit kwam dat “videoconferencing maximaal 7% van de energie verbruikt die nodig is voor een online verplaatsing”. ¹⁵¹⁶ Wat betreft digitale media stelde een studie uit 2014 dat het vervangen van alle DVD’s door online streaming in de Verenigde staten evenveel energie zou besparen als het primaire energieverbruik van bijna 200.000 Amerikaanse huishoudens. ¹⁷

We spenderen steeds meer tijd online. Foto: [Gongashan](https://www.flickr.com/photos/yanncb92/15185388700/in/photolist-p8T61y-q7hS9G-mQCsaE-podeEo-sBQZQR-njrXmR-qBzgVc-7Dg1rL-D3NJb-ohRqn5-7ELfHp-b2NN32-aGSV1n-sBDC4d-fHr5pX-eghTGo-dgah17-rBuFur-Fmu8N-6prZBn-dKM4XF-aGSRsr-pwsJsG-aGSRaM-5seCHN-wCVXFc-z3FzK6-pSRMiv-qBeo56-pMcwE9-8pJWJV-dMrBxA-BLL8N-8kLCKi-r2tiqT-ycFU7S-9mg3Zz-g4ZN6D-rgjf2s-fw3WLc-cEpcUY-aoCJ5H-oEG1vb-2U2bT-penr48-dgagZ1-dMm3VD-9sVnJf-7XHVjx-goVRFZ).

Er zijn een aantal fundamentele problemen met dit soort beweringen. Ten eerste worden de resultaten natuurlijk in zeer hoge mate beïnvloed door de manier waarop je het energieverbruik van het internet berekent. Zoals we bij het begin van dit artikel hebben gezien, verschillen de schattingen voor de energie-intensiteit van het internet met een factor van meer dan 20.000. De onderzoekers die deze vaststelling maakten, stellen dat het met zulke enorme verschillen “onmogelijk is om uit te maken of videoconferenties en digitale media wel of niet duurzamer zijn, en in welke mate, dan de offline alternatieven”. ³

Het vergelijken van offline en online activiteiten is op zoveel subjectieve veronderstellingen gebaseerd dat eender welke conclusie kan worden gestaafd

Onderzoekers moeten ook een hele reeks bijkomende veronderstellingen maken. Als videoconferenties worden vergeleken met een vliegreis, wat is dan de afstand die het vliegtuig aflegt? Is het vliegtuig vol of niet? Wanneer werd het gebouwd? En hoe lang duurt de videoconferentie? Gebeurt ze over een draadloos of een niet-draadloos netwerk? Wordt er gebruik gemaakt van een laptop of een gesofistikeerd telepresentatie-systeem? Als we het hebben over het streamen van muziek, wordt er dan één keer of twintig keer naar hetzelfde album geluisterd? Als je een CD koopt, ga je dan naar de winkel met de auto of met de fiets? Hoe lang is die trip? Koop je alleen de CD of koop je ook andere spullen onderweg?

Elk van deze vragen kan op zo’n manier worden beantwoord dat je als onderzoeker in feite kan besluiten wat je maar wil. Daarom is het beter om te focussen op de mechanismen die de relatieve energie-efficiëntie van offline en online activiteiten bevorderen of beperken, wat wetenschappers een “gevoeligheidsanalyse” noemen. Het moet gezegd worden dat de meeste onderzoekers wel degelijk zo’n analyse uitvoeren, maar de resultaten daarvan halen meestal niet de inleiding van een wetenschappelijk artikel, laat staan het bijhorende persbericht.

Tijd en afstand

Een belangrijk verschil tussen online en offline diensten is de rol van tijd. Online neemt het energieverbruik lineair toe met de tijdsduur van de activiteit. Als je dezelfde film twee keer streamt, dan verdubbelt het energieverbruik. Maar als je een film op DVD twee keer bekijkt, dan verdubbelt alleen het energieverbruik van het televisiescherm en de DVD-speler. De energie die nodig was voor de productie en het transport van de DVD blijft gelijk. Als je op een digitale nieuwssite twee artikels leest in plaats van één, dan verbruik je meer elektriciteit. Maar als je een krant koopt, dan is het energieverbruik onafhankelijk van het aantal artikels dat je leest. Een krant kan zelfs door meerdere mensen worden gelezen zodat het energieverbruik per persoon daalt.

