LOW←TECH MAGAZINE Polski

Jak i dlaczego przestałem kupować nowe laptopy

Sun, 20 Dec 2020 00:00:00 +0000

Zdjęcie: Low-tech Magazine jest pisany i publikowany na ThinkPadzie X60s z 2006 roku.

Będąc niezależnym dziennikarzem – lub pracownikiem biurowym, jeśli chcesz tak to nazwać – zawsze uważałem, że potrzebuję dobrego komputera do wykonywania swojej pracy, oraz skoro chcę dobrego produktu, to muszę za niego sporo zapłacić. Od 2000 do 2017 roku korzystałem z trzech laptopów które kupiłem w stanie nowym za blisko 5,000 euro, co daje średni koszt 300 euro na rok przez cały ten okres. Średni żywot tych laptopów to 5,7 lat.

W 2017 roku, pomiędzy odłączeniem swojego biura od sieci elektroenergetycznej, postanowiłem zaprzestać kupowania nowych laptopów. Zamiast tego, zacząłem korzystać z laptopa z 2006 roku, który kupiłem w stanie używanym za 50 euro, i który robi wszystko, czego od niego wymagam lub potrzebuję. Po doliczeniu wymiany baterii i prostego ulepszenia podzespołów, inwestycja ta kosztowała mnie mniej niż 150 euro.

Jeśli mój laptop z 2006 roku wytrzyma dłużej niż jego poprzedniki – to znaczy, podziała jeszcze 1.7 lat – będzie mnie kosztował zaledwie 26 euro na rok. To ponad 10 razy mniej, niż średni koszt poprzednich trzech egzemplarzy. W tym artykule, wyjaśnię co zmotywowało mnie do tego, aby przestać kupować nowe laptopy, oraz to w jaki sposób ty możesz zrobić to samo.

Wykorzystanie Materiałów I Energii W Laptopach

Jeśli zdecydujesz się nie kupować nowych laptopów, pozwoli ci to, nie tylko na zaoszczędzenie sporej sumy pieniędzy, lecz także wielu zasobów naturalnych i destrukcji środowiska. Według najnowszej analizy cyklu życia, wyprodukowanie jednego laptopa wymaga od 3,010 do 4,340 megadżuli energii – w tej liczbie zawarte jest wydobywanie materiałów, produkcja urządzenia oraz dostarczenie go na rynek. ¹

Każdego roku, ludzie kupują od 160 do 200 milionów laptopów. Oznacza to, że produkcja laptopów zużywa od 480 to 868 petadżuli energii każdego roku, czyli 25-50% całej energii słonecznej wyprodukowanej na świecie w 2018 roku (2,023 petadżuli). ² Produkcja laptopów wymaga dużej ilości materiałów, w tym także minerałów, które są ciężkie do zdobycia ze względu na ekonomiczne, socjalne, geochemiczne i geopolityczne ograniczenia. ³⁴

Produkcja mikrochipów jest procesem niesamowicie wymagającym, zarówno jeśli chodzi o energię jak i materiały, ale to nie jest jedyny problem. Wysoki koszt materiałowy spowodowany jest również ich krótką długością życia. Większość z tych 160-200 milionów laptopów nabywanych każdego roku ma na celu zastąpienie poprzedniego zakupu. Biznesy zazwyczaj wymieniają swoje laptopy co trzy lata, podczas gdy u osób prywatnych dzieje się to co pięć lat. ³ Moje 5.7 lat jest zatem dość typowe.

Laptopy Nie Zmieniają Się

Analiza, do której się odnoszę, wykonana była w roku 2011; badany w niej produkt to Dell Inspiron 2500 z 2001 roku. Nie zdziwię się, jeśli uznasz tę “najnowszą analizę cyklu życia” za przestarzałą, lecz jest to tylko złudzenie. Inne badanie z 2015 roku odkryło, że energia wcielona w laptopach pozostaje po latach taka sama. ⁵

Naukowcy rozłożyli w nim na części 11 laptopów podobnej wielkości, wyprodukowanych między 1999, a 2008 rokiem, i zważyli poszczególne elementy. Zmierzyli także powierzchnie kwarcowe na wszystkich płytach głównych, a także 30 kart DRAM wyprodukowanych, mniej więcej, w tym samym przedziale czasowym (do 2011 roku). Wyniki pokazują, że masa i zawartość materiałów wszystkich kluczowych komponentów – baterii, płyty głównej, dysku twardego, pamięci – zmieniła się tylko nieznacznie, mimo że procesy produkcji stały się bardziej efektywne, zarówno pod względem zużywanej energii jak i materiałów.

Powód jest prosty: większa efektywność produkcji jest zrównoważona przez zwiększoną funkcjonalność. W celu uzyskania tych samych parametrów co wcześniej, wymagana jest teraz mniejsza masa baterii, pamięci i dysków twardych, lecz zwiększone wymagania czynią całkowitą masę tych podzespołów niezmienioną. Ta sama zależność wyjaśnia dlaczego nowsze laptopy nie zużywają mniej energii podczas pracy niż starsze modele. Obecne laptopy są w stanie wykonać te same czynności szybciej, oszczędzając na tym energię, lecz wykonują zarazem znacznie więcej czynności, niż ich poprzednicy. Komputery są zatem najlepszym przykładem działania paradoksu Jevonsa.

Wyzwanie

Wszystko to składa się na to, że zamiana starego laptopa na nowy nie jest przyjazna ani portfelowi, ani środowisku. Jest wręcz przeciwnie; najlepszym sposobem, w jaki konsument może poprawić ekologiczną i ekonomiczną wartość swojego laptopa, jest używanie go tak długo, jak to możliwe. Na szczęście, laptopy są już dojrzałą technologią (nowsze egzemplarze nie różnią się znacznie od poprzednich pod względem funkcji) i posiadają wystarczającą moc do wykonywania swoich zadań. A jednak, konsumenci którzy spróbują korzystać ze swoich dotychczasowych laptopów, będą musieli zmagać się z pewnymi frustrującymi problemami. Poniżej wyjaśnię kilka z tych, na które sam natrafiłem, a także to, dlaczego wcale nie są one tak wielkie, jak mogłoby się wydawać.

Zdjęcie: Trzy laptopy, które używałem od 2000 do 2017 roku.

Mój Pierwszy Laptop - Apple iBook (2000-2005)

W roku 2000, kiedy byłem wolnym strzelcem w branży dziennikarstwa naukowego i technologicznego w Belgii, kupiłem swój pierwszy laptop - Apple iBook. Zaledwie dwa lub trzy lata później, ładowarka zaczęła szwankować. Kiedy dowiedziałem się o koszcie zakupu nowej ładowarki, byłem tak oburzony praktykami Apple – ładowarki można wyprodukować bardzo tanio, lecz producent sprzedawał je bardzo drogo – że odmówiłem jej zakupu. Zamiast tego, udało mi się korzystać nadal z dotychczasowej ładowarki, najpierw kładąc ją pod naciskiem książek i mebli, a gdy to również przestało działać, za pomocą mocno ściśniętej klamry.

Mój Drugi Laptop – IBM ThinkPad R52 (2005-2013)

Kiedy ładowarka w końcu kompletnie przestała działać w 2005 roku, postanowiłem kupić nowy laptop. Miałem tylko jeden wymóg: miał on mieć ładowarkę, która działa długo i jest tania w wymianie. Produkt który wybrałem spełnił moje wymagania, i o wiele więcej. Kupiłem Thinkpad R52 od IBM, i zakochałem się na miejscu. Mój laptop IBM był kompletnym przeciwieństwem iBooka i to nie tylko pod względem wyglądu (prostokątna skrzynka, dostępna w każdym kolorze jaki sobie życzysz, pod warunkiem że życzysz sobie czarnego). Cała maszyna była zbudowana trwale, by służyła mi długo i była łatwa w naprawie.

