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遥控器指向一台智能电视,上面播放着一系列点播视频流服务
多媒体电视视频流。 图片来源:Michael Zech / Alamy Stock Photo
FACTCHECKS
2020年2月25日13:08

事实核查:Netflix上的流媒体视频的碳足迹是多少?

乔治Kamiya

乔治Kamiya

02.25.20
乔治Kamiya

乔治Kamiya

25.02.2020 | 1:08pm
Factchecks 事实核查:Netflix上的流媒体视频的碳足迹是多少?

流媒体视频的使用在世界范围内呈指数级增长。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,与最近大量具有误导性的媒体报道相反,流媒体视频对气候的影响仍然相对温和,特别是与其他活动和部门相比。

根据分析乐动体育app苹果j国际能源机构(IEA)和其他可靠的来源,我们揭露了一个广泛报道的关于看30分钟Netflix的排放估计的错误假设。这些数据将实际的气候影响夸大了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、网络和设备能源效率的快速提高。但效率增长放缓,反弹效应和来自新兴技术的新需求,包括人工智能(AI)和区块链,使人们越来越关注该行业在未来几十年的整体环境影响。

更新25/11/2020:数据中心和数据传输网络的能源强度数字已经更新,以反映更近期的数据和研究。因此,国际能源署估计2019年每小时流媒体视频产生的二氧化碳为36克,低于2020年2月发布的原始分析中的82克。乐动体育app苹果j更新的图表和比较还包括Shift项目在2020年6月发布的修正值,以及媒体引用的其他近期估计。

误导媒体

最近的一些媒体文章,包括纽约邮报加拿大广播公司雅虎DWGizmodoPhys.org而且BigThink他们反复宣称,“看30分钟Netflix产生的二氧化碳(1.6千克)相当于开车近4英里。”

来自卫报和路透社的头条。“你对Netflix上瘾的真正问题是什么?”碳排放”和“猫咪视频如何导致“气候变化噩梦””

这些数据来自于2019年7月的报告转移项目法国一家智库机构,就在线视频的“不可持续和日益增长的影响力”发表了评论。该报告称,流媒体在2018年造成了超过3亿吨二氧化碳(MtCO2),相当于排放来自法国.转移项目发表了一篇后续文章2020年6月,修正比特/字节转换错误,将原来的“每半小时1.6公斤”报价下调8倍,至每半小时0.2公斤。

Shift项目最初的估计是“每小时3.2千克二氧化碳”,这一数字大约是实际排放量的8倍2014年同行评议的研究流媒体视频对能源和排放的影响,而他们的“修正”估计是每小时0.4千克二氧化碳,与2014年同行评审的研究相似。

术语表
有限公司2相当于:温室气体可以用二氧化碳当量来表示,或CO2eq。对于一定数量的温室气体,不同的温室气体在大气中捕获不同数量的热量,这个量被称为……阅读更多

2014年的研究发现,2011年美国的流媒体在生命周期的基础上每小时排放0.42千克二氧化碳当量,包括基础设施和设备的制造和处置产生的“隐含”排放。操作产生的排放——与Shift项目分析的范围相当——每小时仅占0.36千克二氧化碳当量。乐动体育app苹果j

然而,由于数据中心的能源效率和网络正在迅速改进- - - - - -每隔几年翻一番-现时流媒体的能源消耗及排放应大幅降低。

单看耗电量,Shift项目的原始数据表明,观看Netflix一小时消耗6.1千瓦时(kWh)的电量。这足够开特斯拉Model S了超过30公里,持续为一个LED灯泡供电一个月,或者每天把水壶烧开一次将近三个月了。修正后的数据表明,Netflix每小时消耗0.8千瓦时。

1.67亿Netflix用户看一个平均每天两小时根据Shift Project的修正数据,Netflix的流媒体服务每年消耗约94太瓦小时(TWh),是Netflix (2019年0.45太瓦时).

