Kể từ khi thế giới phương Tây bước vào thời đại công nghiệp hơn 200 năm trước, song hành với việc thụ hưởng năng suất lao động tăng cao, của cải vật chất phong phú cùng sự tiện lợi, thì mọi người cũng phải gánh chịu sự ô nhiễm đi kèm. Cùng với tiến trình thúc đẩy công nghiệp hóa của các nước đang phát triển, vấn đề ô nhiễm càng trở thành thách thức nghiêm trọng.
Tuy nhiên, có một loại ô nhiễm mà đến nay vẫn hết sức mới mẻ với mọi người. Đó chính là “ô nhiễm vô hình” không nhìn thấy được, không chạm vào được, và đang chiếm tỷ trọng ngày càng lớn trong vấn đề môi trường thế giới. Hơn nữa, sự ô nhiễm này có liên quan mật thiết đến ngành công nghiệp kỹ thuật số và đã một lần nữa làm thay đổi thói quen sinh hoạt của nhân loại.
Ngành công nghiệp số đã tạo ra các loại rác mới. Trong đó, có một số loại mọi người điều đã biết, chẳng hạn như hàng chục triệu tấn rác điện tử (e-waste) nảy sinh từ việc xử lý các thiết bị điện tử cũ. Tuy nhiên, có một số loại khác mà ít người biết đến, chẳng hạn như sự tiêu thụ điện năng và nhiệt thải lớn sinh ra từ các trung tâm dữ liệu.
Ảnh minh họa
* Chi phí vô hình của công nghệ số
Trong thời đại số, đặc biệt là sự trỗi dậy của Internet đã nâng cao năng lực hình thành, trao đổi và phân tích thông tin xã hội của con người. Tuy nhiên, mặc dù sự thay đổi này đã nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của rất nhiều công ty, nhưng quy mô và tốc độ thay đổi của cách mạng số đã khiến tạo ra một trong những nguồn phát thải carbon có tốc độ tăng nhanh nhất trên thế giới.
Tóm lại, công nghệ thông tin và truyền thông đang hỗ trợ cuộc sống kỹ thuật số của chúng ta song cũng chiếm đến 1,5-4% lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu. Điều đáng nói là quy mô 4% này tương đương với lượng phát thải của tất cả các phương tiện giao thông hàng không trên thế giới, và đang đứng trước nguy cơ đạt mức 2 con số trước năm 2030, vượt qua lượng phát thải của ô tô trên toàn cầu.
Theo Gerry McGovern, tác giả của cuốn sách “World Wide Waste”, kỹ thuật số luôn có trọng lượng và luôn khiến Trái Đất phải trả giá. Tuy nhiên, khai niệm này luôn là trọng lượng ẩn và chi phí ẩn. Vậy những ô nhiễm này đến từ đâu? Rất đơn giản, mỗi lần tìm kiếm trên Internet, mỗi lần gửi và nhận email, mỗi lần cập nhật trạng thái trên Facebook đều tiêu tốn điện năng, đồng thời cũng thúc đẩy phát thải khí nhà kính.
Điện không chỉ cần thiết cho máy tính và điện thoại di động, mà còn cho mạng phần cứng (dây cáp, sợi quang, modem, anten di động…) kết nối với thiết bị của mọi người, cũng như cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu khổng lồ lưu trữ hàng tỷ byte thông tin được tạo ra và chia sẻ mỗi ngày. Những trung tâm dữ liệu này cần nguồn năng lượng lớn để duy trì sự vận hành và thông gió làm mát. Ở Mỹ, lượng điện sử dụng của các trung tâm dữ liệu chiếm 2% tổng lượng điện sử dụng của cả nước.
Hơn nữa, trước khi chúng ta sử dụng những thiết bị này cũng cần đến nguồn năng lượng lớn để sản xuất những bộ phận cấu thành của mạng kỹ thuật số này. Nguồn năng lượng cần thiết cho những thiết bị, mạng lưới và trung tâm dữ liệu này lớn hơn nhiều so với suy nghĩ của mọi người.
Số liệu từ dự án The Shift Project của Pháp cho hay, nhu cầu năng lượng này mỗi năm tăng hơn 9%.
Theo Gerry McGovern, về phương diện bảo vệ môi trường, thế giới kỹ thuật số đã tạo ra một ảo tưởng. Những thứ nhìn thấy trên màn hình có cảm giác tốt hơn cho môi trường so với việc cầm một cuốn sách thực tế. Sách kỹ thuật số cảm giác nhẹ hơn so với sách thực. Tuy nhiên, tất cả đều không giống như những điều nhìn thấy, chi phí thực tế mà sách điện tử gây nên cho môi trường vượt xa các tập tin “phi vật chất” cần tải xuống. Sách điện tử được cấu thành bởi các thiết bị đọc, trung tâm dữ liệu, cũng như mạng dự trữ và chuyển tải sách điện tử.