Gospodarka o obiegu zamkniętym i modułowe produkty są obecnie na czasie, jego żywot może być wydłużany bez końca, poprzez stopniowe naprawianie i wymienianie każdego elementu. Pytaniem zatem nie jest to, jak możemy przejść na gospodarkę o obiegu zamkniętym, lecz dlaczego wciąż się od niej oddalamy.

Pytaniem nie jest to, jak możemy przejść na gospodarkę o obiegu zamkniętym, lecz dlaczego wciąż się od niej oddalamy.

Mój Thinkpad był droższy, niż mój iBook, lecz przynajmniej moje pieniądze nie poszły na fajny wygląd, tylko na porządny komputer. Ładowarka nie sprawiała mi żadnych problemów, a gdy straciłem ją podczas podróży i musiałem kupić nową, mogłem ją dostać w przyzwoitej cenie. Nie wiedziałem wtedy, że ten szczęśliwy zakup będzie jedynym w swoim rodzaju.

Zdjęcie: IBM ThinkPad R52 z 2005 roku.

Mój Trzeci Laptop: Lenovo Thinkpad T430 (2013-2017)

Przenieśmy się do roku 2013. Mieszkałem wtedy w Hiszpanii i prowadziłem Low-tech Magazine. Do pracy wciąż używałem mój IBM Thinkpad R52, lecz na horyzoncie pojawiały się problemy. Po pierwsze, Microsoft chciał mnie niedługo zmusić do wymiany systemu operacyjnego, kończąc wsparcie dla Windowsa XP pod koniec roku 2014. Nie miałem ochoty wydawać kilkaset euro na system operacyjny, który byłby i tak zbyt wymagający dla mojego starego laptopa. Ponad to, nawet po przywróceniu ustawień fabrycznych, mój laptop nie był tak szybki, jak tego chciałem. Innymi słowy, wpadłem w pułapkę zastawioną przez producentów podzespołów i oprogramowania, i błędnie zacząłem myśleć, że potrzebuję nowego laptopa.

Będąc niezmiernie zadowolonym z mojego Thinkpada, kupienie nowego wydawało się logiczne. Tu pojawił się jednak problem: w 2005 roku, niedługo po zakupie mojego pierwszego Thinkpada, Lenovo pochodzące z Chin, które jest obecnie największym producentem komputerów na świecie, wykupiło biznes PC od IBM. Chińskie produkty nie cieszą się reputacją długowiecznych, co było prawdą szczególnie w tamtych latach. Jednak Thinkpady sprzedawane przez Lenovo wyglądały niemal identycznie do tych produkowanych przez IBM, więc liczyłem na szczęście i kupiłem Lenovo Thinkpad T430 w kwietniu 2013 roku. I to za dość sporą kwotę, lecz wierzyłem, że jakość uzasadni cenę.

Mój błąd był oczywisty od samego początku. Musiałem odesłać produkt dwukrotnie, ponieważ jego obudowa była zdeformowana. Gdy wreszcie dostałem egzemplarz, który nie kołysał się na moim biurku, nie musiałem długo czekać na kolejny problem: klawisze zaczęły odpadać. Do dziś pamiętam swoje zdumienie, gdy stało się to po raz pierwszy. Thinkpady od IBM słyną ze swoich wytrzymałych klawiatur, których destrukcja wymaga młotka. Lenovo najwyraźniej nie ceniło sobie tej cechy, więc wymienili klawiatury na gorsze. Może i potrafię pisać agresywnie, ale nigdy nie zepsułem żadnej innej klawiatury.

Z niechęcią zamówiłem wymianę klawisza za 15 euro. W kolejnych miesiącach, wymiana kolejnych klawiszy pochłaniała dodatkowe fundusze. Po wydaniu ponad 100 euro na plastikowe klawisze, które z czasem i tak zepsułyby się ponownie, wyliczyłem, że wymiana wszystkich 90 klawiszy kosztowałaby mnie 1,350 euro. Znalazłem tymczasowe rozwiązanie w przenośnej klawiaturze, ale nie było to praktyczne, zwłaszcza do pracy poza domem – a czyż nie po to mi właśnie laptop?

Jednego byłem pewien – potrzebuję nowego laptopa. Znowu. Ale jakiego? Wiedziałem, że mój wybór na pewno nie padnie ani na Apple, ani na Lenovo.

Zdjęcie: Wymiana wszystkich klawiszy w moim Lenovo T430 kosztowałaby mnie 1350 euro.

Mój Czwarty Laptop: IBM Thinkpad X60s (2017-teraz)

Gdy nie mogłem znaleźć tego, co chciałem, w stanie nowym, postanowiłem przenieść się w czasie. Doszedłem do wniosku, że nowe laptopy produkowane są gorzej niż starsze modele, nawet jeśli ich cena tego nie odzwierciedla. Dowiedziałem się, że Lenovo zmieniło w roku 2011 klawiatury i zacząłem szukać na stronach aukcyjnych Thinkpadów wyprodukowanych zanim do tego doszło. Mógłbym wrócić do mojego R52 z 2005 roku, ale zdążyłem się przyzwyczaić do hiszpańskiego układu klawiatury, podczas gdy R52 miał układ belgijski.

W kwietniu 2017 roku, zdecydowałem się kupić Thinkpada X60s z 2006 roku. ⁶ Pisząc ten artykuł w grudniu 2020 roku, maszyna ta służy mi niemal cztery lata, mając już 14 lat – trzy do pięciu razy więcej, niż przeciętny laptop. Jeśli mój Thinkpad R52 z 2005 roku, zasługiwał na moją miłość, to mój X60s zasługuje na moje uwielbienie. Jest on zbudowany równie trwale - przeżył on już upadek ze stołu na betonową podłogę – a jednocześnie jest mniejszy i lżejszy: 1.43 kg zamiast 3.2 kg.

Robi on wszystko, czego od niego wymagam. Używam go do pisania artykułów, szukania informacji i utrzymywania stron internetowych. Korzystałem z niego także na scenie podczas wykładów i do pokazywania zdjęć na dużym ekranie. Jedyne czego mi w nim brakuje to kamera internetowa, co zaczęło mi szczególnie doskwierać w tym roku. Gdy jest mi potrzebna, uruchamiam ten przeklęty laptop z 2013 roku z zepsutą klawiaturą. Innym rozwiązaniem byłby zakup Thinkpada X200 z 2008 roku, który jest nowszą wersją tego samego modelu i posiada wbudowaną kamerę.

Zdjęcie: Mój ThinkPad X60s.

Jak Sprawić, By Stary Laptop Działał Jak Nowy

Jeśli zdecydujesz się, że twoim kolejnym zakupem będzie stary laptop zamiast nowego, licz się z tym, że może on nie działać tak dobrze jakbyś tego chciał/chciała. Wskazane jest ulepszenie podzespołów, a wymiana oprogramowania jest wręcz wymagana. Oto dwie rzeczy, które musisz zrobić:

1. Używaj oprogramowania oszczędzającego energię.

Mój laptop działa teraz na Linux Lite, jednym z kilku otwartych systemów operacyjnych zaprojektowanych z myślą o działaniu na starych komputerach. Korzystanie z Linuxa to nie tylko sugestia. Nie myśl, że ożywisz stary laptop pakując w niego Microsoft Windows lub Apple iOS. Prędzej cała maszyna się zawiesi. Linux Lite może i nie ma oszałamiającego wyglądu czy najnowszego interfejsu, jednak jest on wciąż przyjazny w użyciu i w żadnym wypadku przestarzały. Zajmuje on bardzo mało miejsca i wymaga niewiele pamięci i mocy procesora. Rezultatem jest stary laptop, który pomimo skromnej specyfikacji, wciąż pracuje płynnie. Używam też lekkich przeglądarek internetowych: Vivaldi oraz Midori.

