流媒体视频的使用是全世界呈指数级增长。这些服务是与能源使用和碳排放相关设备、网络基础设施和数据中心。必威体育在线注册
然而,最近的一系列误导媒体报道相反,流媒体视频仍然相对温和的气候影响,尤其是相对于其他活动和部门。
利用分析国际能源机构必威体育在线注册(IEA)和其他可靠的来源,我们暴露出有缺陷的假设在一个被广泛报道的估计排放看30分钟的Netflix。这些夸大实际气候影响了90次。
今天视频的气候影响相对较低是由于快速改善数据中心的能源效率,网络和设备。必威体育在线注册但效率增长放缓,新兴技术和新要求反弹影响,包括人工智能(AI)和区块链,提高提高行业的整体环境影响的担忧在未来几十年。
更新25/11/2020:数据中心必威体育在线注册的能耗数据和数据传输网络已经更新,以反映最近的数据和研究。因此,中央机构估计在2019年为一个小时的视频现在36 gco2,从82年原gco2分析发表在2020年2月。更新的图表和对比还包括纠正值转移项目发布的2020年6月,以及其他媒体援引最近的估计。
误导媒体
最近媒体的文章数量,包括纽约邮报,加拿大广播公司,雅虎,DW,Gizmodo,Phys.org和BigThink,反复声称“产生的排放看30分钟的Netflix(1.6公斤的二氧化碳)几乎是一样的驾驶4英里”。
这些数据来自一个2019年7月的报告由转移项目法国智库“不可持续的和不断增长的影响”的在线视频。报告称流负责超过300吨的二氧化碳(MtCO2) 2018年,相当于排放来自法国。转移项目发表了一篇文章2020年6月纠正/字节转换错误,修改原来的“1.6公斤每半小时”引用向下通过八0.2公斤每半小时。
转移项目的原始“每小时3.2 kgco2”估计是8倍左右2014年同行评议的研究流媒体视频在能必威体育在线注册源和排放的影响,而他们的“纠正”的估计每小时0.4 kgco2类似于2014年的同行评议的研究。
2011年在美国2014年的研究发现流媒体发出每小时0.42 kgco2e在生命周期的基础上,包括“实体化”的生产和排放处理的基础设施和设备。排放操作-相提并论,转移项目分析-仅占0.36 kgco2e每小时。
然而,由于数据中心的能源效率必威体育在线注册网络正在迅速提高- - - - - -每两年翻一番今天必威体育在线注册,能源使用和碳排放从流媒体应该大幅降低。
看用电量,原转变项目数据暗示,一个小时的Netflix电力消耗6.1千瓦小时(kWh)。这是足以让一个特斯拉模型超过30公里、功率LED灯泡持续了一个月,或每天煮一锅一次近三个月。修正后的数据暗示,一个小时的Netflix消耗0.8千瓦小时。
与1.67亿Netflix用户看一个平均每天两个小时,纠正转变项目数据暗示Netflix流消耗每年约94太瓦时(TWh),这是200倍数据通过Netflix (2019年0.45太瓦时)。
最近的另一个要求第四频道分派2017年70亿年估计,YouTube的观点——“Despacito爸爸”,路易斯Fonsi洋基,贾斯汀Beiber——喝过900瓦特小时的电力,或1.66千瓦时每小时查看。按照这个速度,YouTube -一天超过十亿小时的观看时间——每年将消耗600多TWh(全球用电量的2.5%),这将超过全球用电量的数据中心(~ 200太瓦时)和数据传输网络(~ 250太瓦时)。
很明显,这些数字太高,但多少呢?
有缺陷的假设
的假设在项目分析(主要基于一个转变2015年的论文一直在大幅修订的假设2019年和2020年)包含一系列的缺陷,结合在一起,严重夸大电力消耗的视频流。
最初的“1.6公斤每半小时”声称高估了比特率,每秒钟传输的数据量在流,显然假设图24每秒(Mbps),相当于每小时10.8 GB (GB)。这是六倍2019年全球Netflix的平均比特率(约4.1 Mbps或1.9 GB /人力资源,不包括蜂窝网络)和传输速率的三倍以上高清(高清,3 GB /人力资源)。其他典型的转移率7 GB /人力资源超高的定义(UHD / 4 k)、0.7 GB /人力资源标准定义(SD),0.25 GB /人力资源为移动。
这种差异源于一个陈述的假设3 MBps显然错误3 mb每秒转换,MBps,每个字节相当于八个比特。转移项目在其纠正这个错误2020年6月更新但没有修改任何的其他假设,下面讨论。
下面的图表显示了每个项目的三种方式转变等流媒体视频——高估了用电量的比特率,它低估了实际的图的一个领域。这些错误是在图下面的文本描述。
第二,转变项目分析高估了数据中心的能源强度必威体育在线注册内容分发网络(CDN)流媒体视频服务消费者35-fold左右,相对于数据来源于2019年Netflix用电量数据和订阅者使用数据。
第三,我的更新分析显示转变项目高估了数据传输网络的能源强度约50倍,基于流媒体视频的平均比特率。必威体育在线注册这是使用高和过时的能源使用假设的结果为各种访问模式——例如,0.9千瓦时/ GB相比,“移动必威体育在线注册”最近的同行评议的估计0.1 - -0.2千瓦时/ GB 2019年4 g移动。
2020年2月我最初的分析表明,这种转变项目假设数据传输能源强度(0.15 -0.88千瓦时/ GB)远高于最近估计(0.025 - -0.23千瓦时/ GB)。必威体育在线注册然而,最新的研究表明这些基于数据的强度值(千瓦时/ GB)不合适估计高比特率的网络能源使用应用程序,如流媒体视频。必威体育在线注册相反,专家建议使用基于时间的必威体育在线注册能源强度值(千瓦时每小时查看)。因此,我的假设数据传输能耗已经更新必威体育在线注册基于时间的必威体育在线注册能源强度值。
然而,项目的转变低估了设备的能必威体育在线注册耗约4倍,因为它假定查看只发生在智能手机(50%)和笔记本电脑(50%)。根据Netflix发生,然而,70%的观看电视,比笔记本电脑更能源密集型查看(15%),平板电脑(10%),和智能手机(5%)。必威体育在线注册
综上所述,我更新的分析表明,2019年流Netflix视频通常每小时约0.077千瓦时的电力消耗,一些比原来的少80倍估计由转移项目(6.1千瓦时)和10小于纠正估计(0.78千瓦时),如下图所示,左边。结果是高度敏感的选择查看设备类型的网络连接和决议,如下图表所示,正确的。
例如,50英寸LED电视消耗更多的电力比智能手机(100次)或笔记本电脑(5次)。因为手机非常节能,数据传输占超过80%的电力消耗流。必威体育在线注册
基于平均收视习惯,我更新的分析表明,查看设备占大多数的能源使用(72%),其次是数据传输(23%)和数据中心(5%)。必威体育在线注册相比之下,项目价值观的转变表明设备占能源消耗总量的不到2%,由于低估了能源使用的设备(4倍),而大大高估了数据中心的能源消耗(35 x)和数据传输(50 x)。必威体育在线注册
适度的足迹
流媒体视频的碳足迹首先取决于用电量,上面,然后在每个单元相关的二氧化碳排放的发电。
与其他电力用途广泛,如电动汽车,这意味着整个流媒体视频最严重依赖的足迹电是如何生成的。
由的全球平均电混合流30分钟显示,2019年在Netflix发布约0.018 kgco2e(18克,第四列在下面的图表)。这是90倍左右不到原来的1.6公斤图从项目的转变(最左边的列)和11倍不到0.2公斤的“纠正”图(第二列)。国际能源署估计也大大低于其他媒体援引估计,包括22倍低于Despacito索赔(引用4频道,英国广播公司,《财富》杂志和半岛电视台假设一个全球平均网格)和11倍低于混合通过节省能源必威体育在线注册8000万Birdbox发出66 ktco2(引用的观点《纽约客》,用,《福布斯》,《世界报》和英国《每日邮报》)。我估计每小时36 gco2是低于2100倍以上标志着et al。(2020)估计35小时的高清视频放出2.68 tco2,或每小时77 kgco2。
在上下文中,我更新估计半个小时的平均碳足迹Netflix显示相当于在传统汽车开车100米。
但上面的图表显示,这个数字在很大程度上依赖于国家的一代混合问题。在法国,大约90%的电力来自低碳能源,周围的排放量将会2 gco2e,相当于10米的驾驶。
使用国家平均排放因子仍可能高估了排放,特别是来自数据中心。科技公司操作大型数据中心的领导人在清洁能源公司采购,约占必威体育在线注册可再生能源采购协议的一半近年来。
电力混合也快速脱碳,在世界的许多地方。例如,在英国电力的排放强度在2008年和2018年之间下降了近60%。相比2019年的水平电力,全球排放强度瀑布国际能源机构的大约四分之一到2030年规定政策的场景和的一半可持续发展情况。
数字效率
虽然视频流的碳足迹仍相对温和,似乎仍然可能合理预期总体影响上升,指数增加使用量。
然而,已经有重大改进效率的计算,所描述的“库米定律”。本法计算描述了能源效率的趋势,大约每1.6年已经翻了一番自1940必威体育在线注册年代以来,自2000年以来每2.7年。类似的趋势一直在观察数据传输网络必威体育在线注册自2000年以来每两年能源强度减半。
加上设备和设备的寿命短,加速周转,整体的效率的设备、数据中心和网络正在迅速提高。
例如,越来越多的有效的IT硬件(以下库米定律)和一个重大转变,”超大型“数据中心自2015年以来已帮助保持电力需求持平(如下图,右)。今天全世界的数据中心消耗全球用电量的1%,即使互联网流量增长了两倍自2015年以来,数据中心“负载”——衡量服务的需求——翻了一番(下面图表,左)。
以及改变,消费者看不到的地方,也有明显的趋势科技每天都见过。设备也成为小和更高效的,例如,在转变阴极射线管来液晶显示器屏幕,从个人电脑到平板电脑和智能手机。
不断增长的需求
反对这一切是流媒体消费快速增长。Netflix订阅去年增长了20%到167米,而电力消耗增长84%。
许多新视频和云游戏服务也在最近几个月推出。尤其值得注意的是在移动网络中视频流量的快速增长,这是每年55%的速度增长。手机和平板电脑已经占了超过70%的每天数十亿小时的YouTube流。
易于访问流媒体是导致一个大反弹效应,与流媒体视频总体消费迅速增长。但是,数字服务的直接和间接影响的复杂性,如视频、电子书和网上购物,使它非常具有挑战性的量化网络环境影响,相对于其他形式的消费。
此外,新兴数码技术,如机器学习,区块链,5克,虚拟现实,可能会进一步加速对数据中心和网络服务的需求。研究人员开始研究潜力必威体育在线注册能源和排放这些技术的影响,包括区块链和机器学习。
越来越有可能当前技术的效率提升可能无法来保持同步这种日益增长的数据需求。减少能源使用和碳排放上升的风险,投资于研发和实证为私企需要必威体育在线注册有效的下一代计算和通信技术,在继续努力低碳电力供应。
大背景下
视频是一个相当低排放活动,尤其是开车去电影院相比,例如。作为消费者,我们可以进一步减少环境足迹通过使用小型设备和屏幕,消耗更少的电能。更换设备少也可以帮助,因为占生产阶段在80%左右移动设备的生命周期碳排放(大约三分之一的电视机),电子垃圾整个世界是一个日益严重的问题。
更少的数据密集型数字活动,如电子邮件,也吸引了重大和误导媒体关注他们的碳足迹。最近的头条新闻金融时报》,《卫报》和彭博社的绿色表明,减少电子邮件可能会导致大量减排-每年超过16000吨在英国,如果每个成年人每天发送少了一个不必要的电子邮件。这些说法都是基于蛋的能量分析必威体育在线注册假设一个不必要的邮件发出1 gco2,它从何而来从10年前粗略估算。在现实中,电子邮件今天要低得多,排放和专家解释如何以及为什么这些标题大大高估了潜在减排避免电子邮件。
科技公司可以继续扮演着重要的角色在减少对环境的影响流媒体,包括通过进一步努力提高能源效率,在近期必威体育在线注册用新技术和开发新一代技术,投资于可再生能源电力数据中心和网络。必威体育在线注册
可持续设计和编码也可以帮助,例如进一步提高视频压缩。一个最近的研究探索转移的潜在能源和减排YouTube播放的背必威体育在线注册景音乐视频音频只有当。
重要的是要记住的规模排放数字技术与其他行业相比,数字技术占全球碳排放量的1.5%左右。
所有部门和技术需要帮助实现的目标巴黎协定和数字技术也不例外。事实上,数字技术,如人工智能,可以帮助加速气候行动。但是,没有合理的气候政策,人工智能可能最终帮助降低采油成本或延长煤电厂的生命周期。
无可争辩的是需要密切关注的爆炸性增长Netflix和其他数字技术和服务,以确保社会获得最大利益,同时最小化负面影响——包括电力使用和碳排放。
而不是依靠误导媒体报道,这将需要严谨的分析,企业领导力,良好的政策和知情的公民。
方法和来源
流媒体视频的碳排放强度的分析提出了这一块是基于一系列的来源和假设,计算出2019年或可能的最近一年。
- 比特率:全球加权平均计算的基础上订阅的国家和国家层面的数据流平均利率2019年从Netflix;resolution-specific比特率从Netflix。注:全球计算加权平均是稍微保守的假设,从国家层面的比特率数据不包括通过蜂窝网络流,通常低比特率。
- 数据中心:基于Netflix2019年报道直接和间接的电力消耗,的用户数量截至2019年底,他们的平均收视习惯和全球加权平均比特率(见上图)。注意:这个假设也保守,因为报道Netflix用电量数据包括从工作室和办公室用电,这应该被排除在外时计算流排放。
- 数据传输网络:基于时间的能源强度值(必威体育在线注册千瓦/小时)基于新兴的研究Malmodin (2020)。加权的网络类型是基于Netflix查看数据的设备固定和5%移动(95%)。根据Malmodin,基于数据的能源强度假设(千瓦时/ GB)以前不必威体育在线注册适合高比特率的应用,如视频。
- 设备:基于智能手机和平板电脑:计算城市et al。(2014)和城市et al。(2019)iPhone 11规范(电力消耗和电池容量10.2),和iPad规范;笔记本电脑:城市et al。(2019);电视:城市et al。(2019)和公园et al。(2016)基于Netflix,加权查看数据的设备10%(70%的电视,15%的笔记本电脑,平板电脑,智能手机5%)。注意:由于缺乏使用数据,这些假设不包括能源使用的机顶盒和游戏控制台,一些电视观众可能使用。必威体育在线注册结果,这些数据可能略有低估整体从流媒体设备的能源使用。必威体育在线注册
- 碳排放强度的电力:根据国际能源机构国家层面的和全局数据,2030年的场景预测。
更新25/11/2020:这种分析更新包括新的数据浏览时长和新能源利用研究在高比特率数据传输网络的特点,以及修改后的估计从转移项目发表在2020年6月。必威体育在线注册更新还增加了比较其他估计在媒体上广泛引用。