* Hai thách thức lớn của ô nhiễm vô hình
Trong suy nghĩ của hầu hết mọi người, ô nhiễm là một thứ có thể nhận biết được, chẳng hạn như màu sắc của những dòng sông bị ô nhiễm bởi các nhà máy hóa chất là thứ có thể nhìn thấy được, khói từ các nhà máy điện than là thứ có thể ngửi được, tiếng ồn của các phương tiện giao thông trong thành phố là thứ có thể nghe thấy được.
Tuy nhiên, phân công sản xuất công nghiệp chủ yếu hiện nay đã làm cho ảnh hưởng tiêu cực của nhiều loại ô nhiễm bị người sử dụng sau cùng xem nhẹ. Nhiệt lượng sinh ra từ các máy chủ web (Web server) tiềm ẩn trong các trung tâm dữ liệu lớn, chi phí CO2 thải ra khi xem Netflix chỉ có một số giám đốc điều hành biết được, vật liệu đất hiếm cần thiết để sản xuất phần lớn các thiết bị kỹ thuật số cũng có chi phí khai thác, chỉ có điều những thứ này chỉ được cảm nhận ở đất nước Congo xa xôi hoặc khu vực nông thôn hẻo lánh phía Đông Bắc Trung Quốc. Hầu hết khách hàng sử dụng điện thoại di động hoàn toàn không chú ý đến sự tàn phá nghiêm trọng mà ngành công nghiệp khai thác quặng gây nên đối với môi trường.
Khả năng tàng hình của ô nhiễm kỹ thuật số đã mang lại hai thách thức lớn. Thứ nhất, nó khiến cho các chính phủ, công ty và cá nhân dễ dàng xem nhẹ vấn đề hơn. Thứ hai, nó khuyến khích việc sử dụng lãng phí đối với những công nghệ này. Xét từ góc độ hiệu quả sử dụng năng lượng, công nghệ kỹ thuật số có thể nói là con dao hai lưỡi.
Một mặt, những công nghệ này có thể lấn át các công nghệ vật lý tương đương với chi phí rất nhỏ, trong khi dường như có thể thực hiện việc chuyển tải thông tin ngay lập tức. Từ năm 2000 đến nay, sự đổi mới liên tục về quản lý dữ liệu và phần cứng kỹ thuật số đã giúp cho việc tiêu hao năng lượng của công tác tính toán không ngừng giảm xuống, hiệu quả tăng gấp đôi sau mỗi 2,7 năm, hiện tượng này được gọi là Định luật Koomey. Sự đổi mới này giúp cho các trung tâm dữ liệu duy trì ổn định mức tiêu hao điện năng, mặc dù lưu lượng truy cập Internet và nhu cầu về dịch vụ trung tâm dữ liệu tăng trưởng nhanh chóng trong những năm qua.
Tuy nhiên, chính vì công nghệ kỹ thuật số làm cho nhiều thứ thay đổi dễ dàng và nhanh chóng hơn, nên đã làm gia tăng khuynh hướng sản xuất dư thừa. Trong không gian kỹ thuật số dường như không có giới hạn, chi phí sản xuất và xử lý chất thải ít hơn rất nhiều nên động lực tiết kiệm và thu hồi cũng bị mất đi.
Do đó, xã hội của chúng ta hiện nay luôn phát sinh rác kỹ thuật số. Thiết kế cơ sở hạ tầng kỹ thuật số thường rất lãng phí năng lượng. Để đáp ứng việc sử dụng vào thời gian cao điểm, bộ định tuyến (router) thường vận hành ở mức trên 60% công suất. Tuy nhiên, do tài nguyên kỹ thuật số rẻ như vậy nên không có quy định tắt router vào thời gian không cao điểm, mặc dù nó tiếp tục tiêu hao nhiều năng lượng.
Tương tự, để nhanh chóng xâm nhập thị trường, hầu hết các ứng dụng của điện thoại di động đều bỏ qua việc xem xét đến khía cạnh năng lượng, dẫn đến pin của các thiết bị điện tử tiêu hao rất nhanh, cần phải sạc liên tục. Thái độ lãng phí này được sự khuyến khích từ mô hình quảng cáo của các doanh nghiệp internet, thúc đẩy các công ty công nghệ cung cấp nhiều dịch vụ miễn phí. Trên thực tế, tâm thế “miễn phí và kịp thời” với đặc trưng internet này đã thúc đẩy sự lãng phí. Tuy nhiên, giống như Gerry McGovern đã cảnh tỉnh: “Nếu một dịch vụ được cung cấp miễn phí, thì dữ liệu cá nhân của người dùng chính là sản phẩm, và người thanh toán chính là Trái Đất”.
