一些媒体将Netflix的碳足迹夸大了多达60倍。
但国际能源署的数据显示，Netflix等流媒体网站的碳足迹实际上相当有限。
全球范围内流媒体视频的使用正呈指数级增长。这些服务与设备、网络基础设施和数据中心产生的能源消耗及碳排放相关。
然而，与近期大量误导性的媒体报道相反，流媒体视频对气候的影响仍相对有限，尤其是与其他活动和行业相比。
依托对国际能源署（IEA）及其他可靠来源的分析，我们揭示了一项被广泛报道的、关于观看30分钟Netflix排放量的估算中存在的错误假设。这些估算将Netflix的实际环境影响夸大了30至60倍。
如今流媒体视频对气候的影响相对较低，这得益于数据中心、网络和设备能效的快速提升。但能效提升放缓、反弹效应以及新兴技术带来的新需求，包括人工智能（AI）和区块链，正引发人们对未来几十年该行业整体环境影响日益增长的担忧。
误导性媒体：Netflix碳足迹
近期多篇媒体文章，包括在《纽约邮报》、CBC、雅虎、DW、Gizmodo、Phys.org和BigThink，反复宣称“观看30分钟Netflix所产生的排放量［1.6千克二氧化碳］等同于驾车行驶近4英里”。
这些数据来自2019年7月发布的报告，由Shift Project（一家法国智库）就网络视频“不可持续且日益增长的影响”进行的研究。报告称，2018年流媒体造成的二氧化碳排放量超过3亿吨（MtCO2），相当于法国的排放量。
Shift Project的这份报告持续影响着媒体报道，包括本月早些时候由《卫报》和汤森路透基金会发表的文章。
Shift Project对“每小时3.2千克二氧化碳”的估算，约为2014年一项关于流媒体视频能源和排放影响的同行评审研究的八倍。
该2014年研究发现，2011年美国的流媒体视频在全生命周期内每小时排放0.42千克二氧化碳当量，其中包括基础设施和设备制造及处置过程中的“隐含”排放。运营排放——其范围与Shift Project的分析相当——仅为每小时0.36千克二氧化碳当量。
由于数据中心和网络的能效正在迅速提升——大约每 两年翻一番——能源使用和排放如今将更低。
仅就电力消耗而言，Shift Project的数据意味着一小时的Netflix观看消耗6.1千瓦时（kWh）电力。这些电量足以让特斯拉Model S行驶超过30公里，为一只LED灯泡持续供电一个月，或每天烧开一次水壶，可持续近三个月。
按用户总计观看至少 每天1.65亿小时，Shift Project的数据意味着Netflix流媒体每年消耗约370太瓦时（TWh）电力，这明显超过了每年的电力英国的需求量。
相比之下，这些数字是Netflix报告数字（2019年为0.45太瓦时）的800倍，几乎是全球所有数据中心估计用电量（2018年为198太瓦时）的两倍。很明显，Shift Project的数字过高——但高出多少呢？
存在缺陷的假设
假设背后是Shift Project分析（很大程度上基于一篇2015年论文）在Netflix碳足迹问题上存在一系列缺陷，综合来看，这些缺陷严重夸大了流媒体视频的用电量。
首先，该分析高估了比特率（即流媒体播放期间每秒传输的数据量），似乎假设为每秒24兆比特（Mbps），相当于每小时10.8吉字节（GB）。这比2019年Netflix的全球平均比特率（约为4.1 Mbps或1.9 GB/小时，不包括蜂窝网络）高出六倍，并且是高清（HD，3 GB/小时）的三倍以上。其他典型传输速率为：7 GB/小时对应超高清（UHD/4K），0.7 GB/小时对应标准清晰度（SD）。
（部分差异源于一个声明的假设：3 Mbps似乎被错误地换算为每秒3兆字节（MBps），而每字节相当于8比特。）
下图展示了Shift Project高估流媒体视频用电量的三种方式（例如比特率）以及一个低估实际数值的方面。这些其他误差在图表下方的文字中有所描述。
其次，我估计Shift Project的分析高估了数据中心和内容分发网络（CDN）（为消费者提供流媒体视频）的能源强度被高估了7至18倍，相对于根据2019年Netflix用电数据、Cisco流量数据和IEA分析得出的数值。
第三，我的分析表明，Shift Project高估了数据传输网络的能源强度达6至17倍。这是由于对各种接入方式的能耗假设偏高所致——例如，对“移动”网络假设为0.9 kWh/GB，而我对2019年4G移动网络的估计为0.1–0.2 kWh/GB。Shift Project还假设通过能耗更高的移动网络传输的数据比例高于WiFi，其数值为总量的三分之一，相比之下，基于Netflix数据的比例不足10%。