另一项关于第四频道分派据估计,2017年的一首热门歌曲在YouTube上的播放量达到70亿次——”Despacito,由路易斯·丰西和扬基老爹主演,贾斯汀·比伯主演900千兆瓦时(GWh)的电力,或1.66千瓦时每观看小时.照这个速度,YouTube -与每天观看时长超过10亿小时-每年将消耗超过600太瓦时(占全球用电量的2.5%),这将超过全球所有数据中心(~ 200太瓦时)及数据传输网络(~ 250太瓦时).

很明显,这些数字太高了——但高多少呢?

有缺陷的假设

假设在Shift项目分析的背后(主要基于一个乐动体育app苹果j2015年的论文,其假设已被大幅修正2019而且2020)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的耗电量。

最初的“每半小时1.6公斤”的说法高估了比特率,即流媒体传输过程中每秒传输的数据量,显然假设的数字是每秒24兆比特(Mbps),相当于每小时10.8 GB。这比Netflix的全球平均比特率(约4.1 Mbps或1.9 GB/小时,不包括蜂窝网络)和超过三倍的转移率高清(高清,3 GB /人力资源)。其他典型的传输速率是7 GB/小时超高的定义(UHD / 4 k), 0.7 GB/hr标准定义(SD),移动设备0.25 GB/小时

这种差异源于一个明确的假设,即3Mbps显然被错误地转换为每秒3mb (MBps),每个字节相当于8位。Shift项目更正了这个错误2020年6月更新,但没有修改任何其他假设,如下所述。

下面的图表显示了Shift项目高估流媒体视频耗电量的三个方面——比如比特率——以及低估实际数据的一个方面。这些其他错误在图表下面的文本中有描述。

来自Shift项目和Carbon Brief分析的流媒体视频的数据和耗电量的估计。乐动体育下载app乐动体育app苹果j
从Shift项目(SP)和这个分析中估计流媒体视频的数据和电力使用。乐动体育app苹果j左图:比特率,单位为GB /小时。右图:数据中心的用电量(千瓦时/GB),数据传输网络(每观看小时千瓦时)和用于观看的设备(每观看小时千瓦时)。*对于数据传输网络,Shift项目的值(千瓦时/GB)根据3Mbps (1.35 GB/小时)的假定比特率转换为每观看小时的千瓦时,以便与修订后的IEA值进行比较。资料来源:Shift项目和IEA分析。乐动体育app苹果j图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

第二,Shift项目分析高估了数据中心的能源强度乐动体育app苹果j内容传送网络(CDN)这两家公司为消费者提供的流媒体视频服务,比从2019年Netflix用电数据而且订阅者使用数据

第三,我的最新分析显示,根据流媒体视乐动体育app苹果j频的平均比特率,Shift项目高估了数据传输网络的能量强度约50倍。这是对各种访问模式使用高且过时的能源消耗假设的结果——例如,“移动”相比之下,0.9千瓦时/GB最近同行评议的估计2019年4G移动通信将达到0.1-0.2千瓦时/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据传输能源强度(0.15-0.88千瓦时/GB)的假设远高于最近的估计(0.025-0.23千瓦时/GB)。然而,最新的研究表明这些基于数据的强度值(kWh/GB)为不合适用于估计高比特率应用程序(如流媒体视频)的网络能量使用。相反,专家建议使用基于时间的能量强度值(每观看小时千瓦时)。因此,我对数据传输能量使用的假设已经更新基于时间的能源强度值。

然而,Shift项目低估了设备的能源消耗大约是原来的4倍,因为它假设只在智能手机(50%)和笔记本电脑(50%)上观看。根据Netflix然而,70%的观看是在电视上进行的,相比笔记本电脑(15%)、平板电脑(10%)和智能手机(5%),电视的能源消耗要高得多。

综上所述,我的最新分析表明,2019年流媒体播放Net乐动体育app苹果jflix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6.1千瓦时少了约80倍,比修正估计的0.78千瓦时少了10倍,如左图所示。结果对观看设备的选择、网络连接类型和分辨率高度敏感,如下图所示。

