ICT & Duurzaamheid: een pas de deux?

Alles opslaan en archiveren, is dat eigenlijk wel ecologisch duurzaam? Digitalisering heeft een keerzijde: het is een belasting voor het milieu. Prof. dr. ir. Jan Rotmans, autoriteit op het gebied van transitie en verduurzaming, deelt zijn visie op de combinatie ICT & duurzaamheid.

De wereld staat voor een enorme duurzaamheidsopgave, zo bleek uit een recent verschenen rapport van het VN-klimaatpanel (2018). We hebben nog 15 jaar om nieuwe, schone economie op te bouwen, en als dat niet lukt, betreden we het tijdperk van ontwrichtende klimaatverandering. Zo’n transitie is een ingrijpend proces, waaraan elke sector zijn bijdrage moet leveren. De ICT-sector speelt hierin een belangrijke rol.

De wereld verduurzamen via de ICT-sector kan op twee manieren. Je kunt de ICT-sector zélf duurzamer maken, en je kunt met ICT de wereld om je heen proberen duurzamer te maken. Ik laat beide aspecten de revue passeren, om zo te kijken hoe we die verduurzaming kunnen stimuleren.

Verduurzaming van ICT-sector

De ICT-sector verbruikt ongeveer 2% van het energiegebruik en de CO2-uitstoot in Nederland, 8% van het elektriciteitsgebruik en genereert jaarlijks 20 miljoen kg afval. Het grootste deel wordt verbruikt door datacenters, gevolgd door telecombedrijven en ICT-dienstverleners. Het ICT-gebruik buiten de sector, door consumenten en zakelijke diensten, is nog veel groter (ca. 75%) dan binnen de sector (ca. 25%).

Ondanks de snelle groei in het gebruik van ICT is de laatste 10 jaar het energiegebruik nauwelijks toegenomen.

En dat in een land dat de grootste ICT-dichtheid ter wereld heeft. Zoals Schiphol het Europese knooppunt voor vliegen is, en de Rotterdamse Haven dat voor goederentransport, is Amsterdam een knooppunt voor datatransport. Dat komt vooral door de efficiencyverbeteringen in de ICT, die een sterk energiebesparend effect hebben.

Bij de grote datacenters zien we een behoorlijke toename van het energiegebruik. Bij de telecombedrijven zien we juist een daling, terwijl vast en mobiel dataverkeer fors groeide, met tientallen procenten per jaar. Ook bij consumenten is het energiegebruik van ICT-apparatuur afgenomen door zuinigere apparaten. Overigens is de energie die door de Nederlandse ICT-sector wordt gebruikt voor ongeveer 80% duurzame energie, waarvan ongeveer de helft in Nederland wordt opgewerkt. Ook zijn er kansen voor het hergebruiken van restwarmte van datacenters.

In een explosief groeiende ICT-markt is het dus eigenlijk best een knappe prestatie van de ICT-sector in Nederland om het energiegebruik nagenoeg constant te houden. De werkelijke duurzaamheidsopgave komt echter nog: hoe kunnen we het energiegebruik in ICT drastisch terugbrengen?

Energieverbruik van Internet of Things en Big Data

Plaatsen we de ICT-sector in het licht van de economische transitie die gaande is, dan kunnen we een paar tendensen afleiden die bepalend zijn voor de toekomst van de ICT-sector.

De voortschrijdende digitalisering is een kernonderdeel van de nieuwe economie. Data is de smeerolie en de nieuwe multinationals zijn dataplatforms, zoals Facebook, Google, Uber en Amazon. Steeds meer fysieke objecten worden verbonden met internet, zoals auto’s, televisies, koelkasten, thermostaten en speakers, maar ook pillen en sieraden.

Tezamen vormen zij het  ‘internet of things’, waardoor objecten met elkaar kunnen communiceren en met mensen kunnen interacteren. Hierdoor worden ze slimmer en wordt onze omgeving slimmer en meetbaarder. De schaduwzijde is het verlies van privacy en onvoldoende beveiliging, wat ons kwetsbaar maakt voor digitale inbraken.

Via het ‘internet of things’ kunnen enorme hoeveelheden data worden verzameld, big data, die een schat aan informatie bevatten. Consumenten en bedrijven slaan steeds meer data op, waardoor de hoeveelheid data exponentieel toeneemt. Hierdoor kunnen diensten op maat geleverd worden op allerlei gebieden. In toenemende mate worden data en gegevens online opgeslagen in de cloud, een onzichtbare, onbekende en veilige opslagplek. De ontwikkeling van clouds en cloudcomputing neemt een grote vlucht.