Jako wieloletni użytkownik Windowsa, uważam systemy z rodziny Linuxa za o wiele lepsze, chociażby dlatego, że ich pobranie i instalacja są darmowe. Ponadto, kradzież danych osobowych i próby zamknięcia cię we własnym ekosystemie są rzadkością - w przeciwieństwie do najnowszych ofert od Microsofta lub Apple. Jednak nawet w przypadku Linuxa, przestarzałość może być nieunikniona. Linux Lite przestanie wspierać 32-bitowe komputery począwszy od roku 2021, co oznacza że będę musiał niedługo zacząć szukać innego systemu, lub nieco młodszego laptopa z 64-bitowym procesorem.

2. Wymień dysk twardy na dysk SSD.

W ostatnich latach dyski SSD stały się powszechnie dostępne i tanie, będąc jednocześnie o wiele szybsze od dysków twardych (HDD). Chociaż możesz, jeśli chcesz, wskrzesić stary laptop tylko za pomocą lekkiego systemu operacyjnego, to dodatkowa wymiana dysku da ci maszynę niemal tak szybką, jak nowy laptop. W zależności od pojemności jakiej potrzebujesz, za dysk SSD zapłacisz od 20 euro (120 GB) do 100 euro (960 GB).

Instalacja jest dość prosta i można znaleźć wiele poradników na ten temat w internecie. Dyski SSD są ciche i bardziej odporne na uszkodzenia fizyczne, ale żyją krócej niż dyski twarde. Mój służy mi już prawie cztery lata. Wygląda na to, że zarówno z punktu widzenia środowiska jak i finansów, stary laptop z dyskiem SSD jest o wiele lepszym wyborem niż zakup nowego laptopa, nawet jeśli będzie trzeba od czasu do czasu wymienić dysk.

Zapasowe Laptopy

Z czasem, postanowiłem zmienić również moją strategię. Kupiłem dwa identyczne modele w podobnej cenie, jeden w roku 2018, a drugi w 2020, jako modele zapasowe. Mam w planie używać tych maszyn tak długo, jak to możliwe, mając części wymiennych pod dostatkiem. Dotychczas miałem do czynienia z dwoma usterkami. Po około jednym roku użytkowania wiatraczek przestał działać. Udało mi się go naprawić w jeden wieczór,w niewielkim sklepie komputerowym prowadzonym przez Chińczyka w Antwerpii.. Powiedział mi wtedy, że podziała on jeszcze przez sześć miesięcy, a tymczasem dwa lata później, wiatrak nadal pracuje.

Następnie w zeszłym roku, tak jak ten przeklęty laptop Lenovo, mój X60s nagle przestał ładować baterię. Wygląda na to, że jest to powszechny problem z Thinkpadami, ale nie udało mi się go naprawić. Wcale też nie musiałem, ponieważ miałem zapasowy laptop w gotowości z którego korzystałem gdy chciałem lub musiałem pracować poza domem.

Zdjęcie: Trzy identyczne laptopy z 2006 roku, wszystkie sprawne i kupione w sumie za mniej niż 200 euro.

Ilustracia: Wnętrze Thinkpada X60s. Źródło: [Hardware Maintenance Manual](https://download.lenovo.com/ibmdl/pub/pc/pccbbs/mobiles_pdf/42x3550_04.pdf).

Magiczna Karta SD

Chciałbym teraz zaprezentować wam moją magiczną kartę SD, czyli kolejne “ulepszenie podzespołów”, które ułatwia używanie starych (a także nowych) laptopów. Wiele osób używa ich do tworzenia kopii zapasowych dokumentów, normalnie przechowywanych na dyskach twardych. Ja używam ich odwrotnie.

Wszystkie swoje dane przechowuję na karcie SD o pojemności 128 GB, którą wkładam na przemian do swoich Thinkpadów. Raz w miesiącu robię kopię zapasową na zewnętrznym dysku, a także regularne kopie na laptopach, na których pracuję. W moim przypadku okazało się to niezawodne: Przestałem zmagać się z utratą danych z powodu problemów technicznych i niedostatecznych kopii zapasowych.

Kolejną przewagą jest to, że mogę pracować na którymkolwiek laptopie, będąc niezależnym od danych przechowywanych na ich dyskach. Podobne zalety ma przechowywanie plików w chmurze, jednak karta SD jest bardziej przyjazna środowisku i nie wymaga dostępu do internetu.

Hipotetycznie, oba dyski twarde mogłyby paść tego samego dnia, a ja mógłbym wciąż pracować, jakby nic się nie stało. Ponieważ używam teraz dwóch laptopów na przemian – jednego na baterii, jednego bez – mogę zostawiać je w rożnych miejscach i nie obawiać się o brakujące dane, tak długo jak trzymam kartę SD w portfelu. Spróbuj zrobić to samo ze swoim nowym, drogim laptopem – powodzenia! Mogę ich też używać jednocześnie, jeśli potrzebuję dodatkowego ekranu.

Jeśli zdecydujesz się używać dysków twardych, karta SD może służyć jako alternatywa do dysku SSD zwiększająca wydajność laptopa. Mój zapasowy laptop nie ma dysku SSD, przez co może być powolny podczas przeglądania ciężkich stron internetowych. Dzięki karcie SD, otwieranie dokumentów i map jest niemal natychmiastowe, tak jak ich przeglądanie i zapisywanie. Pozwala ona również utrzymać dysk w większości pusty, co przyśpiesza jego działanie. Nie wiem, czy jest to praktyczne rozwiązanie w innych laptopach, ale wszystkie moje Thinkpady mają sloty na karty SD.

Koszty

Przeliczmy całkowite koszty tego przedsięwzięcia, w tym inwestycję w zapasowe laptopy i kartę SD, używając aktualnych cen dla kart i dysków SSD, które znacząco potaniały od czasu kiedy je kupiłem:

ThinkPad X60s: 50 euro
Zapasowy ThinkPad X60s: 60 euro
Zapasowy ThinkPad X60: 75 euro
Dwie baterie do wymiany starych: 50 euro
Dysk SSD o pojemności 240 GB: 30 euro
Karta SD o pojemności 128 GB: 20 euro
W sumie: 285 euro

Jeśli kupisz wszystko to co ja, wyniesie cię to jedynie 285 euro. Nowe laptopy w tej cenie są niczym więcej, jak badziewiem, a już na pewno nie dostaniesz dwóch dodatkowych egzemplarzy. Jeśli uda ci się pracować w ten sposób przez dziesięć lat, twój przenośny komputer wyniesie cię zaledwie 28.5 euro na rok. Być może będziesz musiał wymienić dysk SSD lub kartę SD, ale nie zrobi to wielkiej różnicy w kosztach. Co więcej, ograniczasz niszczenie środowiska wywołane przez produkcję nowego laptopa co 5.7 lat.

Zdjęcie: W przewidywalnej przyszłości, moja potrzeby w kwestii laptopów są zaspokojone.