流媒体视频每小时的平均耗电量
根据Shift项目(最左边和左边第二个栏)和本文的分析(第三和第四个栏),流媒体视频每小时的平均耗电量(kWh)。乐动体育app苹果j右边还展示了观看设备、网络连接和视频分辨率的一系列场景。对于电话场景,假设来自Netflix的“自动”数据设置。资料来源:Shift项目和IEA分析。乐动体育app苹果j图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

例如,一台50英寸的LED电视消耗的电力比智能手机(100倍)或笔记本电脑(5倍)多得多。因为手机非常节能,流媒体时,数据传输占了80%以上的耗电量。

根据平均观看习惯,我的最新分析显示,观看设备消耗了大部分能源(72%),其次是数据传输(乐动体育app苹果j23%)和数据中心(5%)。相比之下,Shift项目的值显示,由于低估了设备的能源使用(4倍),而大幅高估了数据中心的能源使用(35倍)和数据传输的能源使用(50倍),设备只占总能源使用的不到2%。

流媒体视频的用电份额
根据Shift项目(最左边和第二个左边栏)和本文的分析(第三和第四个左边栏),流媒体视频的分段用电量份额。乐动体育app苹果j右边还展示了观看设备、网络连接和视频分辨率的一系列场景。资料来源:Shift项目和IEA分析。乐动体育app苹果j图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

适度的足迹

流媒体视频的碳足迹首先取决于电力使用量,如上所述,然后取决于每单位发电所产生的二氧化碳排放量。

与其他电力终端用途一样,例如电动汽车,这意味着流媒体视频的整体布局最依赖于电力是如何产生的

由的全球平均电力结构2019年,在Netflix上播放一个30分钟的节目,释放了约0.018kgCO2e(18克,下图第四列)。这比Shift项目中最初1.6公斤的数字(最左边一栏)少了90倍,比“修正”后的0.2公斤(第二栏)少了11倍。国际能源署的估计也大大低于媒体援引的其他估计,包括22倍Despacito索赔(引用4频道,英国广播公司《财富》杂志而且半岛电视台,假设全球平均网格混合),比“节约能源”的声明《Birdbox》的8000万次观看量排放了66kt二氧化碳(引用于《纽约客》《福布斯》《世界报》英国《每日邮报》).我估计每小时36克二氧化碳比这低2100多倍马克斯等人(2020)他们估计35小时的高清视频排放2.68吨二氧化碳,或每小时77千克二氧化碳。

流媒体视频每半小时的全球平均碳排放量
根据本文的分析(顶部和第二个柱状图)和国家电力系统的例子,流媒体视频每半小时的全球平均碳排放量(kgCO2e)。乐动体育app苹果jShift项目的估计和其他最近在媒体中引用的主张也包括在内(中),以及其他活动的背景(下)。资料来源:Shift项目和IEA分析。乐动体育app苹果j资料来源:Shift项目和IEA分析。乐动体育app苹果j图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

相比之下,我对Netflix一个半小时的平均碳足迹的最新估计相当于开一辆传统汽车行驶约100米。

但正如上图所示,这个数字很大程度上取决于相关国家的世代构成。在法国,大约90%的电力来自低碳能源在美国,二氧化碳排放量约为2克,相当于开车10米。

使用国家平均排放因子仍然可能高估排放,特别是来自数据中心的排放。运营大型数据中心的科技公司是清洁能源企业采购的领军者,约占一半的可再生能源购买协议近年来。

世界上许多地方的电力结构也在迅速地去碳。例如,英国电力的排放强度在2008年至2018年期间下降了近60%.相比2019年的水平,全球电力排放强度瀑布根据国际能源署的预测,到2030年将减少约四分之一规定政策的场景一半的可持续发展情况

数字效率

尽管流媒体视频的碳足迹仍然相对适中,但考虑到使用量的指数级增长,预期其整体影响将会上升似乎仍然是合理的。

然而,在计算效率方面已经有了重大的改进,描述为“库米定律”。这条定律描述了计算能源效率的发展趋势,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年以来,每2.7年.在数据传输网络中也观察到类似的趋势自2000年以来,能源强度每两年减半

