6G: dobbiamo preoccuparci?
Mentre la diffusione del 5G procede bene, sono già iniziate importanti manovre per la definizione del 6G [1] . I principali attori del mercato (operatori, produttori di apparecchiature e terminali di telecomunicazione), le autorità pubbliche (a livello nazionale o europeo), gli organismi di standardizzazione e gli organismi di ricerca stanno lavorando duramente per proporre una visione di cosa sarà questa nuova rete di comunicazioni mobili e immaginare le relative tecnologie.
Le generazioni si susseguono all’incirca ogni dieci anni, quindi il 6G potrebbe vedere la luce prima della fine del decennio se tutto andrà come previsto. Tuttavia, possiamo mettere in discussione la necessità di definire una nuova rete man mano che l’impronta ambientale della tecnologia digitale comincia ad essere ben nota.
Immaginiamo uno scenario futuristico: sei tranquillamente seduto sul tuo divano. Un dispositivo integrato nei tuoi abiti ti permette di accedere a un mondo virtuale, un metaverso . In questo mondo, il tuo avatar si muove in una città futuristica dove i marchi mostrano le loro pubblicità. Puoi provare i vestiti in un negozio e vederti allo specchio. Puoi sentire la pelle e la trama del tessuto. Grazie ai dati del tuo cervello, del tuo cuore e alla storia della tua vita virtuale, il venditore sa perfettamente come guidarti verso il tuo prossimo acquisto. Utopia, distopia?
Si tratta in ogni caso di uno scenario plausibile se vogliamo credere alle attuali visioni delle reti del futuro: esperienze immersive, un “Internet dei sensi” basato su comunicazioni aptiche , gemelli digitali (ovvero rappresentazioni virtuali di oggetti fisici), intelligenza ovunque, ecc. Tutto questo è davvero virtuale? No, tutto questo è reale, questo è un mondo fatto di server, cavi, antenne, amplificatori di potenza, processori, batterie, aria condizionata, cemento e che produce tonnellate di rifiuti elettronici. La tecnologia digitale quindi non è virtuale e ha un impatto significativo sul nostro ambiente.
Cosa sappiamo oggi dell’impatto ambientale della tecnologia digitale? Si stima che nel 2020 la tecnologia digitale abbia rappresentato tra il 2 e il 4% delle emissioni globali di gas serra [2] (GHG). Le emissioni digitali sono aumentate a un ritmo più elevato rispetto alle emissioni complessive (forse di un fattore 2 nel periodo 2002-2012). Generalmente distinguiamo tra terminali (smartphone, schermi, oggetti connessi, ecc.), reti (router, antenne relè, ecc.) e data center.
Gli endpoint pesano di più (63%), seguiti dalle reti (22%) e dai data center [3] (15%). Quando si tratta di terminali, la quota maggiore deriva dal processo di produzione che emette circa 2/3 di tutti i gas serra che verranno emessi durante il loro ciclo di vita. Questo è chiamato carbonio incorporato. L’osservazione complessiva è quindi relativamente ben nota per i gas serra o il consumo energetico, molto meno per altri impatti, come l’uso dell’acqua o la scomparsa di risorse naturali non rinnovabili.
Possiamo delineare le prospettive per i prossimi dieci o venti anni? È difficile immaginare traiettorie possibili perché non sappiamo quali saranno i nuovi usi o le nuove tecnologie. Ci sono anche incertezze riguardo alle tendenze storiche. Ad esempio, non sappiamo se i miglioramenti in termini di efficienza energetica continueranno e, in caso affermativo, a quale ritmo.
Nella letteratura scientifica esiste tuttavia un relativo consenso sul fatto che, se non si interviene, il traffico dati e il numero di oggetti connessi dovrebbero continuare a crescere. Ma altri processi stanno controbilanciando questo aumento, come il crescente utilizzo di energie rinnovabili per alimentare reti e data center, il miglioramento dell’efficienza energetica o il passaggio parziale dei nostri grandi PC e televisori agli smartphone.