Nie Przesadzaj

Mimo, że ja użyłem Thinkpad X60s jako przykład, ta sama strategia działałaby z innymi modelami – tutaj znajdziesz listę wszystkich modeli – oraz z laptopami innych producentów (o których nic nie wiem). Jeśli nie chcesz korzystać z serwisów aukcyjnych, twój lokalny lombard z pewnością zaoferuje ci używany laptop na gwarancji. A być może nawet nie musisz nic kupować, gdyż wiele ludzi ma stare laptopy walające się po domu.

Nie trzeba się cofać aż do 2006 roku. Mam nadzieję, że jasne jest, iż celem tego artykułu jest przedstawienie ogólnej idei, a nie promowanie mojej konkretnej implementacji. Co więcej, dla większości osób, cofnięcie się przed rok 2006 nie jest realistyczne. Moją pierwszą próbą był Thinkpad X30 z 2002 roku, ale okazało się to zbyt dużym krokiem. Używał on innej ładowarki, nie miał slotu na kartę SD i nie mogłem sobie poradzić z połączeniem bezprzewodowym do internetu. Dla wielu osób, młodszy laptop może być lepszym wyborem. 64-bitowa architektura oraz wbudowana kamera internetowa z pewnością ułatwi użytkowanie. Oczywiście, możesz mnie przebić i cofnąć się do lat 90-tych, ale pożegnasz się wtedy z internetem bezprzewodowym i złączami USB.

Twój wybór laptopa zależy też od tego, co chcesz na nim robić. Jeśli przede wszystkim przeglądasz internet, piszesz, rozmawiasz z innymi, oglądasz filmy i słuchasz muzyki, możesz to zrobić tak samo tanio, jak ja. Jeżeli natomiast pracujesz obrabiasz grafikę, sytuacja może być bardziej skomplikowana, po części dlatego, że prawdopodobnie używasz obecnie Apple. Ta sama strategia mogłaby być przeprowadzona na nieco młodszym i bardziej zaawansowanym laptopie. Jeśli chodzi o zmianę z iOS na Linux, aplikacje biurowe są absolutnie lepsze na Linuxie, niż na jego komercyjnych odpowiednikach, lecz z powodu braku doświadczenia nie mogę się wypowiedzieć na temat innych aplikacji.

To Jest Sztuczka, Nie Nowy Model Ekonomiczny

Nawet jeśli kapitalizm mógłby nam zapewnić dostęp do używanych laptopów przez następne kilka dekad, strategia którą opisałem powyżej powinna być traktowana jedynie jako sztuczka, a nie jako nowy model ekonomiczny. Jest to sposób na radzenie sobie, lub ucieczka, od systemu który próbuje zmusić ciebie do konsumowania tyle, ile się tylko da. To próba przełamania systemu, a nie rozwiązania jego problemów. Potrzebny jest nam inny model ekonomiczny, w którym wszystkie laptopy będą budowane jak Thinkpady sprzed 2011 roku. W konsekwencji, ceny laptopów poszłyby w dół, i właśnie tego chcemy. Ponadto, moglibyśmy znacznie zmniejszyć energię wymaganą na produkcję i pracę laptopów, gdybyśmy wstrzymali trend coraz bardziej wrastającej mocy komputerów.

Co ważne, chociaż zarówno podzespoły oraz oprogramowanie zachęcają ludzi do częstej wymiany komputerów, kluczową rolę gra tutaj właśnie oprogramowanie. Komputer wyprodukowany 15 lat temu wciąż ma te same funkcje, których potrzebujesz, ale nie jest on kompatybilny z najnowszym (komercyjnym) oprogramowaniem. Dotyczy to zarówno systemów operacyjnych, jak i wszelkiego typu programów, od gier, przez programy biurowe, aż do stron internetowych. Co za tym idzie, aby laptopy były bardziej przyjazne dla środowiska, producenci oprogramowania musieliby tworzyć lżejsze wersje swoich kolejnych produktów - nie cięższe. Im lżejsze oprogramowanie, tym dłużej nasze laptopy będą nam służyły i mniej energii będzie zużywane na ich produkcję.

Zdjęcia: Jordi Manrique Corominas, Adriana Parra, Roel Roscam Abbing

Korekta wersji polskiej: Michał Kolbusz

Komentarze

By zostawić komentarz, wyślij go poprzez e-mail na solar (małpa) lowtechmagazine (kropka) com. Twój adres e-mail nie będzie wykorzystywany do innych celów i zostanie usunięty po opublikowaniu komentarza. Jeśli nie chcesz, aby twoje imię zostało opublikowane, podpisz komentarz używając w wiadomości nazwy, którą chcesz, byśmy użyli.

Deng, Liqiu, Callie W. Babbitt, and Eric D. Williams. “Economic-balance hybrid LCA extended with uncertainty analysis: case study of a laptop computer.” Journal of Cleaner Production 19.11 (2011): 1198-1206. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652611000801 ↩︎
International Renewable Energy Agency (IRENA). https://www.irena.org/solar ↩︎
André, Hampus, Maria Ljunggren Söderman, and Anders Nordelöf. “Resource and environmental impacts of using second-hand laptop computers: A case study of commercial reuse.” Waste Management 88 (2019): 268-279. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956053X19301825 ↩︎ ↩︎
Bihouix, Philippe. The Age of Low Tech: Towards a Technologically Sustainable Civilization. Policy Press, 2020. https://bristoluniversitypress.co.uk/the-age-of-low-tech ↩︎
Kasulaitis, Barbara V., et al. “Evolving materials, attributes, and functionality in consumer electronics: Case study of laptop computers.” Resources, conservation and recycling 100 (2015): 1-10. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921344915000683 ↩︎
Lenovo przejęło biznes PC od IBM w 2005 roku, więc technicznie rzecz biorąc laptop który kupiłem to Lenovo Thinkpad X60s. Jednak podzespoły jeszcze wtedy nie zostały zmienione. Nowa marka daje o sobie znać jedynie przez logo umieszczone obok logo IBM. Mój zapasowy laptop, niemalże identyczny model z tego samego roku (X60, samiast X60s) nie posiada żadnych nawiązań do Lenovo. ↩︎

Technologie cyfrowe i ich gigantyczny ślad środowiskowy

Tue, 16 Jun 2009 00:00:00 +0000

Praca artystyczna: [Krajobraz miejski I & II, autorstwa Grace Grothaus](http://gracegrothaus.com/).

Zużycie energii naszych zaawansowanych maszyn i urządzeń jest wielce niedoszacowane.

Kiedy dyskutujemy o zażyciu energii, cała nasza uwaga skupia się na ilości prądu, którą pobiera podczas pracy urządzenie czy maszyna. Uważamy, że 30 watowy laptop jest bardziej wydajny energetycznie niż 300 watowa lodówka. Może wydawać się to logiczne, ale kiedy przyjrzymy się energii jaką potrzeba zużyć na wyprodukowanie urządzenia, takie porównanie przestaje być sensowne. Dotyczy to w szczególności zaawansowanych urządzeń, do których wyprodukowania potrzeba ogromnej ilości surowców i energii. Ile energii, tak naprawdę pochłaniają nasze elektroniczne gadżety?