* Ô nhiễm kỹ thuật số nghiêm trọng như thế nào?
Liên quan đến vấn đề công nghệ kỹ thuật số chiếm bao lượng nhiêu tiêu thụ điện năng và khí thải nhà kính toàn cầu hiện nay, hiện nay giới nghiên cứu vẫn có sự bất đồng. Lấy một ví dụ điển hình: Việc phát video chiếm 60% lưu lượng Internet toàn cầu, nhưng một số nhà phân tích cho rằng chi phí môi trường của video trực tuyến tương đối thấp, trong khi đó một số nhà phân tích khác lại đưa ra con số tính toán tương đương 300 triệu tấn CO2 được thải ra mỗi năm, tương đương với 1% lượng phát thải toàn cầu, hoặc lượng phát thải mỗi năm của Tây Ban Nha.
Tuy nhiên, dù tồn tại những mâu thuẫn, nhưng hầu hết các nhà khoa học đều cho rằng vấn đề khiến cho mọi người đặc biệt quan ngại là tốc độ phát triển của công nghệ số. Mặc dù ô nhiễm của ngành công nghiệp kỹ thuật số có thể không bằng ngành vận chuyển và xây dựng, nhưng tốc độ tăng trưởng của nó lại nhanh hơn rất nhiều. Do sự tăng trưởng này, nên ngay cả những người có thái độ bảo thủ về quy mô ô nhiễm của kỹ thuật số cũng thừa nhận rằng “những cải tiến hiệu quả của công nghệ hiện tại có thể không theo kịp nhu cầu dữ liệu luôn tăng lên, đây là vấn đề ngày càng có khả năng xảy ra”.
Do những hạn chế của định luật vật lý cơ bản, tốc độ tăng trưởng liên tục của hiệu quả sử dụng năng lượng có thể sẽ chậm lại, và ít nhất trong 20 năm qua cũng đều như vậy. Bên cạnh đó, nhu cầu dữ liệu sẽ tăng theo cấp số nhân. Những ngành phát triển nhanh nhất hiện nay dường như đều dựa vào quy mô kinh tế do kỹ thuật số mang lại, những đổi mới công nghệ có triển vọng nhất trong thế kỷ 21 như 5G, Internet vạn vật, tự động hóa… đều cần dữ liệu ngày càng nhiều để phát triển.
Đặc điểm này được thể hiện nổi bật nhất ở lĩnh vực trí tuệ nhân tạo (AI). Trong 10 năm qua, các tài nguyên máy tính cần thiết để tạo ra một mô hình AI cấp cao nhất sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 3,4 tháng. Điều này đồng nghĩa với việc đã tăng 300.000 lần trong giai đoạn 2012 - 2018. Ngoài ra, dịch COVID-19 cũng đã làm tăng tốc số hóa đời sống của con người. Cùng với sự phổ biến của làm việc tại nhà, hội nghị video và các biện pháp phong tỏa, dung lượng dữ liệu trực tuyến đã tăng trưởng bùng nổ.
Dale Sartor, một nhà khoa học nghiên cứu hiệu quả sử dụng năng lượng của phòng thí nghiêm quốc gia Lawrence Berkeley (Mỹ), nhận định vào một thời điểm nào đó trong mấy chục năm tới, rất có thể chúng ta sẽ nhìn thấy sự tăng trưởng bùng nổ của việc sử dụng năng lượng.
Hầu hết mọi người không nhận thức được nhu cầu lớn về năng lượng của nền kinh tế kỹ thuật số. Các quan chức chính phủ hiếm khi soạn thảo các chính sách để giải quyết vấn đề này, và rất ít người lo ngại về các email cũ hoặc nội dung được lưu trữ trên đám mây của mình, trong khi những thứ này tiếp tục tiêu tốn không gian server, từ đó tiêu tốn điện năng.
Chỉ khi sự lãng phí này được công chúng nhìn thấy rõ ràng hơn, hối thúc các nhà lập pháp thay đổi quan điểm xây dựng luật hiện hành, thúc đẩy các công ty hành động nhiều hơn để giảm thiểu “dấu chân bộ nhớ dữ liệu”, thì mọi người mới sử dụng công nghệ kỹ thuật số một cách có trách nhiệm hơn.
Hiện nay, logic của kinh tế quy mô đang tiếp tục chi phối các công ty khởi nghiệp công nghệ tăng trưởng bất chấp, và khẩu hiệu “càng lớn càng tốt” đang tiếp tục chi phối các doanh nghiệp AI. Vì vậy, giải pháp thực sự và lâu dài là cần quan tâm đến khái niệm “ô nhiễm vô hình” đang diễn ra./.