Naast tijd is er de factor van afstand. Offline neemt het energieverbruik toe met de afstand, omdat het transport van personen of spullen in de meeste gevallen het grootste deel uitmaakt van het totale offline energieverbruik. Hoe verder je moet reizen om iemand te ontmoeten, of om een krant te kopen, hoe meer energie er wordt verbruikt. Dat is niet zo met online activiteiten, waar de afstand niet of nauwelijks effect heeft op het energieverbruik. Het gevolg is dat zowel offline als online activiteiten de meest efficiënte optie kunnen zijn, afhankelijk van de omstandigheden.

Brengen we al deze factoren in rekening, dan komen er veel genuanceerder conclusies naar voren. Zoals: het lezen van een digitale krant op een desktop PC verbruikt meer energie dan het lezen van een papieren krant van zodra de leesduur langer is dan een uur en een kwartier, in de veronderstelling dat de krant door één persoon wordt gelezen. ¹⁸ Of, in de eerder aangehaalde studie over videoconferencing: het reduceren van de reisafstand van 5.000 naar 333 km leidt ertoe dat het reizen in fysieke vorm energie-efficienter wordt dan videoconferenties als een telepresentatie-systeem wordt gebruikt. Hetzelfde geldt wanneer de online conferentie geen 5 maar 75 uur duurt: in dat geval is het efficiënter om 5.000 km te vliegen. ¹⁶

Paradox van Energie-efficiëntie

Het voordeel van videoconferenties lijkt behoorlijk overtuigend, want vergaderingen van 75 uur zijn weinig gebruikelijk. Maar we hebben het nog niet gehad over het grootste probleem met studies die een voordeel opeisen voor online diensten: ze houden geen rekening met zogenaamde rebound-effecten.

Niet elke videoconferentie is een substituut voor een fysieke verplaatsing. Een videoconferentie kan ook een telefoongesprek of een e-mail vervangen, en in dat geval gaat het energieverbruik omhoog. Hetzelfde geldt voor online media: niet elke gestreamde film is een substituut voor een DVD. Het gemak van streaming en videocommunicatie in combinatie met de opkomst van draagbare apparaten en draadloos internet leidt tot meer tijd online – ten nadele van andere activiteiten zoals lezen, de omgeving observeren, of een conversatie voeren.

De vooruitgang in energie-efficiëntie is de drijvende kracht achter het groeiende energieverbruik van het internet

Het energieverbruik per bit informatie die over het internet wordt verstuurd, neemt continu af. Daarom wordt er vaak beweerd dat online activiteiten steeds efficiënter zullen worden. Maar zoals we hebben gezien, neemt tegelijk de bitsnelheid van digitale inhoud toe. Dat komt door het groeiende belang van video in het totale dataverkeer, maar ook omdat de bitsnelheid van de video’s zelf blijft stijgen. ¹⁷ Een film op Blu-Ray disk haalt tussen de 25 en 50 GB, vijf tot tien keer meer dan een film op DVD. ¹⁹ Naarmate internetverbindingen sneller worden, zal het mogelijk worden om dat soort hoogkwalitatieve films te streamen.

Een sneller en efficiënter internet leidt dus niet tot een lager energieverbruik maar tot films met een hogere kwaliteit – net zoals de vooruitgang in energie-efficiënte televisies ons geen zuiniger maar grotere televisies bracht. Hetzelfde geldt voor videoconferencing: naarmate de bitsnelheid van de software toeneemt, verkleint ook het voordeel met offline ontmoetingen. ¹⁶

Smartphones. Foto: [Esther Vargas](https://www.flickr.com/photos/esthervargasc/9657863733/in/photolist-fHr5pX-eghTGo-dgah17-rBuFur-Fmu8N-6prZBn-dKM4XF-aGSRsr-pwsJsG-aGSRaM-5seCHN-wCVXFc-z3FzK6-pSRMiv-qBeo56-pMcwE9-8pJWJV-dMrBxA-BLL8N-8kLCKi-r2tiqT-ycFU7S-9mg3Zz-g4ZN6D-rgjf2s-fw3WLc-cEpcUY-aoCJ5H-oEG1vb-2U2bT-penr48-dgagZ1-dMm3VD-9sVnJf-7XHVjx-goVRFZ-v58Cqf-v58BZq-v58Fyh-vmH4Up-vmH4pg-vn3Xrv-upSDuR-vmH3kT-v58yTW-vn3VJn-vn3Vna-vn42C6-v58Esb-v5gd3v).

De paradox van energie-efficiëntie wordt vaak gepresenteerd als een controversiële stelling. Maar in het geval van computertechnologie is het in ieder geval een ijzeren wet. De paradox manifesteert zich ondubbelzinnig in het feit dat het energieverbruik per bit getransporteerde informatie afneemt terwijl het totale energieverbruik van het internet toeneemt.