Zużycie energii przez sprzęt elektroniczny rośnie w zastraszającym tempie, co zostało niedawno (maj 2009 roku, przyp. tłum.) przedstawione w raporcie “Gadżety i Gigawaty” wydanym przez Międzynarodowa Stowarzyszenie Energetyczne (“Gadgets and Gigawatts”, International Energy Association). Według tego raportu, zużycie energii elektrycznej przez komputery, telefony komórkowe, płaskie telewizory, iPody i inne gadżety, podwoi się w roku 2022, następnie potroi w 2030 r. Będzie to oznaczało wzrost światowego zapotrzebowania na elektryczność o 280 Gigawatów. Wydany wcześniej raport The British Energy Saving Trust pt. „Amper kontratakuje"- pdf), dochodzi do podobnych konkluzji.

Jest wiele powodów, dlaczego rośnie zużycie energii związane z korzystaniem ze sprzętu elektronicznego; coraz więcej i więcej ludzi może pozwolić sobie na kupno gadżetów, coraz więcej i więcej pojawia się gadżetów, a już istniejące urządzenie zużywają coraz więcej i więcej energii - bez względu na pojawienie się bardziej wydajnych technologii - o tym paradoksie wydajności energetycznej piszemy dalej.

180 Watowy Laptop

Chociaż to, na co wskazują oba wspomniane wcześniej raporty, powinno dać nam do myślenia, to niestety i jeden i drugi, ogromnie niedoszacowują realnego zużycia energii przez sprzęt elektroniczny. Zacznijmy od tego, że zużycie energii nie jest tożsame ze zużyciem prądu elektrycznego z sieci. W USA sprawność energetyczna sieci energetycznej wynosi średnio około 35%. Jeśli weźmiemy laptopa, który fabrycznie pobiera 60 Wattów mocy z gniazdka, to oznacza to, że naprawdę zużywa trzy razy tyle energii (około 180 Wh, lub 648 kJ).

Jeśli chcemy mieć bardziej realistyczny obraz zużycia energii przez nasz sprzęt elektroniczny to powinniśmy od dzisiaj, mnożyć zużycie prądu pobieranego urządzenie przez 3. Kolejną sprawą, o której łatwo zapomnieć, jest to ile energii zużywa infrastruktura potrzebna do funkcjonowania wielu dzisiejszych technologii: przede wszystkim sieci komórkowej i Internetu (który składa się z farm serwerów, centr baz danych, routerów, przełączników sieciowych, światłowodów, wież nadawczych i wielui innych elementów).

Energia Wcielona

Jednak najważniejsza jest energia potrzebna do wytworzenia tych wszystkich sprzętów elektronicznych (tak samo infrastruktury sieciowej jak i urządzeń osobistych) – tzw. energia wcielona. Energia zużyta na produkcję urządzenia jest obecnie znacznie wyższa niż energia, którą pobierze urządzenie przez cały okres swojej eksploatacji. Przez większość XX wieku było inaczej - procesy wytwórcze nie były tak energointensywne („energointensywne” oznacza wysokie zużycie energii w stosunku do masy wytworzonych produktów, przyp. tłum.)

Staroświecki samochód zużywa znacznie więcej energii, podczas swojego życia (w postaci benzyny), niż potrzeba jej na jego wyprodukowanie. Tak samo jest w przypadku lodówki czy zwykłej żarówki: ilość zużytej energii do ich produkcji jest znikoma w porównaniu z tym ile zużywają podczas swojej eksploatacji.

Zaawansowane technologie cyfrowe odwróciły tę zależność do góry nogami. Garść mikroprocesorów może zawierać w sobie tyle energii wcielonej ile jest w półtoratonowym samochodzie. Ponieważ technologie cyfrowe przyniosły nam mnogość nowych produktów, oraz przeniknęła ona do już prawie każdego istniejącego urządzenie, stajemy dzisiaj w obliczu poważnych konsekwencji. Dzisiejsze samochody, oraz znane od dawna urządzenia analogowe, są obecnie pełne mikroprocesorów (elektryczny czajnik na wodę z WiFi, sterowany przez aplikację w smartfonie już istnieje, przyp. tłum.). Półprzewodniki, które są podstawę energointensywnych mikroprocesorów (w tym kontekście autor podkreśla, że do produkcji procesora potrzeba wyjątkowo dużo energii, jak na jego małą masę, a nie to że sam procesor pobiera duże energii, przyp. tłum.) znalazły swoje miejsce nawet w ekoproduktach, takich jak diody LED czy panele fotowoltaiczne.

Gdzie Się Podziały Dane?

Chociaż łatwo jest pozyskać dane o zużyciu prądu elektrycznego przez urządzenia elektroniczne podczas ich eksploatacji (możecie to nawet zmierzyć sami z użyciem miernika mocy), to znalezienie wiarygodnych, aktualnych danych dotyczących energii zużytej w procesie ich wytwarzania jest niezwykle trudne. W szczególności jeśli dotyczą one szybko rozwijających się technologii. Analiza cyklu życiowego zaawansowanego produktu jest niezwykle złożona i może zając wiele lat (ze względu na mnogość części, materiałów i procesów wytwórczych potrzebnych do ich wytworzenia). W międzyczasie, produkty i procesy wytwórcze ciągle się zmieniają, co skutkuje tym, że analizy stają się nieaktualne już z dniem ich publikacji.

Energia wcielona samej tylko kości RAM przewyższa ilość energii, jaką zużywa laptop w czasie swojego, przeciętnego trzyletniego życia.

Nie istnieją analizy cyklu życiowego nowych technologii (w 2009 roku, przyp. tłum.). Spróbujcie znaleźć analizę, która stara się obliczyć energię wcieloną diody LED, baterii litowo-jonowej czy jakiejkolwiek innej, współczesnej rzeczy napakowanej elektroniką, a jej nie znajdziecie (a jeśli wam się uda, to dajcie mi znać!).

Energia Wcielona Komputera

Najbardziej aktualna analiza cyklu życiowego komputera pochodzi z 2004 roku, a dotyczy urządzenia z 1990 r. Wnioski jakie płyną z tego opracowania są takie, że dla większości wytw arzanych dóbr konsumpcyjnych, stosunek użycia paliw kopalnych do masy wynosi 2 do 1 (potrzeba 2 kg paliw kopalnych, aby wytworzyć 1 kg produktu). W przypadku komputera stosunek ten wynosi 12 do 1 (12 kg paliwa na 1 kg komputera). Przyjmując czas życia komputera na trzy lata oznacza to, że całkowita energia zużyta podczas „życia” komputera, przypada przede wszystkim na jego wytworzenie - 83% lub 7.329 MJ. Energia, którą komputer pobiera z sieci do pracy to 17% z całości. W przypadku telefonów komórkowych wyniki było podobne.

W 1990 roku, komputer to była stacjonarna maszyna z monitorem CRT, a dzisiaj jest to przede wszystkim laptop z płaskim monitorem LCD. Może to sugerować, że energia wcielona dzisiejszych urządzeń będzie niższa, z powodu mniejszej ilości wykorzystanych materiałów (plastiku, metalu, szkła). Jednak to nie plastik, metal i szkło są tym, co czyni komputer tak energochłonnym. Są to mikroprocesory, a dzisiejsze maszyny mają ich więcej, nie mniej.

100 Lat Produkcji

Energia potrzebna do wyprodukowania mikroprocesora jest nieproporcjonalna do jego rozmiarów. Timothy Gutowski naukowiec z MIT, porównał materiało- i energochłonność konwencjonalnych metod wytwarzania, z tymi używanymi do produkcji półprzewodników i nanomaterialów (technologii, która będzie miała zastosowania w tysiącach produktów m. in. elektronice, panelach fotowoltaicznych i diodach LED).

