De energievraag drastisch verlagen met Green IT

Cases Energie Industrie
De energievraag drastisch verlagen met Green IT

Dertig zoekopdrachten in Google kosten ongeveer net zoveel energie als het koken van een liter water, zo luidt een bekende vergelijking. “Moet je nagaan wat een groot datacenter verbruikt.” Via innovaties in de IT wil het Radboud Centre for Green Information Technology de energievraag de komende decennia drastisch verlagen. In gesprek met onderzoeker Jeroen Jansen en Knowledge Transfer Officer Isabel Rijk, die dit nieuwe initiatief gezamenlijk coördineren.

Verbindingen leggen
Het doel van het door de Radboud Universiteit gestarte centre is het koppelen van onderzoekers rond Green IT. Isabel: “Er zijn heel veel verbindingen te leggen, zowel binnen als buiten de universiteit. Onderzoeksresultaten kunnen in een ander vakgebied net iets anders worden toegepast, of hebben daar een sterk vernieuwende waarde. Door onze netwerken te delen, kunnen we gezamenlijk meer impact maken.”

Jeroen: “In onze modellen nemen we standaard drie dimensies mee: consistentie in de vorm van kwaliteit en veiligheid, duurzaamheid en economie. Als je het bedrijfsleven wilt interesseren voor een bepaalde innovatie, moet altijd die economische dimensie meegenomen worden. Intern kan iemand duurzaamheid niet verkopen als je niet ook de economische winst zichtbaar maakt. Gelukkig gaan in de meeste van onze onderzoeken de potentiële winsten op het gebied van economie en duurzaamheid hand in hand. Dit geldt net zo goed voor grote bedrijven als voor startups en mkb’ers. Door duurzaamheid te combineren met technologische ontwikkeling, helpen we zowel de maatschappij als bedrijven verder. Maar die maatschappelijke component, in dit geval het groene gedeelte zeg maar, staat altijd centraal in ons onderzoek.”

Meerdere perspectieven
Green IT wordt tweeledig ingezet: hoe kun je met behulp van IT processen of producten verduurzamen, en hoe kun je de IT zelf duurzamer maken. Jeroen: “Er zijn meer van dit soort centra bij de universiteiten in Nederland. Maar vaak ligt de nadruk of op de software, of op de hardware. Wij zijn redelijk uniek in dat we beide kanten in ons centrum hebben. Én dat we het onderzoek in beide gebieden ook laten samenwerken.”

Isabel: “Dat past ook bij ons; we zijn een brede universiteit. Beide elementen komen op meerdere plekken in de faculteit terug. En het is juist goed dat er meerderere perspectieven zijn.” Jeroen: “Het komt nog te vaak voor dat je er pas in een meeting achter komt dat een naaste collega aan een vergelijkbaar project werkt. Onderzoek is nog te veel opgedeeld in verschillende vakgroepen en instituten. Meer samenwerken, en op nieuwe manieren, is voor ons dan ook de kern. Dat doen we bijvoorbeeld met periodieke meetings en inhoudelijke seminars. En we hebben sinds kort een interne subsidie, waarbij wetenschappers gezamenlijk een voucheraanvraag kunnen doen. De interesse om projecten hiervoor aan te vragen wordt steeds groter.”

Duurzame dataopslag
Als het gaat om het verduurzamen van de IT zelf, dan springt dataopslag en -verwerking eruit. Isabel: “Drie procent van het wereldwijde stroomverbruik gaat momenteel al naar dataverkeer en dat wordt in rap tempo meer. Als we data efficiënter kunnen opslaan en al die datacenters ook maar een beetje kunnen verduurzamen, heeft dat enorme impact.”

Jeroen: “We werken aan fundamenteel nieuwe technologieën, vaak gebaseerd op de werking van het brein. Dataopslag in enkele atomen bijvoorbeeld; het is inmiddels aangetoond dat je een atoom kunt gebruiken als geheugenelement.”

Dan komt het goed uit dat de Radboud Universiteit het stilste lab van Europa heeft. Isabel: “Dat zweeft in ons gebouw, als een soort grote doos die trillingen absorbeert. Hoe stiller het lab, hoe hoger de resoluties die we kunnen halen met een microscoop. Daardoor zijn we in staat om naar enkele atomen te kijken.”