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Negli scenari più pessimistici [4] , le emissioni continuano a crescere. Negli scenari più ottimistici [5] , le emissioni digitali si stabilizzano o potrebbero diminuire leggermente. Ma in ogni caso è lungi dall’essere sufficiente: per raggiungere l’obiettivo dell’Accordo di Parigi di +1,5° rispetto all’era preindustriale, la tecnologia digitale deve ridurre le proprie emissioni del 42% nel 2030, del 72% nel 2040 rispetto al 2010 e del 72% nel 2040 rispetto al 2010. zero nel 2050. Se non facciamo nulla, il digitale rappresenterà il 35% delle emissioni nel 2050 [6] . La tecnologia digitale è quindi a pieno titolo parte del problema e contribuisce alla crisi ambientale.
⌊In valore assoluto, il 5G rischia di consumare più del 4G a causa di un maggior numero di siti, di un maggior numero di antenne e di uno spettro di frequenze più ampio.⌋
Ora concentriamoci sulle reti mobili. In particolare, il 5G ha mantenuto le promesse? Sarebbe piuttosto opportuno parlare delle promesse dei “ broker del futuro [7] ”, vale a dire gli scienziati, gli attori industriali, i consulenti, i politici, i giornalisti scientifici, i finanziatori della ricerca, ecc., che hanno costruito un discorso , una visione, circa dieci anni fa, sulla necessità di un nuovo standard di rete mobile. Sono gli stessi tipi di attori che oggi producono il discorso sul 6G. È ancora difficile dire se abbiano detto la verità, per il semplice motivo che mancano dati pubblici per rispondere.
Il 5G include tecnologie come enormi antenne MIMO o tempi di spegnimento automatico che migliorano l’efficienza energetica. Il 5G è tra 4 e 10 volte più efficiente del 4G [8] . Ciò significa che è necessaria da 4 a 10 volte meno energia per trasmettere la stessa quantità di informazioni. Nel migliore dei casi, otteniamo un miglioramento di circa il 25% all’anno (se contiamo 10 anni tra 4G e 5G).
Tuttavia, in termini assoluti, il 5G rischia di consumare più del 4G a causa di un maggior numero di siti, di un maggior numero di antenne, di uno spettro di frequenze più ampio e di un traffico dati sempre in crescita. Il traffico dati mobile è infatti raddoppiato in 2 anni a livello globale [9] , il che significa un aumento del 41% annuo. È quindi facile comprendere che non si va verso una riduzione drastica dei consumi energetici. In Francia, ad esempio, il consumo di rete è cresciuto ad un ritmo del +5% annuo negli ultimi anni [10] .
Oltre al consumo energetico, ci sono ancora molti punti ciechi, ad esempio sul carbonio incorporato nelle apparecchiature di rete, sugli effetti di rimbalzo o su altri impatti ambientali. Sull’effetto rimbalzo ad esempio: secondo uno studio OpenSignal, gli utenti americani del 5G in onde millimetriche consumano quattro volte più dati che nel 4G [11] . Ma avremmo bisogno di dati dettagliati da parte degli operatori o dell’autorità di regolamentazione per valutare realmente l’impatto, in particolare in Francia.
L’impatto ambientale non si limita ai cambiamenti climatici, attacchi alla biodiversità, consumo di acqua, depauperamento delle risorse naturali sono tutti criteri rispetto ai quali va valutato l’impatto delle reti 5G e per i quali mancano dati attendibili.
Possiamo ovviamente obiettare che i produttori utilizzano sempre più energia rinnovabile per alimentare reti o data center. Ma nessuna energia è completamente pulita o infinitamente abbondante. Anche la loro produzione è notoriamente insufficiente.
Di fronte a questa constatazione forse dovremmo interrogarci sulla regolamentazione del traffico dati o sulla differenziazione degli usi. Con una voluta provocazione: vogliamo ancora fare delle scansioni o fare shopping nel metaverso ? Prima di lanciarsi nel 6G, forse dobbiamo prima fare il punto sul 5G.
