Что по экологии? Сколько углеродного следа оставляет ваш код

В 2025 году IT-индустрия потребляет больше энергии, чем крупная европейская страна в 2010. По данным IEA (International Energy Agency), дата-центры и телекоммуникационные сети уже отвечают за 3,7% глобальных выбросов CO₂ — это больше, чем производит авиация.

Казалось бы, код — это просто текст. Но каждый запрос к API, каждая компиляция и даже холостой цикл требуют энергии. Например, обучение GPT-4 в 2023 году «съело» столько же электричества, сколько 120 домохозяйств за год. А теперь представьте, что таких моделей тысячи, а серверов — миллионы.

Почему это важно? Во-первых, регуляторы ужесточают требования: в ЕС с 2025 года IT-компании обязаны раскрывать углеродный след своих продуктов. Во-вторых, инвесторы все чаще смотрят на ESG-рейтинги — показатели экологического и ответственного производства. В-третьих, оптимизация кода снижает затраты на инфраструктуру.

Эта статья — не манифест экоактивистов, а руководство для разработчиков, архитекторов и технических директоров компаний (СТО), которые стремятся более эффективные и экологичные проекты.

Углеродный след кода: что скрывается за строчками

Программное обеспечение — не виртуальный конструктор. Каждая операция требует электричества, а серверы, на которых работает код, часто питаются от невозобновимых источников энергии — например, угля и газа.

Откуда берутся выбросы

Когда мы говорим об углеродном следе ПО, важно понимать: код не существует в вакууме. Каждая строка, каждый запрос и каждая операция требуют физических ресурсов — электричества, серверного оборудования, систем охлаждения. В 2025 году эта цепочка стала еще сложнее из-за взрывного роста облачных вычислений и ИИ.

Прямые выбросы — это энергия, которую потребляют серверы при выполнении вашего кода. Например, один средний веб-сервер на AWS EC2 (тип t3.large) в год вырабатывает около 400 кг CO₂ — как небольшой автомобиль, проехавший 2000 км. При этом нагрузка на серверы постоянно растет: с 2020 по 2025 год энергопотребление дата-центров увеличилось на 35%.

Косвенные выбросы часто упускают из виду. Производство серверного оборудования — процесс крайне энергоемкий. Для создания одной только микросхемы памяти DDR5 требуется около 200 кВт⋅ч энергии — столько же, сколько средний холодильник потребляет за год. А после выхода оборудования из строя лишь 20% компонентов перерабатывается должным образом (Global E-Waste Monitor 2024).

Системы охлаждения — еще один скрытый источник выбросов. Современные дата-центры работают 24/7, и даже с использованием жидкостного охлаждения на поддержание температуры уходит до 40% всей потребляемой энергии. В жарких странах, ОАЭ или Сингапуре, этот показатель может достигать 50%.

Яркий пример — крупные языковые модели. Если в 2023 году обучение GPT-4 потребовало ~10 ГВт⋅ч (эквивалент годового потребления 120 домохозяйств), то к 2025 году из-за увеличения размеров моделей этот показатель вырос в 1,5 раза. Один запрос к такому ИИ теперь генерирует около 2 г CO₂ — как если бы вы проехали 10 метров на бензиновом автомобиле.

Но проблема не только в ИИ. Обычное веб-приложение с посещаемостью 100 000 пользователей в месяц может производить до 1 тонны CO₂ в год — и это без учета мобильных клиентов и API. При этом 30% этой нагрузки приходится на неоптимизированный фронтенд: тяжелые изображения, избыточные JavaScript-библиотеки и частые запросы к серверу.

Ситуацию усугубляет географический фактор. Дата-центр в Норвегии, где 98% энергии поступает от ГЭС, будет «чище», чем такой же центр в Польше, где угольные электростанции дают 70% энергии. Разница в углеродном следе может быть 20-кратной для идентичных операций.

При этом стандарты измерения все еще остаются разрозненными. PUE (Power Usage Effectiveness), который используют Google и Microsoft, учитывает только эффективность инфраструктуры, но не источник энергии. Новый стандарт CUE (Carbon Usage Effectiveness), разработанный в 2024 году, уже включает эти данные, но его поддерживают менее 30% провайдеров.

Где код тратит энергию впустую

Некоторые части систем особенно вредны для экологии. Главные «пожиратели» ресурсов:

• Неоптимизированные алгоритмы. Сортировка пузырьком (O(n²)) на большом массиве данных может потреблять в 100 раз больше энергии, чем быстрая сортировка (O(n log n)).
• Микросервисный хаос. Архитектура из сотен микросервисов увеличивает нагрузку на сеть. Каждый вызов API между сервисами — это дополнительные 0,5–1 Вт⋅ч.
• Облачные провайдеры. Не все одинаково зеленые. AWS и Google используют 60–70% ВИЭ (возобновляемых источников энергии), но в Азии и Африке их дата-центры часто работают на угле.