再加上设备和设备的寿命短(这加速了周转),设备、数据中心和网络的总体库存的效率正在迅速提高。

例如,越来越高效的IT硬件(遵循库米定律)和向“超大型自2015年以来,数据中心一直在帮助保持电力需求持平(见下图右)。今天,全球的数据中心消耗大约占全球用电量的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”(一种衡量服务需求的指标)增加了一倍多(下图左)。

按数据中心类型划分的全球数据中心能源需求
左:2015-2021年互联网流量、数据中心“工作量”和数据中心能源使用趋势,相对于2015年=100。右:按数据中心类型划分的全球数据中心能源需求(太瓦小时)。资料来源:国际能源机构。图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

除了消费者看不见的变化,我们每天都能看到的技术也有明显的趋势。设备也成为而且更高效的例如,从阴极射线管液晶显示器屏幕,从个人电脑到平板电脑和智能手机。

不断增长的需求

与此相反的是,流媒体的消费正在迅速增长。Netflix订阅去年增长了20%,达到1.67亿人,而用电量增长84%

许多新视频而且云游戏近几个月也推出了相关服务。尤其值得注意的是移动网络视频流量的快速增长每年增长55%.手机和平板电脑已经占了一定比例超过70%YouTube每天有十亿小时的流媒体

访问流媒体的便捷性带来了巨大的反弹效应在美国,流媒体视频消费总体增长迅速。但是,数字服务直接和间接影响的复杂性,例如流媒体视频、电子书和网上购物,这使得相对于其他消费形式,量化净环境影响变得非常具有挑战性。

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此外,新兴的数字技术,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。研究人员已经开始研究这种可能性能源和排放这些技术的影响,包括区块链而且机器学习

目前的技术提高效率的可能性越来越大可能无法保持同步随着数据需求的增长。为了减少能源使用和排放上升的风险,需要对高效的下一代计算和通信技术的研发进行投资,并继续努力降低电力供应的碳含量

大背景下

流媒体视频是一种辐射相当低的活动,特别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耗电量更少的设备和屏幕,进一步减少我们对环境的影响。不经常更换设备也有帮助,因为生产阶段占了在80%左右移动设备的生命周期碳排放(和大约三分之一是电视机),电子垃圾在全世界都是一个日益严重的问题。

数据密集型较少的数字活动,如电子邮件,也引起了媒体对其碳足迹的重大和误导性关注。最近的头条新闻金融时报》,《卫报》而且彭博社的绿色建议减少使用电子邮件可能会导致排放量的大幅减少每年超过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。这些主张是基于乐动体育app苹果jOVO能源分析假设一封不必要的电子邮件排放1g二氧化碳,来自哪里十年前的粗略计算.事实上,如今电子邮件的排放要低得多,专家们也做到了解释了这些标题是如何以及为什么大大高估了避免使用的电子邮件可能减少的排放量

科技公司可以继续在减少流媒体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——这两者都是在短期内实现的用新技术开发下一代技术,投资可再生能源为他们的数据中心和网络提供动力。

可持续的设计和编码也会有帮助,比如进一步改进视频压缩.一个最近的研究探索了只在背景播放时将YouTube音乐视频转换为音频的潜在能量和排放减少。

重要的是要记住,与其他部门相比,数字技术的排放规模很大,其中数字技术占了很大一部分约占全球碳排放量的1.5%

所有部门和技术是需要帮助实现目标的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,是否有助于加速气候行动.但是,没有健全的气候政策,人工智能可能最终只是帮助降低采油成本延长燃煤电厂的寿命

毋庸置疑的是,我们有必要密切关注Netflix和其他数字技术和服务的爆炸式增长,以确保社会获得最大的利益,同时将负面影响(包括用电和碳排放)降到最低。

这需要严格的分析、企业领导、健全的政策和知情的公民,而不是依靠具有误导性的媒体报道。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流媒体视频的碳强度的分析是基于一系列来源和假设,计算结果为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和关于高比特率数据传输网络的能源使用特征的新研究,以及2020年6月发布的Shift项目的修订估计。更新后的数据还与媒体广泛引用的其他估计数据进行了比较。

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