⌈Fino a prova contraria, non esiste uno scenario vantaggioso per tutti; la transizione digitale entra in contraddizione con la transizione ecologica.⌉
C’è un effetto positivo della tecnologia digitale su altri settori? L’industria digitale ha spinto il concetto di effetto abilitante [12] , ICT for Green , smart city , smart X , ovvero ha cercato di dimostrare che la tecnologia digitale potrebbe avere effetti positivi indiretti in diversi settori dell’economia attraverso una sostituzione effetto. Ad esempio: viaggio meno perché faccio videoconferenze. Non esiste infatti alcuna evidenza scientifica che, a livello globale, la tecnologia digitale sia vantaggiosa dal punto di vista del consumo energetico.
Uno studio di Lange et al. nel 2020 [13] suggerisce addirittura che la digitalizzazione sia stata finora associata a un maggiore consumo di energia. I resoconti molto ottimistici provengono dalle associazioni industriali, soffrono di un problema di conflitto di interessi e talvolta di errori metodologici [14] . Quindi, fino a prova contraria, non esiste uno scenario vantaggioso per tutti ; in altre parole, la transizione digitale entra in contraddizione con la transizione ecologica.
Il 6G è sulla strada giusta? Il 6G è in fase di definizione in questo momento. La ricerca ovviamente è iniziata diversi anni fa, i primi standard potrebbero uscire prima della fine del decennio. Tuttavia, sembra che le visioni non siano all’altezza della sfida ambientale. La maggior parte dei programmi di ricerca [15] sono intrisi di “sostenibilità”, ma non mettono mai in discussione un modello che ha visto il continuo aumento delle quantità di dati scambiati e del numero di oggetti comunicanti. La “sostenibilità” è onnipresente nei documenti di visione, ma in modo relativamente diluito e talvolta contraddittorio.
Accanto alla sostenibilità ambientale e sociale troviamo, ad esempio, la sostenibilità economica, sinonimo di crescita economica a lungo termine. La stessa sostenibilità ambientale è spesso sinonimo di efficienza energetica, raramente di riduzione assoluta dei consumi energetici, mai di riduzione o stabilizzazione del traffico dati.
I punti ciechi sopra menzionati non vengono trattati anche se l’effetto rimbalzo è noto fin dal XIX secolo [16] . Non mettiamo mai in discussione le strategie dei diversi attori, vale a dire consumatori, operatori, produttori di apparecchiature e fornitori di servizi. Forse il motivo è che la definizione del 6G, come in precedenza del 5G, è stata affidata solo agli attori del mercato, mentre forse la società civile avrebbe dovuto essere coinvolta in modo massiccio. Il 6G quindi non sembra essere sulla strada giusta dal punto di vista ambientale.
La massiccia digitalizzazione osservata e promossa negli ultimi 25 anni non ha consentito di ridurre le emissioni di gas serra, come tutti possono constatare. Le misure di efficienza energetica finora non hanno consentito di rispondere alla crisi ambientale, non c’è motivo perché lo facciano in futuro. La ragione di ciò è senza dubbio che molto spesso sono accompagnati da un effetto rimbalzo che annienta i guadagni. La tecnologia è più efficiente, ma ne approfittiamo per consumare di più. Un’altra ragione potrebbe essere che non mettono in discussione il nostro crescente consumo di dati e oggetti connessi.
La sobrietà, al contrario, consiste nel raggiungimento di obiettivi collettivi di riduzione [17] . Questa è una nozione più interessante perché ci porta a mettere in discussione i nostri stili di vita, a chiederci collettivamente quale traiettoria vogliamo seguire, quali sono i nostri bisogni essenziali e a progettare reti in base a questi bisogni.
Note
[1] Questo testo proviene da una comunicazione orale tenuta al Seminario AIvolution, organizzato il 16 novembre 2023 a Bruxelles presso il Parlamento Europeo.