Technologie Cyfrowe Są Owocem Taniej Energii.

Gutowski obliczył ile energii potrzebują konwencjonalne metody wytwarzania takie jak: obróbka skrawaniem, formowanie wtryskowe i odlewanie. Te techniki, są dzisiaj wciąż powszechnie wykorzystywane, chociaż powstały prawie 100 lat temu. Formowanie wtryskowe jest wykorzystywane do produkcji elementów plastikowych, odlewnictwo to technologia metalurgiczna, a obróbka skrawaniem jest procesem usuwania materiału, który obejmuje cięcie metali (używanych zarówno do tworzenia, jak i wykańczania produktów).

6 Rzędów Wielkości

Chociaż istnieją znaczne różnice między poszczególnymi konfiguracjami, wszystkie te metody produkcji wymagają od 1 do 10 megadżuli energii elektrycznej na kilogram materiału [MJ/kg]. Odpowiada to, od 278 do 2780 Wh energii elektrycznej na kilogram materiału [Wh/kg]. Wytworzenie jednego kilogramowego elementu z tworzywa sztucznego lub metalu wymaga zatem tyle samo energii elektrycznej, co oglądanie telewizji na telewizorze z płaskim ekranem przez 1 do 10 godzin (jeśli założymy, że dana część podlega tylko jednej operacji produkcyjnej).

Zapotrzebowanie na energię procesów wytwarzania półprzewodników i nanomateriałów jest znacznie wyższe: do sześciu rzędów wielkości powyżej wymagań konwencjonalnych procesów produkcyjnych (patrz rysunek poniżej, źródło:, dane uzupełniające). Sprowadza się to do 1 000 – 100 000 [MJ] na kilogram elektroniki, w porównaniu z 1 - 10 [MJ/kg] w przypadku konwencjonalnych technik produkcji.

Wyprodukowanie jednego kilograma elektroniki, lub nanomateriałów, wymaga zatem od 280 do 28000 [kWh] energii elektrycznej; wystarczająco dużo, do ciągłego zasilania telewizora z płaskim ekranem przez 41 dni do 114 lat. Dane te nie obejmują energii zużywanej na wentylację pomieszczeń i klimatyzację, które są kluczowa dla produkcji półprzewodników.

Energia Wcielona Mikroczipu

Zużycie energii w procesach produkcji półprzewodników pochodzi z analizy cyklu życia „typowego” 2-gramowego mikroczipu, przeprowadzonej w 2002 r. Niestety dotyczy ona 32 MB pamięci RAM - nawet dzisiaj niezbyt zaawansowanej technologii. Jej wyniki są jednak wymowne: do wyprodukowania 2-gramowego mikroczipu potrzebnych było 1.6 kg paliwa. Oznacza to, że potrzeba 800 kilogramów paliwa do wyprodukowania jednego kilograma mikroczipów (w porównaniu do 12 kilogramów paliwa do wyprodukowania jednego kilograma komputera).

Jeśli jeden kilogram ropy naftowej ma gęstość energetyczna 45 [MJ/kg], to oznacza to, że do wyprodukowania 2 gramów karty pamięci potrzeba 72 [MJ] energii, lub 20 [kWh]. W takim razie 1 kilogram mikroczipu pamięci, będzie miał energię wcieloną równą 36 [GJ] (3.3 [MWh]) energii elektrycznej, co mieści się w naszych wcześniejszych kalkulacjach – 1 000 – 100 000 [MJ/kg] (280 do 28000 [kWh/kg]).

Ponadto, International Roadmap Technology for Semiconductors 2007 Edition (Międzynarodowa Mapa Drogowa Technologii Półprzewodników, edycja 2007) podaje liczbę - 1.9 kilowatogodzin na centymetr kwadratowy mikroczipu [kWh/cm²]. Tak więc, możemy uznać, że 20 kilowatogodzin na 2 gramy jednego czipu, o powierzchni centymetra kwadratowego, jest rozsądnym szacunkiem.

Ile Mikroczipów Jest w Komputerze?

Elektroniczny gadżet lub komputer, nie kryją w sobie kilogramów półprzewodników - jest ich oczywiście znacznie mniej. Jednak nie potrzebujemy kilograma mikroprocesorów, aby być pewnym, że faza produkcji elektroniki zdominuje fazę użytkowania (w sensie zużycie energii, przyp. tłum.). Wcielona energia samego układu RAM przewyższa zużycie energii przez laptop w okresie jego żywotności, wynoszącym średnio trzy lata.

Dzisiejsze komputery osobiste mają pamięć RAM o pojemności od 0.5 do 2 gigabajtów składających się z 18 do 36 dwuczęściowych mikrochipów (jak te opisane powyżej). Odpowiada to, od 1296 do 2595 [MJ] energii zawartej w samej pamięci komputera, lub od 360 000 do 720 000 [Wh]. Wystarczająco dużo, by zasilać 30-watowego laptopa non-stop przez 500 do 1000 dni.

Mikroprocesory („mózgi” wszystkich urządzeń cyfrowych) są bardziej zaawansowane niż układy pamięci, a zatem zawierają co najmniej tyle samo energii wcielonej. Niestety nie opublikowano żadnej analizy cyklu życia mikroprocesora. Jednakże pewne jest, że współczesne komputery zawierają ich coraz więcej.

Jednym z najnowszych trendów w świecie elektroniki jest wprowadzenie „procesorów wielordzeniowych” i „systemów wieloprocesorowych”. Komputery osobiste mogą teraz zawierać 2, 3 lub 4 mikroprocesory. Serwery, konsole do gier i systemy wbudowane mogą mieć ich znacznie więcej (dzisiaj nawet smartfony mogą być wyposażone w ośmiordzeniowe procesory, przyp .tłum.). Każdy z tych „rdzeni” jest w stanie wykonywać swoje zadania niezależnie od innych. Umożliwia to jednoczesne wkonywanie kilku procesów, intensywnie wykorzystujących moc obliczeniową (takich jak skanowanie antywirusowe, przeszukiwanie folderów lub nagrywanie DVD). Z każdym dodatkowym układem (lub powierzchnią układu) rośnie ilość energii wcielonej systemu.

Oszczędności energii uzyskane dzięki technologiom cyfrowym ledwo rekompensują ich rosnący ślad środowiskowy

Kolejnym zjawiskiem, jest wzrost liczby procesorów graficznych (ang. GPU). Jest to specjalistyczny procesor, który odciąża renderowanie grafiki 3D z mikroprocesora. Karta graficzna jest niezbędna we współczesnych grach komputerowych, ale jest również konieczna ze względu na coraz wyższe wymagania graficzne systemów operacyjnych. Procesory graficzne nie tylko zwiększają zużycie energii przez komputer podczas jego używania (GPU mogą zużywać więcej energii niż obecne procesory), ale także oznaczają więcej energii wcielonej komputera. Procesor graficzny wymaga dużej ilości pamięci, a tym samym zwiększa zapotrzebowanie na dodatkowe układy pamięci RAM.

Nanomateriały

Dlaczego mikrochipy są tak energointensywne w produkcji? Stanie się to jasne, kiedy przyjrzymy się z bliska tym urządzeniom - najlepiej pod mikroskopem. Mikrochip jest mały, ale ilość elementów z których się składa jest ogromna. Mikroprocesor wielkości paznokcia może teraz zawierać do dwóch miliardów tranzystorów - każdy tranzystor ma szerokość mniejszą niż 0.00007 milimetra. Powiększmy ten układ, a stanie się on strukturą tak złożoną jak rozległa metropolia.

