Digitalisaatio kasvattaa ohjelmistopalvelujen ja elektronisten laitteiden käyttöä kaikilla yhteiskunnan sektoreilla. Massiiviset datakeskukset konkretisoivat osaltaan digitalisaation ja siihen liittyvän energiankulutuksen laajuutta.
"Maailman datakeskukset käyttävät arvioiden mukaan yhteensä 200–250 terawattituntia (TWh) sähköä vuodessa. Tämä voi vastata kokonaisen valtion vuotuista sähkönkulutusta. Suomessa vuoden 2019 sähkökulutus oli noin 305 TWh", taustoittaa Jari Porras, ohjelmistotekniikan professori LUTissa.
Porras peilaa työssään tieto- ja viestintätekniikan alaa, niin kutsuttua ICT-sektoria (information and communication technology) suhteessa ilmastonmuutokseen.
ICT-sektori kuluttaa energiaa ja luonnonvaroja laitteiden valmistuksessa, ylläpidossa ja käytössä, mutta sen luomat digitaaliset ratkaisut ovat myös avainasemassa muiden toimialojen ympäristövaikutusten alentamisessa.
"Navigaattorit ovat yksi esimerkki tästä. Niiden avulla voi suunnitella paitsi matka-ajan, myös esimerkiksi polttoaineen kulutuksen ja päästöjen suhteen optimaalisen reitin kuljettaa ihmisiä ja valtavia määriä tavaroita", havainnollistaa Porras.
"ICT-sektori on osa ongelmaa, mutta ehdottomasti myös osa ratkaisua", toteaa Porras.
Hän jatkaa, että esimerkiksi Pohjoismaissa datakeskuksia on sähköistetty uusiutuviin lähteisiin perustuvalla täsmätuotannolla, usein vesivoimalla.
"Ja vaikka laitekanta on kasvanut ja muun muassa videotoistopalvelujen käyttö lisääntynyt valtavasti, on laitteiden parantunut energiatehokkuus hillinnyt sähkönkulutusta."
Kaikkien meidän tulisi pohtia, mikä laitteiden ja palvelujen käyttö on oikeasti tarpeellista.
Porras ei kuitenkaan halua sen paremmin yritysten kuin kuluttajienkaan tuudittautuvan laitteiden energiatehokkuuden hyvään kehitykseen.
"Kaikkien meidän tulisi mielestäni tietoisesti pohtia omaa kulutustamme myös: mikä kaikki laitteiden ja palvelujen käyttö on oikeasti tarpeellista."
Toisin kuin fyysisten laitteiden, on ohjelmistoratkaisujen ympäristövaikutuksia toistaiseksi haastavaa mitata. Tuotteiden ja palvelujen koko elinkaaren aikaisten kestävyysvaikutusten tekeminen näkyväksi sekä käyttäjien sitouttaminen muutoksiin vaatii Porraksen mukaan valtavia tutkimuspanostuksia lähitulevaisuudessa.
"Vaikutusten näkyväksi tekeminen on keskeistä, sillä kestävyyshaasteen ratkaisemisessa tarvitsemme mukaan kaikki. Tämän ovat todenneet muutkin, mutta viestiä kannattaa toistaa: pelkästään tekniikkaa muuttamalla kestävyyshaastetta ei ratkaista, vaan ihmisten käyttäytymiseen on pystyttävä vaikuttamaan myös", sanoo Porras.
Voisiko ohjelmistoilla olla vastaava energiamerkintä kuin kodinkoneilla?
LUTin ohjelmistotuotannon tutkimusryhmät ovat määrätietoisesti suunnanneet tutkimustaan kestävää kehitystä tukevaan ohjelmistosuunnitteluun. Porras itse on tutkimuskonsortioiden lisäksi asiantuntijana myös monissa kansallisissa ja kansainvälisissä asiantuntijaverkostoissa, joissa etsitään keinoja positiivisten kestävyysvaikutusten maksimoimiseksi.
"Yksittäisten ohjelmistopalvelujen sekä laajempien digiratkaisujen hiilijalanjäljen tai hiilikädenjäljen mittaaminen on suuri haaste, jonka ratkaisemisessa ollaan vielä alkutekijöissä. Jokaiselle ohjelmistopalvelulle olisi hyvä saada vastaavanlainen energiakulutuksen luokittelu kuin vaikkapa kodinkoneille, jotta kuluttajat voisivat omilla valinnoillaan vaikuttaa myönteiseen kehitykseen."
Ympäristövaikutusten arviointiin, mittaamisen haasteisiin ja kuluttajien vaikutusmahdollisuuksiin haetaan vastauksia muun muassa LUTin ja Aalto-yliopiston yhteisessä ICT Ilmaston eduksi (ICA) -tutkimushankkeessa, jota rahoittaa Suomen Akatemia.
"Se, että ympäristövaikutusten mittaaminen on hankalaa, ei tarkoita ettei pitäisi yrittää. ICA-hankkeen puitteissa lähdemme tätä tutkimaan ja harjoittelemaan. Kunnianhimoisena tavoitteenamme on saada joku mittari luotua. Hankkeessa viedään eteenpäin myös esimerkiksi datakeskusten hukkalämmön hyödyntämistä", kertoo Porras hiljattain alkaneen tutkimuskokonaisuuden tavoitteista.