[2] Charlotte Freitag, Mike Berners-Lee, Kelly Widdicks, Bran Knowles, Gordon S. Blair, Adrian Friday, “ Il clima reale e l’impatto trasformativo dell’ICT: una critica di stime, tendenze e normative ”, Patterns , vol. 2, settembre 2021.
[3] Frédéric Bordage, “ L’impronta ambientale del mondo digitale ”, Green IT, 2019.
[4] Frédéric Bordage, “L’impronta ambientale del mondo digitale”, Green IT, 2019; Lotfi Belkhir, Ahmed Elmeligi, “ Valutare l’impronta delle emissioni globali delle TIC : tendenze al 2040 e raccomandazioni”, Journal of Cleaner Production , 177: 448–463, 2018; Anders SG Andrae, “ Nuove prospettive sull’uso dell’elettricità in Internet nel 2030 ”, Lettere di ingegneria e scienza applicata , vol. 3, n. 2, 2020.
[5] Jens Malmodin, Nina Lövehagen, Pernilla Bergmark, Dag Lundén, “ Consumo di elettricità nel settore ICT e emissioni di gas a effetto serra – Risultati 2020 ”, 2023; Jens Malmodin, Dag Lundén, “ L’impronta energetica e di carbonio dei settori globali ICT ed E&M 2010-2015 ”, Sostenibilità , vol. 10, n. 9, 2018.
[6] Freitag et al. 2021, op. cit.
[7] Laurence Williams, Noam Bergman, “ La legge di Koomey per sempre? Un documento di analisi della produzione e diffusione della promessa del ‘5G verde’”, Previsione tecnologica e cambiamento sociale , vol. 187, febbraio 2023; Roberto Cantoni, Matthias S. Klaes, Simone I. Lackerbauer, Claudia Foltyn, Reiner Keller, “ Shale tales : politica della conoscenza e promesse nel discorso sul gas di scisto europeo”, The Extractive Industries and Society 5, 535–546, 2018.
[8] Rossella Cardone, “ Raggiungere la sostenibilità con l’efficienza energetica nelle reti 5G ”, Ericsson, 2021; ARCEP, “ Valutazione del consumo energetico di un’implementazione 4G vs 5G ”, 2022.
[9] Ericsson, “Rapporto Ericsson sulla mobilità”, 2022.
[10] ARCEP, “ Indagine annuale “Per una tecnologia digitale sostenibile” . Edizione 2022 – Raccolta dati 2020”, 2022.
[11] Francesco Rizzato, “ Mmwave 5g fornisce un grande aumento di capacità agli utenti statunitensi nelle aree ad alto traffico ”, Opensignal, 2021.
[12] GSMA, “ L’effetto abilitante ”, 2019.
[13] Steffen Lange, Johanna Pohl, Tilman Santarius, “ Digitalizzazione e consumo energetico. Le ICT riducono la domanda di energia? », Economia ecologica , vol. 176, ottobre 2020.
[14] Gauthier Roussilhe, “ Cosa può fare la tecnologia digitale per la transizione ecologica? », 2021.
[15] Cfr. ad esempio: 6GSNS, ” Allegato II al programma di lavoro dell’impresa comune SNS per il 2024 “. Programma di lavoro di ricerca e innovazione della SNS 2024”, 2023.
[16] William Stanley Jevons, La questione del carbone , Macmillan, 1865.
[17] Fabrice Flipo, “ Efficienza, effetto rimbalzo, sobrietà ”, AOC, 24 novembre 2023.
Marceau Coupechoux è professore di informatica alla Telecom Paris e all’École Polytechnique e ricercatore presso il Laboratorio di tecnologie dell’informazione e della comunicazione (LTCI). La sua ricerca riguarda la valutazione delle prestazioni, l’ottimizzazione e l’algoritmo delle reti cellulari, nonché gli impatti ambientali di queste reti. È membro del Comitato ARCEP di esperti in reti mobili, del Gruppo di Servizio EcoInfo del CNRS che mira ad agire per ridurre gli impatti (negativi) ambientali e sociali delle ICT (Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione), e delle Reti che funzionano gruppo del Progetto Shift.