Ilość materiału zawartego w produkcie może być mała, ale aby uzyskać tak złożony system jak obwód elektroniczny, należy włożyć wiele pracy w jego wytworzenie (co oznacza wiele energii zużytej przez maszyny). Zapotrzebowanie na energię elektryczną maszyn wytwarzających półprzewodniki jest zbliżone do tych używanych w starszych procesach (jak formowanie wtryskowe), jednak różnią się one wydajnością: na wtryskarce można wytworzyć do 100 kg produktów na godzinę, ale w procesie produkcji półprzewodników dostaniemy najwyżej gramy, jak nie miligramy, na godzinę.

Kolejnym powodem, dla którego technologia cyfrowa jest tak energointensywna w produkcji, jest potrzeba zastosowania wysoce skutecznych filtrów powietrza i systemów cyrkulacji powietrza (czego nie uwzględniają powyższe szacunki). Kiedy budujesz nieskończenie małe struktury, jedna drobinka pyłu zniszczy twój obwód. Z tego samego powodu, produkcja mikrochipów wymaga najczystszej klasy krzemu (krzem klasy elektronicznej, skrót z ang. EGS, uzyskiwany w energochłonnym procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej, skrót z ang. CVD).

Produkcja Nanorurek Jest Tak Energointensywna Jak Produkcja Mikrochipów.

Co 18 miesięcy ilość tranzystorów w mikroprocesorze podwaja się (prawo Moore’a). Z jednej strony oznacza to, że potrzeba mniej krzemu aby uzyskać tę samą moc obliczeniową czy wielkość pamięci. Z drugiej strony, gdy tranzystory stają się coraz mniejsze, potrzeba jeszcze skuteczniejszej filtracji powietrza i jeszcze czystszego krzemu. Ponieważ struktura staje się coraz bardziej złożona, jej produkcja wymaga coraz więcej etapów wytwarzania.

Nanotechnologia operuje w jeszcze mniejszej skali niż mikroelektronika, ale ich zapotrzebowanie na energię jest porównywalne. Produkcja nanowłókien węglowych, dzielących wiele procesów produkcyjnych z półprzewodnikami, wymaga od 760 do 3000 [MJ] energii elektrycznej na kilogram materiału, podczas gdy produkcja nanorurek węglowych i nanorurek jedno-ściennych (z ang. SWNT, czyli single wall nanotubes) wymaga 20 000 do 50 000 [MJ] na kilogram. Produkcja nanorurek jest zatem tak energochłonna jak produkcja mikroprocesorów (36 000 [MJ/kg]). Przemysł nanomateriałów chciałby widzieć swoje produkty w prawie każdej dziedzinie współczesnej gospodarki, jednak zastosowanie ich na wielką skalę, będzie raczej niemożliwe z powodu ogromnego zapotrzebowania na energię.

Recykling Nie Jest Rozwiązaniem

Zachęcanie do recyklingu elektroniki jest postrzegane jako sposób na obniżenie energii wcielonej nowych urządzeń. Niestety, w przypadku mikroelektroniki i nanomateriałów to nie działa. Ma to jedynie sens w produktach wytworzonych konwencjonalnymi metodami, ponieważ wymagania energetyczne procesu produkcyjnego (1–10 [MJ/kg]) są niewielkie w porównaniu z energią wymaganą do wytworzenia samych materiałów.

Na przykład, wyprodukowanie 1 kg plastiku z ropy naftowej wymaga od 62 do 108 [MJ] energii, podczas gdy typowa mieszanka pierwotnego i odzyskanego aluminium potrzebuje 219 [MJ] na kilogram nowego metalu. Aby dokonać uczciwego porównania, należy pomnożyć zapotrzebowanie na energię w procesie produkcyjnym przez trzy (1 [MJ] energii elektrycznej wymaga 3 [MJ] energii pierwotnej), ale nawet wtedy konwencjonalne procesy produkcyjne wydają się dość skromne (od 3 do 30 [MJ/kg]) w porównaniu z wydobyciem surowców i obróbką wstępną - około 100 [MJ/kg] (patrz tabela).

Recykling nie jest rozwiązaniem, jeśli całe zużycie energii jest skoncentrowane w samym procesie produkcyjnym.

W przypadku produkcji półprzewodników ten stosunek jest odwrotny. Podczas gdy do wytworzenia 1 kilograma krzemu (i tak już dość wysokiego w porównaniu z wieloma innymi materiałami) potrzeba 230 do 235 [MJ] energii, to chemiczne osadzanie z fazy gazowej (ważny krok w procesie produkcji półprzewodników) wymaga około 1000 [MJ] energii elektrycznej na kilogram, a zatem 3000 [MJ] energii pierwotnej (ponieważ przeciętna sieć energetyczna ma sprawność około 35%, przyp. tłum.).

To dziesięć razy więcej niż wynosi zużycie energii podczas wydobywania surowców i obróbki wstępnej (obróbka wstępna oznacza odzyskiwanie minerałów z rudy, aż do uzyskania surowego materiału, przyp. tłum.). W przypadku konwencjonalnych technik wytwarzania, użycie surowców pochodzących z recyklingu jest skutecznym sposobem na zmniejszenie całkowitego zużycia energii podczas produkcji. Nie tyczy się to półprzewodników. Recykling nie jest rozwiązaniem, jeśli całe zużycie energii jest skoncentrowane w samym procesie wytwórczym.

Nie oznacza to, że produkcja mikroczipów nie wymaga żadnych surowców. W rzeczywistości wytwarzanie mikroprocesorów i nanomateriałów wymaga również większych nakładów materiałowych niż wytwarzanie konwencjonalnych produktów (o kilka rzędów wielkości więcej). Dotyczy to procesów pomocniczych, które nie są bezpośrednio wbudowywane w produkty.

Na przykład, energia wcielona zawarta w strumieniu gazów czyszczących w procesie CVD (nieuwzględniona na powyższych rysunkach) jest o 4 rzędy wielkości większa, niż energia wcielona produktu. Ponadto, gazy te należy poddać obróbce w celu zmniejszenia ich reaktywności i zapobieżeniu powstaniu zanieczyszczeń. Gutowski pisze, „Jeśli zostanie to zrobione przy użyciu spalania w metanie w miejscu użytkowania, energia wcielona samego metanu może przekroczyć ilość zużytego prądu”.

Korzyści Z Technologii Cyfrowej

Mikrochipy mogą mieć pozytywny wpływ na środowisko, jeśli dzięki nim wzrośnie sprawność działania konkretnych technologii i procesów. Te efekty zostały opisane w raporcie inicjatywy Grupy Klimatycznej, zainicjowanej przez 50 największych światowych firm. Ich raport „Smart 2020 – Enebling The Low Carbon Economy in the Information Age” („Smart 2020 – Umożliwienie Gospodarki Niskoemisyjnej w Erze Informacji”) potwierdza wyniki innych badań dotyczących zużycia energii elektrycznej przez sprzęt elektroniczny, ale także wylicza korzyści środowiskowe wynikające z upowszechniania się elektroniki.

Według raportu „Smart 2020”, emisje z technologii informacyjno-komunikacyjnych (w tym zużycie energii przez centra danych, których nie uwzględnia raport IEA) wzrosną z 0.5 giga ton ekwiwalentu CO2 [Gt/eCO2] w 2002 r. do 1.4 [Gt/eCO2] w 2020 r., przy założeniu, że sektor będzie nadal osiągał „imponujące postępy w zakresie efektywności energetycznej, które osiągnął wcześniej”. Jednak podnosząc efektywność energetyczną w innych sektorach gospodarki, technologie informacyjno-komunikacyjne mogłyby przynieść pięciokrotnie większe oszczędności emisji dwutlenku: 7.8 [Gt/eCO2] w 2020 r.