Het effect is al even ondubbelzinnig vast te stellen in de evolutie van microprocessoren. Het elektriciteitsverbruik van de productie van een microchip daalde van 0,028 kWh per MHz in 1995 tot 0,001 kWh per MHz in 2006. ²⁰ Deze fors toegenomen energie-efficiëntie werd echter niet omgezet in zuiniger computers, maar in snellere computers – dit is de zogenaamde Wet van Moore, die stelt dat de rekenkracht van computers om de twee jaar verdubbelt.

Kortom, terwijl energie-efficiëntie vrijwel unaniem wordt voorgesteld als een oplossing voor het groeiend energieverbruik van digitale technologie, is het in werkelijkheid de drijvende kracht achter dat toenemende energieverbruik. Toen computers nog waren gebaseerd op vacuümbuizen in plaats van transistoren op een chip (“microchips” of “geïntegreerde circuits”), kon een enkele machine 140.000 watt verbruiken. ²¹

De computers van vandaag zijn minstens duizend keer efficiënter, en precies daarom staan ze nu op ieders bureau en zitten ze in ieders broekzak of handtas. Zonder de vooruitgang in energie-efficiëntie hadden de personal computer, de laptop en de smartphone nooit bestaan. Maar het gecombineerde energieverbruik van al die energie-efficiëntere apparaten is natuurlijk vele malen hoger dan het energieverbruik van alle computers met vacuümbuizen. ²²

Sufficiëntie

Samenvattend beïnvloedt het internet het energieverbruik op drie niveau’s. Het primaire niveau is de directe impact ten gevolge van de productie en het gebruik van alle apparaten die samen de internet-infrastructuur uitmaken. Op een tweede niveau zijn er de indirecte effecten, veroorzaakt door het potentieel van internet om activiteiten te veranderen, zoals media-consumptie of fysieke reizen. Zoals we hebben gezien, kan dat leiden tot een hoger of lager energieverbruik van deze activiteiten.

Op een derde niveau beïnvloedt het internet consumptiepatronen, brengt het technologische en sociale veranderingen met zich mee, en draagt het bij tot de economische groei, wat op zijn beurt extra energieverbruik introduceert. ²³²⁰ De hoogste niveau’s zijn belangrijker dan de directe impact, maar er wordt nauwelijks aandacht aan besteed. ²⁰

Dat het internet in bepaalde gevallen energie kan besparen, valt niet te ontkennen. Het staat echter als een paal boven water dat het algemene effect een steeds hoger energieverbruik is. ²³ Als we niets doen, zal deze trend zich onverminderd verder zetten. Er staat geen enkele rem op de bitsnelheid van digitale data. In de coulissen wordt al aan 3D-films gewerkt, met databestanden van 150 GB, en aan holografische films, met databestanden van 1.000 GB. ¹⁹

Er staat ook geen rem op de bitsnelheid van internetverbindingen. Er wordt al volop gesleuteld aan 5G draadloos internet, dat nog sneller is dan 4G internet maar ook meer energie verbruikt. Er staat evenmin een rem op het aantal internetverbindingen. Het zogenaamde “internet of things” voorziet dat straks alle apparaten met het internet zullen communiceren. ⁴¹⁰ En laat ons daarbij niet vergeten dat momenteel slechts 40% van de wereldbevolking toegang heeft tot internet. ⁷

Er staat geen enkele rem op het stijgende energieverbruik van het internet, terwijl dat bij de meeste andere technologie wel het geval is

Kortom, er zijn geen grenzen aan de groei wanneer het om internet gaat, tenzij dan de beschikbare energiereserves. Dat maakt het internet vrij uniek. Bijvoorbeeld in het geval van auto’s zijn er extra beperkingen die verhinderen dat het energieverbruik kan blijven stijgen. Nog grotere auto’s zijn simpelweg niet praktisch, omdat we dan de volledige weg-en parkeerinfrastructuur zouden moeten aanpassen. Nog snellere auto’s hebben evenmin zin, want we hebben maximum snelheden ingevoerd uit veiligheidsoverwegingen.

Het resultaat is dat het energieverbruik van auto’s (per persoon) min of meer is gestabiliseerd. Het energieverbruik daalt niet, want de vooruitgang in energie-efficiëntie wordt omgezet in extra luxe, zoals airco. Maar het stijgt ook niet, omwille van praktische beperkingen.