Как измерить углеродный след

В 2025 году появились инструменты, которые помогают оценить влияние кода:

• Cloud Carbon Footprint — анализирует выбросы AWS, GCP и Azure.
• Scaphandre — мониторит энергопотребление серверов в реальном времени.
• Greenframe.io — симулирует нагрузку на веб-приложение и считает CO₂.

Климатические инициативы в IT больше не просто красивые слова в корпоративных отчетах. В 2025 году за неэффективный код можно получить не только порицание сообщества, но и вполне реальный штраф.

Европейский союз уже ввел санкции против пяти крупных SaaS-компаний за превышение углеродных квот, а Amazon Web Services выплатила 2,7 млн евро штрафа за неоптимизированные алгоритмы в своих сервисах.

Как изменились подходы к разработке

Эти тренды нацелены на долгосрочное действие и в перспективе должны полностью изменить текущую концепцию в разработке.

Экологичный DevOps — новая реальность

Современные системы автоматического масштабирования стали умнее. Kubernetes Horizontal Pod Autoscaler теперь учитывает не только нагрузку на CPU, но и текущий углеродный след дата-центра. Если в регионе пиковое потребление энергии и работают угольные электростанции, система сознательно ограничивает масштабирование.

Технология, разработанная Google в партнерстве с WattTime, уже снижает выбросы CO₂ на 27-33% по сравнению с традиционным подходом.

CI/CD-цепочки тоже стали «зеленее». Вместо запуска полного набора тестов при каждом коммите, современные системы определяют, какие именно модули затронуты изменениями.

GitHub Actions представил Carbon-Aware Runner, который планирует выполнение задач на время максимальной доступности возобновляемой энергии в регионе. По данным Microsoft, это сокращает углеродный след тестирования на 40%.

Языки программирования: война за эффективность

Rust продолжает набирать популярность не только из-за безопасности, но и благодаря энергоэффективности. Тесты Benchmarks Game показывают, что один и тот же алгоритм обработки данных на Rust потребляет на 38-42% меньше энергии, чем на Python. В 2025 году Rust вошел в топ-5 языков для enterprise-решений, вытеснив Java в 17% крупных проектов.

Но настоящим открытием стал Zig — язык, который сочетает производительность C с простотой синтаксиса. Его компилятор потребляет в 3 раза меньше ресурсов, чем LLVM-бэкенд Rust, что делает его идеальным выбором для встраиваемых систем.

ИИ на грани: когда меньше значит лучше

TinyML-революция набирает обороты. Современные нейросети для микроконтроллеров занимают менее 256 КБ памяти, но справляются с задачами, которые раньше требовали облачных вычислений.

Например, новые датчики Nest анализируют звук прямо на устройстве, определяя не только дым, но и тип возгорания. Это экономит до 150 МБ трафика в месяц на одно устройство.

На фронте больших языковых моделей тоже произошли изменения. Meta* выпустила LLaMA-3 Nano — модель с 500 млн параметров, которая работает на смартфоне и по качеству ответов не уступает GPT-3.5. Ее углеродный след при обучении в 1200 раз меньше, чем у GPT-4.

(*Компания запрещена в РФ)

Новые правила игры: регуляторы и бизнес

С января 2025 года в Евросоюзе действует Углеродный налог на цифровые продукты (Digital Carbon Border Tax). Теперь любое ПО, продающееся в ЕС, должно иметь сертификат углеродной эффективности.

Для крупных enterprise-решений максимально допустимый углеродный след составляет 500 г CO₂ на 1000 пользователей в месяц. Нарушители платят 7% от оборота продукта в регионе.

Венчурные фонды радикально изменили подход к инвестициям. Согласно отчету PwC, 43% фондов требуют ESG-отчетность перед заключением сделки, а 28% вообще не рассматривают стартапы без «зеленой» стратегии. В Кремниевой долине появился первый акселератор Carbon Neutral Startups, который дает бонусы в $50 000 проектам с нулевым углеродным следом.

Корпорации тоже не остались в стороне. Microsoft ввела внутренний углеродный налог — теперь каждое подразделение платит $100 за каждую тонну CO₂, связанную с его продуктами. Эти деньги идут на развитие возобновляемой энергетики.

Но самое интересное происходит на рынке труда. Разработчики с навыками «зеленого» программирования получают на 15-20% больше предложений. Появилась появилась новая категория навыков — «Устойчивая разработка ПО», а спрос на таких специалистов вырос на 300% за последний год.

Как писать «зеленый» код

Каждая лишняя операция в коде — это не только миллисекунды процессорного времени, но и реальные граммы CO₂. В 2025 году энергоэффективность кода перестала быть теоретической концепцией и превратилась в конкретный навык, который влияет на карьеру разработчика. Рассмотрим три ключевых направления оптимизации.