Rozwiązanie problemu błyskawicznie szybkiego starzenia się sprzętu elektronicznego byłoby najpotężniejszym krokiem do zmniejszenia śladu ekologicznego technologii cyfrowej.

Korzyści jakie można osiągnąć to m. in. powstanie inteligentnych sieci energetycznych (2.03 [Gt/eCO2]), inteligentnych budynków (1.86 [Gt/eCO2]), inteligentnych systemów silnikowych (0.97 [Gt/eCO2]), dematerializacja i przechodzenie na aktywność wirtualną (poprzez zastąpienie fizycznych produktów i działań o wysokiej emisji dwutlenku węgla, takich jak książki i spotkania, wirtualnymi ekwiwalentami o niskiej emisji węgla, takimi jak handel elektroniczny, administracja elektroniczna, wideokonferencje, 0.5 [Gt/eCO2]), i inteligentna logistyka (0.225 [Gt/eCO2]). Jednym z pierwszych zadań technologii informatyczno-komunikacyjnych, będzie monitorowanie zużycia energii i emisji w całej gospodarce w czasie rzeczywistym i dostarczanie danych niezbędnych do optymalizacji wydajności energetycznej.

Raport podsumowuje, „Skala redukcji emisji, którą można by zapewnić dzięki inteligentnej integracji technologii informacyjno-komunikacyjnych w nowe sposoby życia, pracy, nauki i podróżowania, sprawia, że sektor ten odgrywa kluczową rolę w walce ze zmianami klimatu, pomimo wzrostu własnego śladu ekologicznego".

Jeśli nawet założymy, że wszystkie te oszczędności się urzeczywistnią (raport przyznaje, że nie będzie to łatwe zadanie), to nie rozwiąże to problemu ogromnej ilości energii potrzebnej do wyprodukowania całego tego sprzętu. Jeśli założymy, że udział procesu wytwarzania wynosi 80% w całkowitym zużyciu energii przez technologie informacyjno-komunikacyjne (bazując na wyliczeniu z jedynej dostępnej analizy cyklu życia komputera), to 1.4 [Gt/eCO2] w 2020 r. w rzeczywistości wyniesie 7.0 [Gt/eCO2] (prawie tyle, co 7.8 [Gt/eCO2]). To praktycznie tyle samo, ile oszczędności ma przynieść rozpowszechnienie technologii cyfrowych. Żadna korzyść dla środowiska nie będzie miała miejsca, a jej rosnący ślad ekologiczny pochłonie wszystkie oszczędności energii.

Technologia Cyfrowa Jest Produktem Taniej Energii.

Badania Timothey’go Gutowskiego pokazują, że historyczny trend zmierza w kierunku coraz bardziej energointensywnych procesów. Jednocześnie zasoby dostępnej energii maleją.

Gutowski pisze, że:

“Zjawisko to [proliferacja technologii cyfrowych] było możliwe dzięki stabilnym i spadającym cenom materiałów i energii w tym okresie. Pozornie ekstrawaganckie wykorzystanie materiałów i zasobów energetycznych przez wiele nowszych procesów produkcyjnych jest niepokojące i należy się z nim zmierzyć. Konieczne są również, działania na rzecz zwiększenia trwałości produktów wytwarzanych w ten sposób.”

Produkcja półprzewodników i nanomateriałów mogłaby stać się bardziej wydajna (i tak zapewne będzie), dzięki obniżeniu zapotrzebowania na energię środków produkcji lub poprzez zwiększenie wydajności procesu wytwarzania (w sensie ilości materiału produkowanego na godzinę). Na przykład „Międzynarodowa Mapa Drogowa Technologii Półprzewodników” (Iternational Technology Roadmap for Semiconductors, w skrócie ITRS), inicjatywa największych producentów układów scalonych na świecie, ma na celu zmniejszenie zużycia energii na centymetr kwadratowy mikroczipu z 1.9 [kWh] dzisiaj do 1.6 [kWh] w 2012 r., a następnie do 1.35 [kWh] w 2015, 1.20 [kWh w 2018 r. i 1.10 [kWh] w 2022 r.

Jednak jak wynika z analizy tych liczb, poprawa wydajności ma swoje granice. Z czasem zyski będą mniejsze, a sama poprawa wydajności nigdy nie zasypie przepaści pomiędzy konwencjonalnymi technikach produkcji, a technikami zaawansowanymi. Energointensywne metody produkcji są nieodłącznym elementem znanej nam technologii cyfrowej.

Raport ITRS ostrzega, że:

„Ograniczenia dostępnych źródeł energii mogą potencjalnie ograniczyć zdolność przemysłu do rozbudowy istniejących obiektów lub budowy nowych”

Gutowski pisze:

„Należy zauważyć, że istnieje również potrzeba całkowitego przeanalizowania każdego z tych procesów i zbadania możliwości użycia procesów alternatywnych i prawdopodobnie zrezygnowania z metody osadzania z fazy gazowej”.

Starzenie Się Technologii

Opisanemu powyżej obrazowi śladu ekologicznego technologii cyfrowej daleko do kompletności. Raport ITRS koncentruje się wyłącznie na zużyciu energii i nie bierze pod uwagę toksyczności procesów produkcyjnych i zużycia zasobów wodnych, które są o kilka rzędów wielkości wyższe, zarówno w przypadku półprzewodników, jak i nanomateriałów (w porównaniu do wytwarzania produktów nieelektronicznych, przyp. tłum.). Podam przykład, który może zobrazować ten problem: większość wody używanej do produkcji półprzewodników to woda ultra czysta (ang. Ultra Pure Water, w skrócie UPW), której produkcja wymaga użycia dużych ilości chemikaliów. W przypadku wielu z tych problemów branża przyznaje, że nie ma skutecznych rozwiązań (patrz ten sam raport ITRS, pdf). Nie można również pominąć problemów dotyczących zagospodarowania odpadów, które nagminnie, w formie elektrośmieci, trafiają do krajów tzw. “trzeciego świata”, gdzie przetwarzane w prymitywne sposób stają się ogromnym zagrożeniem dla zdrowia i środowiskowa. Wydobycie rzadkich surowców potrzebnych do produkcji współczesnej elektroniki może wiązać się z ryzykiem konfliktu zbrojnego (patrz. wydobycie koltranu i wojna domowa w Demokratycznej Republice Kongo, przyp. tłum.).

Powiedzmy na koniec o tym, że wysoka energochłonność technologii cyfrowej wynika nie tylko z energochłonnych procesów produkcyjnych. Równie ważny jest niezwykle krótki czas życia większości elektronicznych gadżetów. Jeśli produkty cyfrowe byłyby długowieczne (lub przynajmniej działały przez dekadę), to ich wysoka energia wcielona nie byłaby takim problemem. Niestety większość komputerów i innych urządzeń elektronicznych jest wymieniana już po zaledwie kilku latach użytkowania, pomimo tego że są w pełni sprawne. Rozwiązanie problemu błyskawicznie szybkiego starzenia się sprzętu elektronicznego byłoby najpotężniejszym krokiem do zmniejszenia śladu ekologicznego technologii cyfrowej.

Prace artystyczne autorstwa Grace Grothaus (prace są na sprzedaż).

Więcej informacji na temat metod produkcji.