Skaitmeniniai įrankiai padeda miestams ruoštis klimato kaitai

Skaitmeniniai įrankiai gali padėti miestams numatyti karščio salas, potvynių riziką ir energijos poreikį. Tačiau jiems veikti reikia duomenų centrų, jutiklių ir įrangos, kurių gamyba bei naudojimas taip pat vartoja energiją ir gamtos išteklius. VILNIUS TECH Tvarumo centro mokslininkė doc. dr. Rūta Mikučionienė aiškina, kaip šios technologijos padeda planuoti klimato kaitos priemones ir kokią aplinkosauginę kainą jos gali turėti.

Kaip miesto skaitmeninis dvynys padeda planuoti klimato priemones

Skaitmeninis dvynys – tai virtualus objekto, sistemos ar teritorijos modelis, atnaujinamas realaus laiko duomenimis. Miesto modelis gali sujungti oro kokybės jutiklių, meteorologijos stočių, energijos apskaitos sistemų, transporto ir palydovų informaciją. Taip galima vertinti ne tik atskirą rodiklį, bet ir tai, kaip skirtingi miesto procesai susiję tarpusavyje.

Toks modelis leidžia palyginti galimus sprendimus dar prieš juos įgyvendinant. Pavyzdžiui, galima įvertinti, kur želdynai labiausiai sumažintų karštį, kurioms vietoms po liūčių gresia potvyniai arba kaip eismo organizavimas paveiktų transporto išmetamą CO₂ kiekį. Tai gali padėti savivaldybėms ir infrastruktūros valdytojams pasirinkti, kur priemonės būtų naudingiausios ir kokias rizikas reikėtų įvertinti. Vis dėlto modelis pateikia scenarijų, o ne garantuotą ateities prognozę: jo rezultatai priklauso nuo gaunamų duomenų ir pasirinkto scenarijaus.

Ką parodo jutikliai ir palydoviniai duomenys

Monitoringo sistemos renka informaciją apie temperatūrą, drėgmę, vandens lygį, oro taršą, energijos vartojimą ir transporto srautus. Ji padeda nustatyti problemines vietas, stebėti ekstremalių reiškinių pokyčius ir vertinti, ar klimato kaitos mažinimo priemonės veikia. Pavyzdžiui, temperatūros duomenys gali padėti atpažinti miesto karščio salas, o vandens lygio stebėjimas – matyti, kur potvynio rizika reikalauja didesnio dėmesio.

Palydoviniai duomenys aprėpia dideles teritorijas ir leidžia sekti miškų nykimą, žemės dangos pokyčius, potvynius, sausras, gaisrus, miestų plėtrą bei šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracijas. Jie papildo vietoje renkamus jutiklių duomenis: palydovai suteikia platesnį vaizdą, o antžeminės sistemos gali padėti stebėti konkrečias vietas. Šių šaltinių derinimas su skaitmeniniais dvyniais padeda kurti klimato scenarijus ir pagrįsti sprendimus duomenimis.

Tarp aprašomų taikymo pavyzdžių – „Global Forest Watch“, naudojanti palydovinius duomenis, dirbtinį intelektą ir debesų kompiuteriją miškų kirtimams aptikti, bei Europos Sąjungos „Copernicus“ programa, kurios duomenys padeda stebėti miškų gaisrus. Europos skaitmeninis vandenyno dvynys sujungia palydovų, jūrinių jutiklių ir klimato modelių informaciją, kad būtų galima nagrinėti jūros lygio kilimą, audrų poveikį ir jūrų ekosistemų pokyčius. Šie pavyzdžiai rodo, kaip stebėjimo duomenys gali būti pritaikomi skirtingoms aplinkos problemoms, tačiau patys savaime nepakeičia sprendimų ir veiksmų.

Kokių išteklių reikia skaitmeninėms technologijoms

Duomenų centrai, kuriuose saugoma ir apdorojama informacija, naudoja daug elektros, o serverių aušinimui gali reikėti daug vandens. Kai elektra pagaminama iš iškastinio kuro, didėja ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos. Duomenų centrų veiklos poveikis priklauso nuo jų energijos šaltinių, efektyvumo ir aušinimo sprendimų.

Technologijų poveikis prasideda dar prieš jas įjungiant. Serveriams, palydovams, jutikliams ir ryšio įrangai gaminti reikia metalų, o jų gavyba gali pažeisti kraštovaizdį, mažinti biologinę įvairovę ir teršti vandenį. Daugėjant įrangos, daugėja ir elektroninių atliekų. Todėl vien elektros poreikis neparodo viso technologijos ekologinio pėdsako.

Nuolat atnaujinamam skaitmeniniam dvyniui reikia jutiklių, duomenų srautų ir skaičiavimo pajėgumų. R. Mikučionienės pateiktame pavyzdyje miesto dalies modelis su 5 000 daiktų interneto jutiklių ir 10 aptarnaujančių serverių per metus sunaudoja apie 150 MWh elektros – tiek, kiek, kaip nurodoma, per metus sunaudoja apie 50 namų ūkių. Tai konkretaus modelio pavyzdys, o ne visų skaitmeninių dvynių bendras energijos poreikio rodiklis; jo negalima automatiškai taikyti kitoms sistemoms.

Kodėl efektyvesnė technologija nebūtinai sumažina vartojimą

Pigiau saugoti ir apdoroti duomenis gali paskatinti organizacijas jų kaupti daugiau, kurti sudėtingesnius modelius ir didinti skaičiavimo poreikį. Šis reiškinys vadinamas skaitmeniniu atoveiksmio efektu: technologijos efektyvumas didėja, tačiau platesnis jos naudojimas gali vėl auginti bendrą išteklių sąnaudų mastą.

Atsinaujinančioji energija gali mažinti duomenų centrų eksploatavimo poveikį klimatui, bet nepanaikina įrangos gamybai reikalingų žaliavų, energijos ir atliekų problemos. Vertinant skaitmeninės priemonės naudą, svarbu atsižvelgti ir į tai, kokį konkretų sprendimą ji padeda priimti, ir į jos energijos, vandens bei medžiagų poreikį.

Kaip mažinti skaitmenizacijos pėdsaką

Technologijų kūrėjai ir duomenų centrų operatoriai gali rinktis efektyvesnę infrastruktūrą ir atsinaujinančiąją energiją, ilginti įrangos naudojimo laiką, perdirbti elektronines atliekas ir atsakingiau naudoti žaliavas. Savivaldybėms bei infrastruktūros valdytojams svarbu pasirinkti duomenis ir modelio detalumą pagal konkretų sprendimą, kurį reikia įvertinti. Tai padeda susieti skaičiavimo apimtį su praktiniu tikslu, užuot kaupus daugiau duomenų be aiškios paskirties.

Gyventojai gali ilgiau naudoti elektronikos įrenginius ir tinkamai perduoti juos perdirbti. Tačiau didelę infrastruktūros poveikio dalį lemia įmonių ir viešojo sektoriaus sprendimai. Kaip pabrėžia R. Mikučionienė, tvaresniam technologijų naudojimui reikia atsakingos infrastruktūros ir visuomenės supratimo, kaip skaitmeninės paslaugos susijusios su energijos bei kitų išteklių vartojimu.

Šaltinis: ELTA