• 互联网的碳足迹及其对气候变化的影响，在不久的将来很可能大幅增长。
• 如果流量经过使用低排放电力的国家和网络传输，互联网使用产生的碳排放可以减少至一小部分。
• SCION互联网架构允许用户识别并选择环境效益更优的路径，激励网络运营商通过更加绿色化来吸引流量。
互联网在多个地方消耗电力：在我们的设备上、数据中心以及传输数据的通信网络中。随着当今互联网的广泛使用，其基础设施（网络和数据中心，但不包括消费者设备）的总电力消耗相当可观，约为每年500太瓦时，占全球电力消耗的2.5%。此外，随着互联网流量持续稳步增长，这一能源消耗到2030年可能增长八倍。由于发电仍会排放大量温室气体（全球平均每千瓦时475克二氧化碳当量），互联网流量的增长对气候变化构成严重担忧：如果预测成真，到2030年，互联网每年将额外产生17亿吨温室气体排放，相当于俄罗斯2019年的二氧化碳排放量。
走上减排的正确道路
提供互联网服务的不同方式对气候的影响存在巨大差异：例如，在苏黎世与伦敦之间通信时，如果通信数据经由法国传输，而非经由德国和荷兰，产生的碳排放量可减少七倍以上。原因在于：法国的电力生产碳排放量远低于其他两个国家，而且即使是进口电力也无法消除这一差异。然而，这种因国家而异的碳强度会随时间大幅变化：由于可再生能源发电厂（太阳能和风能）的发电量存在波动，德国的用电需求有时可以完全由这些低排放能源满足，因此在这些时段内，经由德国通信在环境上更具吸引力。此外，沿线网络运营商也可能不只是消耗当地的电力结构，而是承诺专门使用低排放电力，从而以较小的碳足迹运营。
设想一下，通信路径可以根据其当前的碳足迹动态选择。这样的系统有潜力节约大量碳排放，从而显著减少互联网对气候的影响。如果不仅路径，而且通信的另一端点也能根据碳强度进行选择，这些节约效果将更加显著。得益于地理复制，相同内容通常可从不同数据中心获取，从而实现此类优化。
更具多样性的互联网架构
如果为用户提供更清洁的通信路径和目的地，我们预计其中相当大一部分人会接受这一选择。对避免二氧化碳排放的支付意愿估算表明，即使此类通信价格更高（低排放电力有时可能更昂贵）或速度更慢（低排放路径未必是最快的路径），对环境友好型通信的需求仍将保持稳定。
遗憾的是，当今的互联网架构难以满足此类用户偏好。目前使用的路径发现机制（一种名为BGP的协议）在互联网中任意两点之间只提供单一路径，既不透明，也不给用户任何选择。
为解决这些缺陷，研究人员十多年来一直致力于开发一种可行的替代方案。这一替代方案，即SCION下一代互联网架构，允许服务提供商（ISP）向其客户提供多条路径，为这些路径附加有价值的信息（例如路径的碳足迹），并根据客户的路径选择转发流量。
引入SCION无需对互联网的核心运作进行突然的替换；相反，SCION可以与现有范式共存，并在逐步扩大的采用SCION的实体子网络内实现路径选择。若干ISP已在运行SCION，其中Anapaya Systems在全球60多个数据中心提供SCION连接服务。
良性的互联网循环
凭借其路径选择功能，SCION打造了一种互联网，使终端用户能够将电力消耗转移至低排放的网络运营商。颇为奇妙的是，这种以环境为导向的路由机制因此为投资于节能设备和低排放电力的服务提供商创造了回报。这一回报机制可能催生良性循环：如果环保型服务提供商能够吸引更多流量，那么污染较重的服务提供商则会相应地失去流量，进而失去部分收入。
由于互联网流量传输是一项固定成本高、利润率低的业务，任何流量的减少都会严重影响网络运营商的利润。面对亏损的风险，污染较重的ISP可能会通过提高能源效率或订购绿色电力来降低其碳足迹，以赢回具有环保意识的用户。因此，互联网中的路径选择不仅会将流量重新分配给网络中的低排放成员，还会激励网络中的所有成员降低其碳足迹。
有理由相信，这种环保型服务能够实现盈利。近年来，低排放电力的成本已与标准电价相当，但对于如何量化太阳能和风能等能源来源的波动性所产生的成本仍存在争议；无论如何，电力成本仅占电信公司运营成本的5%，因此任何涨价幅度都会被大幅稀释。在收入方面，行为研究表明，如果某项互联网服务实现完全碳中和，消费者平均愿意多支付6%的费用。
因此，至少在部分程度上减少二氧化碳排放，对ISP而言构成了一个切实可行的商业机会。正如SCION所实现的那样，具有环境意识的路由选择，或许不仅对地球有益，也可能对业务有利。