Artificial Intelligence is bij al deze technieken en toepassingen nooit ver weg. “Dankzij dit soort manieren van dataopslag, kost het trainen van systemen met AI straks veel minder energie en tijd. Het totale energieverbruik van onze systemen blijft zo beheersbaar. En waarschijnlijk gaan we naar een tijdperk waarin verschillende manieren van dataverwerking worden gecombineerd. Er zijn bijvoorbeeld manieren van dataopslag die efficiënter zijn, maar die het lastiger maken om de data uit te lezen. Dat kan prima worden toegepast voor lange-termijn-opslag, bijvoorbeeld bij het digitaliseren van volledige bibliotheken. Informatie die je heel snel nodig hebt sla je dan op een andere manier op, waarbij je het wel snel kunt uitlezen.”

Duurzame producten en processen
De andere pijler is het verduurzamen van processen of producten met behulp van IT. Jeroen: “Als er iets in een fabriek kapot gaat dan moet je de productie vaak helemaal stopzetten. We zijn met AI methoden aan het ontwikkelen waarmee je kunt voorspellen hoe lang de operators nog hebben voordat ze een groot fabrieksproces moeten stoppen: predictive maintenance. Zo kun je beter anticiperen en hoeft het proces niet stil komen te liggen. Dat is goed voor het milieu en voor het bedrijf.”

Isabel: “We maken hierbij gebruik van Life Cycle Assesment (LCA), waarmee je de milieu-impact van een product gedurende de hele levensduur kunt voorspellen. Door een productieproces anders in te richten, kan bijvoorbeeld het CO2-verbruik of het watergebruik veranderen. Zo kun je als bedrijf bepalen of de economische winst en de ecologische voetafdruk in verhouding zijn en kun je betere keuzes maken. Deze LCA wordt normaal niet zozeer als Artificial Intelligence gezien, maar hierbij worden wel veel dezelfde methoden gebruikt. De laatste innovaties in AI-methoden voor systemen met veel onbekende variabelen kunnen ook voor LCA zeer waardevol zijn.”

Een ander voorbeeld is het onderzoek dat wordt gedaan naar zonnecellen, aldus Jeroen. “Het blijkt dat de kwaliteit van zonneschijn van minuut tot minuut enorm kan verschillen. Hoe goed je energie kunt opwekken met een zonnepaneel is daarmee ook heel variabel. Met een unieke meetinstallatie kunnen we de kwaliteit van zonlicht en daarmee de effectiviteit van zonnepanelen meten: daar is AI natuurlijk ook van het grootste belang.”

Bewustwording
Een ander doel van het Centre for Green IT: meer bewustwording. “Maar weinig mensen staan stil bij hoeveel energie iets kost”, aldus Isabel. “Een bekende vergelijking is dat het door Google laten uitvoeren van dertig zoekopdrachten, gewoon achter je computer thuis, ongeveer evenveel energie kost als het koken van een liter water. Met het toenemende gebruik van data is dit onhoudbaar. We willen het verhaal naar buiten brengen dat er fundamenteel nieuwe technologieën ontwikkeld moeten worden.”

Jeroen: “We bouwen met het centrum aan een netwerk van bedrijven, overheidsinstellingen en belangenorganisaties. Daarbij gaan we voor langdurige samenwerking – er zijn partijen die al dertig jaar partner van onze onderzoekers zijn. We stellen zelfs een paar onderzoekers aan die niet als domeinexpert fungeren, maar als expert in het leggen van verbindingen tussen de verschillende deelgebieden van Green IT. Daar valt de grootste winst te behalen.”

Isabel: “Vanuit onze kracht en expertise zoeken we naar partners in verschillende toepassingsgebieden, om daarmee de impact rond duurzaamheid te vergroten. Op die manier willen we de industrie, de energiesector én de wetenschap faciliteren met nieuwe kennis en innovaties.”

Wil je meer weten over AI-toepassingen in de energiesector, of over de ontwikkelingen bij de Radboud Universiteit? Neem contact op.