Оптимизация запросов к базе данных

Типичный пример — использование SELECT * вместо явного перечисления полей. Когда приложение запрашивает все поля таблицы users (включая редко используемые avatar_blob или metadata_json), сервер БД тратит дополнительные ресурсы на чтение и передачу этих данных. В крупных системах с миллионами запросов в день это приводит к значительному перерасходу вычислительных ресурсов.

Современные ORM типа Prisma и Drizzle добавили автоматическую оптимизацию запросов. Теперь при использовании select() они анализируют, какие поля действительно нужны на клиенте, и генерируют оптимальный SQL. В тестах это снижает нагрузку на БД на 12-18%.

Работа с циклами и алгоритмами

Классическая ошибка — продолжать перебор массива после нахождения нужного элемента. В 2025 году статический анализатор кода в WebStorm и VS Code автоматически предупреждает о таких ситуациях. Особенно критично это для мобильных приложений: лишние итерации цикла на слабых устройствах увеличивают энергопотребление на 5-7%.

Новые версии JavaScript и TypeScript ввели оптимизированные методы для массивов. Например, array.findLast() работает в 1,5 раза эффективнее ручной реализации с циклом. Для сложных алгоритмов появились «зеленые» библиотеки вроде EcoCollections для Java, которые минимизируют энергопотребление при работе с структурами данных.

Сжатие и передача данных

Формат Brotli стал новым стандартом для API: он обеспечивает лучшее сжатие, чем gzip, особенно для JSON-ответов. Компания Cloudflare провела эксперимент: после перехода на новую версию Brotli нагрузка на их серверы снизилась на 18%, что эквивалентно годовому потреблению энергии 2000 домохозяйств.

Но сжатие — не панацея. Грамотное проектирование API может дать больший эффект. GraphQL-подход, где клиент запрашивает только нужные данные, в среднем почти вдвое уменьшает объем передаваемой информации по сравнению с REST. А технология Server-Sent Events (SSE) для реального времени потребляет в 3 раза меньше ресурсов, чем WebSockets, когда не нужна двусторонняя связь.

Современные фреймворки начали учитывать энергоэффективность. Next.js 15 представил «зеленый» режим компиляции, который оптимизирует сборку под минимальное энергопотребление. В тестах это дало 8% экономии на процессоре при работе приложения. А Deno 2.0 автоматически кэширует зависимости на уровне ОС, сокращая число повторных загрузок.

Эти изменения кажутся мелкими, но в масштабах индустрии они имеют огромное значение. Если бы все репозитории на платформе применили базовые оптимизации, глобальное энергопотребление дата-центров сократилось бы на несколько процентов. Для отрасли, которая потребляет 700 ТВт⋅ч в год, это десятки миллионов долларов и тысячи тонн CO₂.

Выбор технологий

В 2025 году выбор стека технологий влияет не только на производительность, но и на экологичность проекта. Разберем ключевые аспекты, которые помогут снизить углеродный след вашего приложения.

Языки программирования: баланс между скоростью и эффективностью

Rust и Go продолжают доминировать в высоконагруженных системах. Тесты показывают, что веб-сервер на Rust потребляет на 35-40% меньше энергии при одинаковой нагрузке по сравнению с Node.js. Особенно заметна разница в облачных средах, где каждый ватт на счету.

C++ остается выбором для задач, где важна предсказуемая производительность. Новый стандарт C++26 добавил энергоэффективные режимы работы алгоритмов STL, что особенно важно для встраиваемых систем.

Python по-прежнему хорош для прототипирования, но в продакшене его лучше заменять на компилируемые языки. PyPy 8.0 сократил энергопотребление интерпретатора на 25%, но даже с этими улучшениями Python проигрывает Rust в 3-4 раза по эффективности.

Базы данных: от малого к большему

SQLite — идеальный выбор для небольших проектов и edge-устройств. Его новая версия 3.45 добавила режим «энергосбережения», который снижает потребление на 15% при фоновых операциях.

PostgreSQL 17 сделал большой шаг в энергоэффективности. Функция автоматического партиционирования теперь учитывает не только производительность, но и энергопотребление. В тестах это дало 20% экономии на крупных аналитических запросах.

Для высоконагруженных систем появилась альтернатива — ScyllaDB 5.0. Эта Cassandra-совместимая СУБД потребляет втрое раза меньше энергии при аналогичной нагрузке, благодаря полному переписыванию на Rust.

Кейсы: что работает, а что нет

Российские компании тоже внедряют экологичные IT-решения. МТС разработала мобильное приложение, где пользователи получают бонусы за раздельный сбор мусора — их можно обменять на подписки или скидки. За первый год проект привлек 500 тысяч участников и сократил количество непереработанных отходов в регионах присутствия.