Zuinig reizen met de trein -- maar intussen draait de internet-infrastructuur op volle toeren. Foto: [Nicolas Nova](https://www.flickr.com/photos/nnova/15143063700/in/photolist-p59agb-dwF3pv-2GGGE-poW7dg-oJC1hX-pp28nG-bDsVHf-9mj8t1-a8wg5A-pFuTHh-rS3yE3-fEhJrB-abN4Q4-pFqB2x-gWt4A5-9U9Jnb-oJC3q4-s9zN1B-rS3xK7-eBtcSf-rS4VFG-poyfHB-uUeoFj-fvT5P7-fcEmHq-9piapU-oSrEyH-9bnK7g-idmyD4-byfGwH-efwgCH-dehe2h-eoxTxF-poW9ii-rG5gcX-qKaKcC-aeuiYT-pekyub-oWTfdz-fRVSdK-wzEoqy-7WHVGZ-dzjVLJ-kDk4xo-oTn4h7-egeb1W-drPu59-ktjEnW-jRwutZ-a9LP1n).

Je zou kunnen stellen dat auto’s een status van “sufficiëntie” hebben bereikt. Een sufficiënt systeem kan alleen maar de output verder verhogen door het verbeteren van de energie-efficiëntie. ²⁴ Alle toeters en bellen die nu aan auto’s worden toegevoegd, zijn louter het gevolg van de vooruitgang in energie-efficiëntie.

Een gelijkaardig effect treedt op met smartphones, tenminste wat betreft het elektriciteitsverbruik van het apparaat zelf. Het energieverbruik van een smartphone wordt beperkt door de de batterij. Die moet compact blijven en het apparaat lang genoeg doen werken tussen de herlaadbeurten door. Het gevolg is dat het energieverbruik per apparaat min of meer stabiel is. De prestaties van smartphones nemen toe binnen de grenzen van de vooruitgang in energie-efficiëntie (en in mindere mate door de vooruitgang van de batterijen zelf). ²⁴

Snelheidslimiet voor internet?

Energie-efficiëntie kan dus een oplossing zijn als ze wordt gecombineerd met sufficiëntie. Zoals we hebben gezien, bevindt het internet zich niet in een staat van sufficiëntie. Ondanks de spectaculaire toename in energie-efficiëntie, blijft het energieverbruik van het netwerk fors stijgen. Online zijn snelheid en omvang niet onpraktisch of gevaarlijk. Batterijen beperken het energieverbruik van mobiele computers maar niet van alle andere apparatuur.

Het energieverbruik van internet kan alleen maar stoppen met groeien als de energiebronnen opraken of – wellicht verstandiger – als we een zelfgekozen limiet introduceren. Deze strategie passen we ook elders toe. We proberen mensen aan te bewegen om minder met de auto te reizen, we stimuleren het gebruik van de fiets, en we zetten mensen aan om dichter bij hun werk te gaan wonen. We voeren campagnes om de thermostaat lager te zetten en zich beter te kleden.

Het terugschroeven van de vraag naar internet ligt zo mogelijk nog gevoeliger dan het terugschroeven van de vraag naar transport of verwarming. Bovendien is het niet eenvoudig te realiseren. Want wat gaan we begrenzen? Stellen we downloadlimieten in voor internetgebruikers? Beperken we het aantal e-mails dat iemand mag versturen? Maken we van het internet opnieuw een tekstmedium, zonder video’s? Of stellen we een snelheidslimiet in voor internetverbingen, analoog aan de snelheidslimieten voor auto’s?

Een limiet instellen betekent niet dat technologische vooruitgang en nieuwe toepassingen onmogelijk worden

Deze praktische uitdagingen nemen niet weg dat het terugschroeven van de datavraag de enige manier is om het groeiende energieverbruik van internet een halt toe te roepen. Hoe we dat precies zouden organiseren, is voer voor een ander artikel. Wel is het belangrijk alvast op te merken dat het introduceren van een limiet helemaal niet impliceert dat technologische vooruitgang en nieuwe applicaties onmogelijk worden. De voortdurende vooruitgang in energie-efficiëntie zal steeds opnieuw ruimte bieden voor nieuwe ontwikkelingen en een vlotter internet. Het enige verschil is dat het energieverbruik een rol zal spelen in de beoordeling van de levensvatbaarheid van een toepassing, net zoals dat nu het geval is met auto’s en mobiele apparaten.