Dit alles zal er voor zorgen dat het datagebruik explosief zal toenemen de komende decennia. De hoeveelheid opgeslagen data in de wereld groeit met ca. 20% per jaar. In 2017 genereerden wij meer data dan in de hele geschiedenis van de mensheid. Over een paar jaar zullen rond de 50 miljard objecten deel uitmaken van het ‘internet of things’. Het potentiële energiegebruik zal hierdoor ook explosief toenemen.

Eén zoekopdracht kost nu al net zoveel energie als een gloeilamp een uur laten branden. De energiekosten voor een server zijn al hoger dan de kosten voor een server zelf. Anderzijds zal de efficiencyverbetering in het ontwerpen, maken en gebruiken van ICT-apparatuur ook toenemen, wat een sterk energiebesparend effect zal hebben. Desondanks is mijn verwachting dat het totale energiegebruik van de ICT-sector wereldwijd, maar ook in Nederland, significant zal toenemen de komende decennia. We zullen dus alles op alles moeten zetten om dit te mitigeren en om te buigen in een duurzame richting. 

De digitalisering van de economie en samenleving kan helpen bij het verduurzamen ervan. De duurzame potentie van ICT is enorm, in hoeverre dat ook wordt gerealiseerd is nog maar de vraag.  Disruptie is het kenmerk van de nieuwe, digitale economie. Er zijn zo’n tien disruptieve technologieën die de economie, maar ook ons leven ingrijpend zullen veranderen. Voorbeelden zijn het internet of things, blockchain, 3D-printing, robotisering, quantum computing, kunstmatige intelligentie en nano-, neuro- en biotechnologie.

Duurzaam energie verdelen met Blockchain

Eén van de meest veelbelovende disruptieve technologieën is blockchain. Blockchain is een digitaal grootboek, waar alle transacties in worden opgeslagen. Niet door één centrale organisatie, maar door de computers van alle deelnemers in het blockchainnetwerk.

Een groot netwerk van tienduizenden computers, verspreid over de hele wereld, lost voortdurend ingewikkelde puzzels op om te controleren of een transactie is geoorloofd of niet.

De kern van blockchain is dat er geen centrale operator is en dat niemand centraal eigenaar is. Iedereen is eigenaar en daardoor niemand. Op die manier is de gedeelde databank veilig, open, gedistribueerd en controleerbaar.

In potentie zijn de toepassingsmogelijkheden van blockchain legio: het kan de administratieve wereld op zijn kop zetten, je kunt namelijk veilig geld overmaken zonder tussenkomst van een bank, of je kunt een huis kopen zonder notaris. Het kan dus de bankier, notaris, toezichthouder of het kadaster overbodig maken.

Een interessante duurzame toepassing van blockchain is het verdelen van energie. Met blockchain kan door burgers zelf opgewekte duurzame energie (bv. zonne-energie), verdeeld worden. In de toekomst bestaat de energie-infrastructuur uit miljoenen kleine, decentrale energiebronnen. Het onderling uitwisselen en over steeds meer consumenten verdelen van die energiestromen op een veilige, betrouwbare en flexibele manier, kan bij uitstek met blockchain. Als dat lukt, kan het ook veel goedkoper worden voor de consument. Er lopen al proeven in Nederland en het buitenland met blockchain voor energieverdeling op lokale schaal, waar grote bedrijven momenteel in investeren.

De keerzijde van Blockchain

Blockchain vreet echter energie. Het gebruik van veel computers die veel ingewikkelde berekeningen maken slurpt per transactie energie. Een blockchaintransactie kost ca. 5000 keer zoveel energie als een betaling met een creditcard. Het blockchainnetwerk verbruikt, vooral via de bitcoins, naar schatting net zoveel energie als een middelgroot Europees land per jaar en het verbruik stijgt razendsnel. Er wordt dan ook gewerkt aan een veel energiezuinigere variant van blockchain, alleen is die ook minder veilig. Dit is een dilemma: als het te veel energie kost om duurzame energie onderling te verdelen onder consumenten, winnen we nog niets en kunnen we daar beter mee stoppen. Een brave burger die net zijn hele huis heeft geïsoleerd en zijn dak vol met zonnepanelen legt, denkt dat hij lekker bezig is wat betreft energiebesparing. Maar als diezelfde burger bitcoins verhandelt, doet hij al zijn moeite misschien wel in één keer teniet.

Internet of Things als energie-oplossing

Ook het internet of things kan een doorbraaktechnologie worden voor de verduurzaming van de energievoorziening. Het slimmer koppelen van energievraag en -aanbod kan op elk mogelijk schaalniveau met het internet of things, waardoor een cascade van energieniveaus ontstaat. Van huis- tot buurtniveau, van lokaal tot stedelijk niveau, en van regionaal tot nationaal en internationaal niveau.

Een combinatie van kleinschalig en grootschalig, allemaal verbonden dankzij slimme, flexibele energienetwerken.