НИУ ВШЭ, совместно с Росприроднадзором, автоматизировал сбор экологической отчетности с помощью ИИ. Нейросеть анализирует данные с датчиков и заполняет формы вместо специалистов. Это сократило время обработки с 100 до 10 часов в месяц и уменьшило количество ошибок.

Некоторые архитектурные решения приносят больше вреда, чем пользы. Один московский стартап без необходимости разбил монолитную систему на 50 микросервисов — в результате затраты на инфраструктуру выросли в 3 раза, а углеродный след увеличился на 180%.

Проблемы возникают и на уровне зависимостей. История с left-pad повторилась в 2024 году, когда один npm-пакет потянул за собой 80 МБ ненужных библиотек. Теперь крупные компании проверяют каждую зависимость через Bundlephobia и устанавливают лимит на размер node_modules.

Что нас ждет

В 2025 году отрасль стоит на пороге радикальных изменений, которые перевернут наши представления о «зеленом» программировании.

Супероблака — следующий этап эволюции распределенных вычислений. В отличие от традиционных облачных провайдеров, эти системы автоматически переносят нагрузку между дата-центрами в зависимости от доступности возобновляемой энергии.

Google уже тестирует эту технологию в Северной Европе: когда в Норвегии дует сильный ветер и ветряные электростанции работают на пике, система переносит вычисления именно туда. По предварительным оценкам, это снижает углеродный след на 18-22% по сравнению со статичным распределением.

Но настоящий прорыв ожидается в сегменте квантовых вычислений. Хотя современные квантовые компьютеры потребляют колоссальное количество энергии (система IBM Quantum System One требует около 25 кВт⋅ч для работы одного кубита), их потенциал для оптимизации классических алгоритмов огромен.

В 2024 году исследователи из ЦЕРНа предложили квантовый алгоритм, который сокращает время сложных расчетов в 1000 раз при той же точности. Когда такие решения станут массовыми (прогноз — 2028-2030 годы), энергопотребление дата-центров может сократиться на 30-40%.

Государственное регулирование становится строже. В 2025 году в силу вступает EU Digital Product Passport — требование указывать углеродный след для всего ПО, продающегося в Европе.

Компании, которые не смогут предоставить эти данные, столкнутся с дополнительными налогами до 7% от оборота. В ответ на это крупнейшие IT-корпорации создали Carbon Neutral Software Alliance — консорциум по разработке единых стандартов измерения.

Не отстает и аппаратная часть. Производители чипов переходят на новые техпроцессы: TSMC анонсировала 2-нм процесс, который на 30% энергоэффективнее предыдущего поколения. А стартапы вроде британской ZeroPoint Technologies разрабатывают память с нулевым энергопотреблением в режиме ожидания — технология может сократить энергопотребление серверов на 15%.

Но главный тренд — децентрализация вычислений. Edge-устройства (от смартфонов до промышленных датчиков) становятся мощнее и берут на себя часть нагрузки. Например, новый алгоритм Apple для обработки фото на iPhone 16 выполняет 90% операций локально, а не в облаке. По оценкам компании, это экономит сотни тысяч тонн CO₂ в год только для пользователей в США.

Однако остаются и проблемы. Бум генеративного ИИ привел к взрывному росту энергопотребления: одна тренировка модели Gemini Ultra потребляет столько же энергии, сколько небольшой город за месяц. OpenAI и Anthropic уже работают над более эффективными архитектурами, но прорыва пока не случилось.

В ближайшие 3-5 лет нас ждет:

• массовый переход на углеродно-нейтральные дата-центры — к 2027 году их доля превысит 60%;
• внедрение AI-оптимизаторов кода, которые автоматически сокращают энергопотребление;
• появление «зеленых» рейтингов для приложений — аналог энергоэффективности для бытовой техники.

Компании, внедрившие принципы устойчивого развития в IT, уже в 2025 году получают на больше инвестиций и быстрее проходят аудит регуляторов. Экологичность перестала быть затратой — теперь это конкурентное преимущество.

Технологии будущего уже здесь. Вопрос в том, насколько быстро мы сможем их адаптировать. Как сказал Дженсен Хуанг из NVIDIA на последней конференции GTC:

«Следующее десятилетие определит, станет ли IT частью климатического решения или останется проблемой. Выбор за нами».

Итоги

Экологичность в IT — не благотворительность и не актуальная повестка, а реальная экономия. Плюс работа на перспективу. Оптимизация кода снижает счета за облака и повышает производительность.

С чего начать? Начните с малого:

1. Запустите аудит через Cloud Carbon Footprint.
2. Уберите «мусор» из зависимостей.
3. Выберите хостинг с ВИЭ.

Как говорил Дональд Кнут, автор книги «Искусство программирования»:

«Преждевременная оптимизация — корень всех зол. Но и запоздалая — тоже».

В 2025 году это актуально как никогда.