Het opleggen van een limiet zou ook betekenen dat een deel van de online activiteiten opnieuw naar de offline wereld verhuist. Er zijn bijvoorbeeld makkelijk veel energiezuiniger alternatieven te bedenken voor het streamen van video of muziek, zoals bibliotheken met uitgebreide collecties CD’s en DVD’s. Samen met maatregelen die auto’s uit de steden en dorpskernen weren, zodat mensen met het openbaar vervoer of de fiets naar de bibliotheek gaan, levert dat een zuinige en handige service op.

Of mensen bereid zijn het eindeloze streamen van muziek of video op te geven, is momenteel weinig waarschijnlijk. In onze maatschappij wordt het in vraag stellen van technologische “vooruitgang” als heiligschennis beschouwd. Ook al betekent het in dit voorbeeld – CD’s en DVD’s uitlenen via de bibliotheek – dat we maar een paar jaar in de tijd zouden teruggaan. Maar die houding kan snel veranderen als de toevoer van fossiele brandstoffen minder vanzelfsprekend zou worden als vandaag.

In volgende artikels onderzoeken we de lowtech informatienetwerken die worden ontwikkeld in ontwikkelingslanden, waar sufficiëntie door een gebrekkige energie-infrastructuur in de samenleving zit ingebakken. We kijken ook naar het delen van WiFi-routers in steden en het opzetten van gemeenschapsnetwerken in rijkere landen. Dit soort netwerken biedt een democratischer en veel energiezuiniger alternatief voor digitale communicatie in ruil voor een aangepast gebruik van het internet.

Zie onder andere: “The cloud begins with coal: big data, big networks, big infrastructure, and big power” (PDF), Mark P. Mills, National Mining Association / American Coalition for Clean Coal Electricity, augustus 2013 ↩︎
“Demand in my pocket: mobile devices and the data connectivity marshalled in support of everyday practice” (PDF), Caolynne Lord, Lancaster University, april 2015 ↩︎ ↩︎
“The energy intensity of the internet: home and access networks” (PDF), Vlad Coroama, 2014 ↩︎ ↩︎ ↩︎
“Emerging trends in electricity consumption for consumer ICT”, Peter Corcoran, 2013 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
“Electricity Information”, IEA Statistics, 2015 ↩︎
“Worldwide electricity production from renewable sources”, geraadpleegd op 16/9/2015. ↩︎
“Measuring the Information Society Report 2014” (PDF), International Telecommunication Union (ITU), 2014. ↩︎ ↩︎ ↩︎
“Small network equipment key product criteria”, Energy Star, geraadpleegd op 14/9/2015. ↩︎
“A close examination of performance and power characteristics of 4G LTE networks” (PDF), Junxian Huang, June 2012. Zie ook [4] en “Energy consumption in mobile phones: a measurement study and implications for network applications” (PDF), Niranjan Balasubramanian, 2009 ↩︎ ↩︎
“Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2014-2019”, CISCO, februari 2015. ↩︎ ↩︎ ↩︎
“Are we sitting comfortably? Domestic imaginaries, laptop practices, and energy use”. Justin Spinney, 2012 ↩︎ ↩︎
“Cisco Visual Networking Index 2012-2017”, Cisco, 2013 ↩︎
“Measuring the information society Report 2013”, International Telecommunication Union (ITU), 2013. ↩︎
“Deadline reached for switchover from analogue to digital TV for 119 countries in Europe, Africa, Middle East and Central Asia”, International Telecommunication Union (ITU), June 2015 ↩︎
“The energy and emergy of the internet” (PDF), Barath Raghavan, November 2011 ↩︎
“Comparison of the energy, carbon and time costs of videoconferencing and in-person meetings”, Dennis Ong, 2014 ↩︎ ↩︎ ↩︎
“The energy and greenhouse-gas implications of internet video streaming in the united states”, 2014 ↩︎ ↩︎
“Information Damages the Environment”, Low-tech Magazine, januari 2008 ↩︎
“Shipping to streaming: is this shift green?”, Anand Seetharam, 2010 ↩︎ ↩︎
“Environmental effects of informantion and communications technologies”, Eric Williams, Nature, 17 november 2011 ↩︎ ↩︎ ↩︎
“IEEE Global History Network” ↩︎
“Informatie: een energievreter in opkomst”, Kris De Decker, in “Energie in 20130, Maatschappelijke keuzes van nu, Jurgen Ganzevles, Rathenau Instituut, 2011. ↩︎
“Information Technology and Sustainability: essays on the relationship between ICT and sustainable development”, Lorenz M. Hilty, 2008 ↩︎ ↩︎
“Computing efficiency, sufficiency, and self-suffiency: a model for sustainability?” (PDF), Lorenz Hilty, LIMITS 2015 conference, 2015 ↩︎ ↩︎