Met geavanceerde datasystemen kunnen steden energiezuiniger worden gemaakt en op die manier ‘slimme’ steden worden. Burgers en gemeenschappen worden energieproducenten, elektrische auto’s worden rijdende energiebronnen die dankzij slimme energienetwerken hun overtollige energie op de juiste plaats en tijd kunnen afleveren. Ook bedrijven zullen onderling op slimme wijze veel meer energie uitwisselen om vraag en aanbod beter in balans te brengen. Dankzij het energie-internet worden tal van nieuwe diensten en slimme energieoplossingen mogelijk.

Er is alleen één probleem: de grote investeringen die dit energienetwerk nodig heeft. Dit kost voor Nederland al gauw 50 miljard euro. Dat is dan weliswaar verspreid over 25 jaar, maar dit zijn toch grote bedragen, die uiteindelijk door burgers, bedrijven en overheden zullen moeten worden opgehoest. Daarom is het onvermijdelijk dat de energierekening voor burgers en bedrijven fors hoger wordt de komende jaren.

Bedrijven: ontwikkel een schaduwlijn en experimenteer

Wat betekent dit voor bedrijven? Bedrijven moeten vooral wendbaar worden om snel en flexibel in te kunnen spelen op de digitale revolutie die gaande is.  Digitale platforms die digitaal vraag en aanbod bij elkaar brengen, zoals Airbnb, Uber, Amazon, Booking.com, YouTube, Spotify, ontstaan in alle economische sectoren. Omdat ze sneller, eenvoudiger en goedkoper zijn dan traditionele bedrijven en ketens, hebben ze een verwoestend effect op de traditionele bedrijven. De verdienmodellen van deze traditionele bedrijven staan dan ook onder druk: óf deze bedrijven passen zich aan, óf ze overleven het niet. Dat is het evolutionaire aspect van de revolutie waar wij deel van zijn. Geld, energie, transport, kennis, onderwijs: vrijwel alle diensten en producten worden gedigitaliseerd.

Als bedrijf moet je jezelf opnieuw uitvinden en werken aan een tweede lijn, een schaduwlijn, waarin je experimenteert met nieuwe verdienmodellen. Binnen dit schaduwspoor kun je systematisch experimenteren met radicale innovatie, dus met verdienmodellen die wezenlijk anders zijn dan de bestaande.

Succesvolle experimenten kunnen worden opgeschaald naar de primaire productielijn, andere mislukken, maar daar kan veel van worden geleerd. Stap voor stap wordt de primaire lijn dan gevoed met wezenlijk nieuwe producten, diensten en verdienmodellen. Dit kost tijd en experimenteerruimte en kan niet direct worden afgerekend in termen van rendementseisen.

Zo investeert het Havenbedrijf in Rotterdam tientallen miljoenen in zo’n schaduwlijn, waarin ze experimenteren met blockchain, big data en 3D-printers. Vanuit de toekomstvisie dat de haven van de toekomst een app is, zodat schippers, verladers, loodsen en terminals makkelijker, goedkoper en efficiënter goederen kunnen vervoeren. De snelst groeiende afdeling van het Havenbedrijf is dan ook de nieuwe data-afdeling, waar inmiddels al zo’n 60 dataspecialisten werken.

Bedrijven moeten de tijd nemen om zich organisatorisch om te polen en een cultuuromslag te realiseren. Dat vraagt om een interne transitie die al gauw tien jaar kan duren, en tegelijkertijd moeten bedrijven daar zo snel mogelijk mee beginnen, want er komt een orkaan op ze af, en voor je het weet bevinden ze zich in het oog van de orkaan.

Literatuur

CE Delft (2016), ‘Trends ICT en Energie 2013-2030’, Maarten Afman & Thijs Scholten (auteurs), Delft, Februari 2016

Global e-Sustainability Initiatives (GeSI) (2015), ‘SMARTer2030, ICT Solutions for 21st Century Challenges’, Brussels, Belgium.

Rotmans, J. (2017), ‘Omwenteling van mensen, organisaties en samenleving’, Arbeiderspers, Amsterdam.

VN-Klimaatpanel (2018), ‘IPCC Special Report on Global Warming of 1.5C’, Intergovernmental Panel on Climate Change, WMO/UNEP, Geneva, Switzerland.

Auteur: prof. dr. ir. Jan Rotmans

Erasmus Universiteit Rotterdam

Jan Rotmans is een scientivist, een gepassioneerde en rebelse wetenschapper die in de praktijk betrokken is bij het versnellen van transities en duurzaamheid. Zowel nationaal als internationaal is hij een autoriteit op het gebied van transities en heeft hij publicaties op het gebied van klimaatverandering, global change modellering, duurzame ontwikkeling, transities en systeeminnovaties geschreven.

Thema's
Deel dit artikel