Älykampuksilla vauhditetaan Suomen digikilpailukykyä
Toinen äskettäin alkanut tutkimus Porraksen työkentässä on kahdeksan suomalaisen korkeakoulun yhteinen Smart Campus -kokonaisuus. Oulun yliopiston koordinoiman Smart Campus -tutkimushankkeen ja älykampusohjelman tavoitteena on Suomen digitalisaatiokilpailukyvyn varmistaminen.
Älykampusten ekosysteemeineen on tarkoitus toimia kiihdytysalustana ja kumppanuusmallina pk-yritysten kanssa tehtävälle innovaatioyhteistyölle. Samalla pienoiskaupunkien tavoin toimivat kampukset tuottavat eri yhteiskunnan sektoreille uusia ratkaisuja, joissa yhdistyvät 5G- ja 6G-kyvykkyys, tekoälyratkaisut, sensoriteknologiat ja tietoturvallisuus.
LUTin ohjelmistotuotannon tutkimusryhmä keskittyy erityisesti hankkeessa luotavien innovaatioiden ja toimintamallien kestävyysvaikutusten arviointiin sekä toteutettavien ratkaisujen jalkauttamista tukevaan tutkimukseen.
"Meille on aiemmassa tutkimuksessa ja useissa living lab -tyyppisissä projekteissa kertynyt osaamista ymmärtää digipalvelujen käyttäjiä ja tukea niiden suunnittelua osallistamalla: mitkä seikat käyttäjiä motivoivat ja millaisella yhteiskehittämisellä heitä voidaan sitouttaa uusien ratkaisujen käyttöönottoon", kertoo Porras esimerkkinä LUTin osuudesta SmartCampus -hankkeessa.
"Jos kestävästä kehityksestä ei ole tietoa, ei sitä osaa työssään huomioida"
Kestävää kehitystä tukeva ohjelmistosuunnittelu on myös tärkeä osa tietotekniikan koulutusohjelmien sisältöä, erityisesti maisteriohjelmissa eli diplomi-insinöörin opintojen loppuvaiheessa.
"Kun perustaidot ohjelmistokehityksestä on kandidaatintutkinnossa hankittu, alkaa osaamisen ja asiantuntijuuden syventäminen. Koen itse kouluttajana erittäin tärkeäksi sen, että esimerkiksi tulevilla ohjelmistosuunnittelijoilla on riittävästi tietoa kestävästä kehityksestä, ja uteliaisuutta selvittää kuinka sitä omalla alallaan voi edistää. Jos nämä puuttuvat, ei kestävyyttä osaa omassa työssään huomioida."
Porras on kuitenkin iloinen kohdatessaan motivoituneita opiskelijoita, jotka ajattelevat laajempia kokonaisuuksia.
"Kokemukseni mukaan yhä useampi ohjelmistoalalle hakeutuva on motivoitunut muuttamaan yhteiskunnan toimintaa, eikä pelkästään kehittämään yksittäisiä palveluja."
Eikö ympäristöä voisi suojella samaan tapaan kuin yksilön tietosuojaa?
Porras on ollut vuosien varrella LUTin osalta vetovastuussa kansainvälisissä tietotekniikan maisteriohjelmissa, joissa opiskelijat suorittavat kaksois- tai jopa kolmoistutkintoon johtavia opintoja eri yliopistoissa, ja saavat lopulta tutkintotodistuksen kaikista yliopistoista.
Syksyllä 2021 on alkamassa kaksikin kestävään ohjelmistotuotantoon keskittyvää kansainvälistä ohjelmaa Erasmus Mundus Master's Programme Software Engineers for Green Deal ja Nordic Master's Programme in Sustainable ICT Solutions of Tomorrow.
"Koulutamme asiantuntijoita, jotka kykenevät ratkomaan kestävyyshaasteita paikallisella ja maailmanlaajuisella tasolla. Opintojen sisällöissä esimerkiksi alalle tyypillisiä hackathoneja, eli intensiivisiä ohjelmointitapahtumia, käytetään jonkin paikallisen kestävyyshaasteen ratkomiseen. Muun muassa näin opiskelijoille kehittyy valmiuksia edistää kestävyyttä laajemminkin", sanoo itsekin useita kursseja luennoiva Porras.
Laajavaikutteinen kestävyyden edistäminen on pitkään LUTissa professorina toimineelle Porrakselle selvästi niin kutsuttu sydämen asia. Hän tunnustaa toisinaan pohtivansa radikaalejakin yhteiskunnallisia ohjauskeinoja.
"Yritykset ajavat viime kädessä omistajiensa etuja, joten lainsäädäntöä tarvitaan ohjaamaan vastuullisuuteen. Olen pohtinut, eikö ympäristöä voisi suojella samaan tapaan kuin yksilön tietosuojaa. EU:n tietosuoja-asetus GDPR on hyvinkin radikaali tapa suojella yksityishenkilöitä, ja se pakotti yritykset isoihin muutoksiin ja investointeihin. Eikö kantokykynsä rajoilla kamppaileva maapallo ansaitsisi vastaavan laajuista, yrityksiä velvoittavaa suojaa?", Porras päättää.
Lisätietoja:
