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多媒体电视视频流。 图片来源:Michael Zech / Alamy Stock Photo
事实核查
2020年2月25日13:08

事实核查:Netflix流媒体视频的碳足迹是什么?

乔治·卡梅雅

乔治·卡梅雅

25.02.2020 | 1:08pm
事实核查 事实核查:Netflix流媒体视频的碳足迹是什么?

流媒体视频的使用在世界各地呈指数级增长。这些服务与设备、网络基础设施和数据中心的能源使用和碳排放有关。

然而,与最近的误导性媒体覆盖率相反,流媒体视频的气候影响仍然相对谦虚,特别是与其他活动和部门相比。

根据第二阶段的分析乐动体育app苹果j国际能源局(IEA)和其他可靠的来源,我们在一个广泛报告的排放估计中揭露了缺陷的假设,从观看了30分钟的Netflix。这些夸大了实际的气候影响达90倍。

如今,流媒体视频对气候的影响相对较低,这要归功于数据中心、网络和设备的能源效率迅速提高。但效率增长放缓、反弹效应以及新兴技术的新需求,包括人工智能(AI)和块链,对该行业未来几十年的整体环境影响提出了越来越多的关注。

更新25/11/2020:已经更新了数据中心和数据传输网络的能量强度图以反映更新的数据和研究。因此,2019年,IEA中央IEA估计现在是36GCO2,从82GCO2下降到2020年2月发布的原始分析中。更新的图表和比较还包括换档项目于2020年6月出版的纠正价值乐动体育app苹果j以及媒体引用的其他最近估计数。

误导媒体

最近的一些媒体文章,包括纽约邮报,CBC,雅虎,DW,小发明,Phys.org大人物该公司重申,“看30分钟Netflix所产生的排放(1.6千克二氧化碳)相当于驾驶近4英里。”

来自卫报和路透社的头条新闻。“你对Netflix上瘾的真正问题是什么?”以及“猫咪视频如何引发‘气候变化噩梦’”

这些数字来自于2019年7月的报告轮班项目他对网络视频“不可持续且日益增长的影响”发表了评论。该报告称,2018年,流动排放的二氧化碳超过3亿吨,相当于来自法国的排放.轮班计划发表后续文章2020年6月,为了纠正位/字节转换错误,将原来的“每半小时1.6kg”报价向下修改了8倍,改为每半小时0.2kg。

Shift项目最初的“每小时3.2kgCO2”估算值大约是一年的8倍2014年同行评议的研究关于流媒体视频的能量和排放影响,他们的“修正”估计为每小时0.4kgo2,与2014年同行评审研究类似。

术语汇编
一氧化碳2.等价物:温室气体可以用二氧化碳当量或二氧化碳当量来表示。对于给定的量,不同的温室气体在大气中吸收不同的热量,这个量被称为…阅读更多

2014年的研究发现,2011年美国的流媒体以生命周期为基础,每小时排放0.42 kgco2,包括制造和处理基础设施和设备的“隐含”排放。运营排放(与Shift项目分析的范围相当)仅占每小时0.36 kg2e。乐动体育app苹果j

但是,由于数据中心和网络正在迅速改善每两年翻一番–今天,流媒体的能源使用和排放应该大大降低。

从“Shift项目”的原始数据来看,Netflix 1小时的耗电量为6.1千瓦时。这足够开一辆特斯拉Model S了30多公里,为LED灯泡持续供电一个月,或每天煮一壶水差不多三个月了。修正后的数据显示,Netflix每小时的耗电量为0.8千瓦时。

具有1.67亿Netflix用户观看平均每天两小时,修正后的Shift Project数据表明,Netflix每年流媒体的耗电量约为94太瓦时(TWh),是Netflix (2019年为0.45太瓦时).

另一个最近的要求是第四频道快讯据估计,2017年一首热门歌曲在YouTube上的浏览量为70亿人次——”Despacito,由路易斯·方西和洋基老爹,由贾斯汀·比伯主演900千兆瓦时(GWh),或每小时1.66千瓦时A.t this rate, YouTube – with每天超过10亿小时的观看时间-每年将消耗600太瓦时以上(占全球用电量的2.5%),这将超过全球所有数据中心的用电量(约200太瓦时)及数据传送网络(~ 250太瓦时).

很明显,这些数字太高了——但幅度有多大?

有缺陷的假设

这个假设在Shift项目分析的背后(主要基于乐动体育app苹果j2015年的论文,其假设已在20192020)包含一系列缺陷,这些缺陷加在一起,严重夸大了流媒体视频所消耗的电量。

原始的“每半小时”索赔高估比特率,流动期间每秒传递的数据量,显然假设每秒24兆比特(Mbps)的数字,每小时等于10.8千兆字节(GB)。这比比这更高的六倍2019年Netflix的全球平均比特率(约4.1 Mbps或1.9 Gb / hr,不包括蜂窝网络)和三倍以上的转移率高清(HD,3 GB / HR)。其他典型的转移率为7 GB / HR超高清(UHD / 4K), 0.7 GB/hr标准定义(SD),0.25 GB/hr适用于移动设备

这种差异源于一种假设,即3Mbps显然被错误地转换为每秒3兆字节(MBps),每个字节相当于8位。Shift项目在其应用程序中更正了此错误2020年6月更新,但未修改下文讨论的任何其他假设。

下图显示了Shift项目高估流媒体视频用电量的三种方式中的每一种——比如比特率——以及低估实际数字的一个方面。这些其他错误在下图中描述。

来自Shift项目和Carbon Brief分析的数据和流媒体视频的电力使用估计。乐动体育下载app乐动体育app苹果j
Shift项目(SP)流媒体视频的数据和电力使用估算以及本分析。左图:比特率,单位为GB/小时。右图:数据中心的用电量(kWh/GB)、数据传输网络(kWh/观看小时)和用于观看的设备(kW乐动体育app苹果jh/观看小时)*对于数据传输网络,基于3Mbps(1.35 GB/hr)的假定比特率,将移位项目值(kWh/GB)转换为每观看小时kWh,以便与修订后的IEA值进行比较。资料来源:Shift项目和IEA分析。碳纤维简图乐动体育下载app海图

其次,Shift项目分析高估了数据中心和数据中心的能乐动体育app苹果j源强度内容交付网络(CDN)这项服务为消费者提供的流媒体视频大约是从2019年Netflix电力消费数据订阅者使用数据

第三,我的最新分析显示,基于流视频的乐动体育app苹果j平均比特率,Shift项目高估了数据传输网络的能量强度约50倍。这是对各种接入模式使用高且过时的能源使用假设的结果,例如,“移动”模式与传统模式相比使用0.9 kWh/GB最近同行审查的估计数2019年4G移动设备的功率为0.1-0.2 kWh/GB。

我在2020年2月的原始分析显示,Shift项目对数乐动体育app苹果j据传输能量强度的假设(0.15-0.88 kWh/GB)远高于最近的估计(0.025-0.23kWh/GB)。然而,最新的研究表明这些基于数据的强度值(kWh / gb)是不合适用于估计高比特率应用(如流视频)的网络能耗。相反,专家建议使用基于时间的能量强度值(kWh/观看小时)。因此,我对数据传输能量使用的假设已更新为基于时间的能源强度值。

但是,转变项目低估了设备的能耗大约是原来的4倍,因为它假设只有在智能手机(50%)和笔记本电脑(50%)上才能观看。根据Netflix然而,70%的观看量发生在电视上,电视比笔记本电脑(观看量的15%)、平板电脑(10%)和智能手机(5%)能耗更高。

综上所述,我的最新分析表明,2019年流媒体Netfl乐动体育app苹果jix视频通常每小时消耗约0.077千瓦时的电力,比Shift项目最初估计的(6.1千瓦时)少80倍,比修正估计的(0.78千瓦时)少10倍,如下图所示(左下)。结果对查看设备的选择、网络连接类型和分辨率高度敏感,如下图所示。

视频流每小时的平均用电量
根据Shift项目(最左边和第二个左栏)和本文分析(第三个和第四个栏),流媒体视频每小时的平均用电量(kWh)。右侧还显示了一系列查看设备、网络连接和视频分辨率的场景。对于电话场景,假定Netflix提供“自动”数据设置。资料来源:Shift项目和IEA分析。碳纤维简图乐动体育下载app乐动体育app苹果j海图

例如,一台50英寸的LED电视比智能手机(100倍)或笔记本电脑(5倍)消耗更多的电力。由于手机非常节能,数据传输在流媒体传输时消耗的电量超过80%。

根据平均观看习惯,我的最新分析显示,观看设备占能源使用的大部分(72%),其次是数据传输乐动体育app苹果j(23%)和数据中心(5%)。相比之下,Shift项目值显示,由于低估了设备的能源使用量(4倍),同时大大高估了数据中心(35倍)和数据传输(50倍),设备占总能源使用量的比例不到2%。

流媒体视频的分段用电份额
根据Shift项目(最左边和第二个左栏)和本文分析(第三个和第四个左栏),按流媒体视频片段划分的用电量份额。右侧还显示了一系列有关查看设备、网络连接和视频分辨率的场景。来源:Shift项目和IEA分析。碳简报使用的图表乐动体育下载app乐动体育app苹果j海图

适度的足迹

流媒体视频的碳足迹首先取决于上文所述的用电量,然后取决于与每个发电单元相关的二氧化碳排放量。

与其他电力最终用途一样,例如电动汽车,这意味着流媒体视频的总体占用很大程度上取决于电力是如何产生的

全球平均电力组合,在2019年在Netflix上播放30分钟的展示约0.018kgco2e(图表中的18种,第四列,下面)。这比换档项目(最左侧列)的原始1.6kg图少90倍,而不是比“纠正”图为0.2kg(第二列)的11倍。IEA估计也明显低于媒体中引用的其他估计值,包括22倍低于渴望索赔(引用第四频道这个英国广播公司,《财富》杂志半岛电视台(假设全球平均电网结构),比美国低11倍节能索赔八千万次观看Birdbox的次数排放了66ktCO2《纽约客》,欧洲新闻台,福布斯,模边英国《每日邮报》).我估计每小时36gCO2比Marks et al. (2020)他估计35小时的高清视频会释放2.68吨二氧化碳,或者说每小时77千克二氧化碳。

全球每半小时流媒体视频的平均碳排放量
根据本文的分析(最上面的条和第二条条)和国家级电力系统示例,每半小时流媒体视频的全球平均碳排放量(kgCO2e)。此外,还包括Shift项目的估算和媒体引用的其他近期声明(中),以及其他上下文活动(下)。乐动体育app苹果j资料来源:Shift项目和IEA分析。资料来源:Shift项目和IEA分析。碳纤维简图乐动体育下载app海图

把它放在上下文中,我对一个半小时的Netflix秀的平均碳足迹的最新估计相当于驾驶一辆传统汽车大约100米。

但作为上图表明的图表,这个数字依赖于所讨论的国家的一代组合。在法国,在哪里大约90%的电力来自低碳能源,排放量约为2gCO2e,相当于行驶10米。

使用国家平均排放因子仍然可能高估排放量,特别是来自数据中心的排放量。运营大型数据中心的技术公司是清洁能源企业采购的领导者,占比约为50%一半的可再生能源购买协议近年来,。

在世界许多地区,电力结构也在迅速脱碳。例如,英国的电力排放强度2008年至2018年间下降了近60%.相比2019年的水平,全球电力排放强度瀑布到2030年,国际能源署将减少四分之一规定政策的场景并在一半可持续发展情况

数字效率

尽管流媒体视频的碳足迹仍然相对温和,但考虑到使用量呈指数级增长,预计其总体影响将会上升似乎仍是合理的。

然而,在计算效率方面已经有了重大的改进。库米定律这项法律描述了计算能源效率的趋势,自20世纪40年代以来,计算能源效率大约每1.6年翻一番自2000年起每2.7年A.similar trend has been observed in data transmission networks, with自2000年以来,能源强度每两年减半

再加上设备和设备寿命短(这加快了周转),设备、数据中心和网络的整体库存效率正在迅速提高。

例如,越来越高效的IT硬件(遵循库米定律)和向超尺度“自2015年以来,数据中心帮助维持了电力需求的平稳。如今,世界各地的数据中心都在消耗周围的资源占全球用电量的1%,即使互联网流量增加了两倍自2015年以来,数据中心的“工作量”——服务需求的衡量指标——翻了一番多(下图,左下图)。

按数据中心类型划分的全球数据中心能源需求
左图:2015-2021年互联网流量、数据中心“工作量”和数据中心能源使用的趋势,相对于2015年=100。右图:按数据中心类型划分的全球数据中心能源需求(太瓦时)。资料来源:国际能源机构。碳纤维简图乐动体育下载app海图

除了消费者看不到的变化外,日常可见的科技趋势也很明显。设备也相配的更小更高效的例如,从阴极射线管液晶显示器从个人电脑到平板电脑和智能手机。

不断增长的需求

与此相反的是,流媒体的消费正在迅速增长。Netflix订阅去年增长20%至167米虽然用电量增长84%

许多新的视频流云游戏最近几个月也推出了服务。尤其值得注意的是移动网络视频流量的快速增长以每年55%的速度增长.手机和平板电脑已经占了其中的一部分超过70%YouTube每天有10亿小时的流量

流媒体的易访问性带来了巨大的挑战反弹效应,整体流媒体视频消费迅速增长。但是,数字服务直接和间接影响的复杂性例如流媒体视频、电子书和在线购物,使得量化与其他消费形式相比的净环境影响具有极大的挑战性。

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此外,新兴的数字技术,如机器学习,块链,5G,虚拟现实,可能会进一步加快对数据中心和网络服务的需求。研究人员已经开始研究这种潜力能源和排放这些技术的影响,包括块链机器学习

目前的技术越来越有可能提高效率可能无法保持同步随着数据需求的增长。为了降低能源使用和排放增加的风险,需要投资于下一代高效计算和通信技术的研发,同时继续努力电力供应脱碳

大背景下

流媒体视频是一种相当低辐射的活动,尤其是与开车去电影院相比。作为消费者,我们可以通过使用更小的设备和屏幕进一步减少我们的环境足迹,这些设备和屏幕消耗更少的电力。较少更换设备也会有所帮助,因为生产阶段需要大约80%移动设备的生命周期碳排放(以及大约三分之一用于购买电视机),电子垃圾这是一个在世界范围内日益严重的问题。

更少的数据密集型数字活动,如电子邮件,也涉及有关碳足迹的显着和误导性的关注。最近的头条新闻金融时报这个《卫报》彭博社的绿色建议减少电子邮件可以导致大量的减排——每年超过16000吨在英国,如果每个成年人每天少发一封不必要的电子邮件。这些说法是基于乐动体育app苹果jOVO Energy分析假设一个不必要的电子邮件会排放1gCO2,这是从哪里来的10年前的信封后备计算.事实上,如今电子邮件的排放量要低得多,专家们也确实做到了解释了这些标题如何以及为什么大大高估了避免使用电子邮件的潜在减排效果

科技公司可以继续在减少流油对环境的影响方面发挥重要作用,包括通过进一步努力提高能源效率——这两方面都在短期内使用新技术开发下一代技术,投资可再生能源,为数据中心和网络供电。

可持续设计和编码也有帮助,比如进一步改进视频压缩A.最近的研究探索了将YouTube上的音乐视频转换成音频播放时的能量和减排潜力。

重要的是要记住,与其他部门相比,数字技术的排放规模,数字技术占了主要部分约占全球碳排放量的1.5%

所有部门和技术有助于实现项目的目标巴黎协定数字技术也不例外。事实上,数字技术,比如人工智能,可以帮助加速气候行动.但是,如果没有合理的气候政策,人工智能最终可能只会起到帮助作用降低石油开采成本延长燃煤电厂的使用寿命

无可争议的是,有必要密切关注Netflix和其他数字技术和服务的爆炸性增长,以确保社会获得最大效益,同时将负面后果(包括用电量和碳排放)降至最低。

这需要严谨的分析、企业的领导、健全的政策和知情的公民,而不是依靠误导性的媒体报道。乐动体育app苹果j

方法和来源

本文中对乐动体育app苹果j流媒体视频碳强度的分析基于一系列来源和假设,计算时间为2019年或可能的最近一年。

2020年11月25日更新:该分析已更新,包括关乐动体育app苹果j于观看时间的新数据、关于高比特率数据传输网络能源使用特性的新研究,以及2020年6月发布的Shift项目的修订估算。该更新还增加了与媒体广泛引用的其他估算的比较。

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