然而，Shift Project低估了设备的能源消耗约4至7倍，因为它假设观看仅发生在智能手机（50%）和笔记本电脑（50%）上。根据Netflix的数据，70%的观看发生在电视上，电视的能耗远高于笔记本电脑（占观看量的15%）、平板电脑（10%）和智能手机（5%）。
综合来看，我的分析表明，2019年观看一部Netflix视频通常每小时消耗0.12–0.24 kWh电力，比Shift Project的估算低约25至53倍，如下图左侧所示。结果对观看设备、网络连接类型和分辨率的选择高度敏感，如下图右侧所示。
例如，一台50英寸LED电视的耗电量远高于智能手机（100倍）或笔记本电脑（5倍）。通过4G移动网络进行流媒体播放的耗电量约为通过WiFi的四倍。
由于手机的能效极高，通过4G进行流媒体播放时，数据传输几乎占据了全部耗电量，尤其是在较高分辨率下（情景D）。通过WiFi在手机上观看一小时标清视频（情景C）仅耗电0.037 kWh——比Shift Project的估算低170倍。
Netflix的碳足迹相对有限
流媒体视频的碳足迹首先取决于上文所述的用电量，其次取决于每单位发电量所对应的二氧化碳排放。
与其他终端用电领域一样，例如电动汽车，这意味着流媒体视频的整体碳足迹最主要取决于电力的发电方式。
以当前全球平均电力结构供电的情况下，在Netflix上观看一集30分钟的节目将排放0.028–0.057千克二氧化碳当量（28–57克，即下图中的第二列）。这比Shift Project的1.6千克数值（最左列）低约27至57倍，该数值曾被用来与驾驶四英里（6.4公里）进行比较。
换个角度来看，我更新后的估算显示，一集半小时Netflix节目的平均碳足迹相当于普通汽车行驶约200米。
但如上图所示，这一数值在很大程度上取决于相关国家的发电结构。在法国，约90%的电力来自低碳来源，排放量约为4克二氧化碳当量，相当于行驶20米。
使用国家平均排放因子仍可能高估排放量，尤其是数据中心的排放。运营大型数据中心的科技公司是企业采购清洁能源的领导者，约占可再生能源购电协议的一半（近年来）。
全球许多地区的电力结构也在迅速脱碳。例如，英国的电力排放强度在2008年至2018年间下降了近60%。与2018年水平相比，全球电力排放强度将到2030年约下降五分之一，依据国际能源署的既定政策情景，而在可持续发展情景中则下降一半。。
数字效率与流媒体网站的碳足迹
尽管Netflix及其他平台的流媒体视频碳足迹仍相对较低，但鉴于用量呈指数级增长，人们可能仍会认为其整体影响将会上升。
然而，计算效率已取得重大提升，这一趋势被称为“库米定律”。该定律描述了计算能效的变化趋势：自20世纪40年代以来，计算能效大约每1.6年翻一番；而自2000年以来，这一周期为每2.7年翻一番。数据传输网络中也观察到类似趋势，自2000年以来，能源强度每两年减半。
加上设备和器材的使用寿命较短、加速了更新换代，设备、数据中心和网络的整体能效正在迅速提升。
例如，效率日益提高的IT硬件（遵循库米定律）以及向“超大规模”数据中心的大规模转型，使得自2015年以来电力需求保持平稳（见右下图表）。目前，全球数据中心的耗电量约占全球用电量的约1%，而同期互联网流量已增至三倍，数据中心“工作负载”（衡量服务需求的指标）则增长了一倍多（见左下图表）。
除消费者无法察觉的变化外，日常所见的技术也呈现出明显趋势。设备也在变得
更小、更高效，例如从CRT转向LCD屏幕，以及从个人电脑转向平板电脑和智能手机。
需求攀升
与此同时，流媒体内容的消费正在快速增长。Netflix订阅用户去年增长20%，达到1.67亿，而用电量增长了84%。
近几个月，许多新的视频流媒体和云游戏服务也已推出。尤其值得关注的是移动网络视频流量的快速增长，该流量每年增长55%。手机和平板电脑目前已占超过70%的YouTube每日播放的十亿小时视频。
流媒体内容的便捷获取正带来显著的反弹效应，整体流媒体视频消费迅速上升。但是，数字服务（如流媒体视频、电子书和网上购物）的直接与间接影响错综复杂，使得与其他消费方式相比，难以量化Netflix等流媒体服务的净环境影响。
此外，机器学习、机器学习、区块链、5G和虚拟现实等新兴数字技术可能会进一步加速对数据中心和网络服务的需求。研究人员已开始研究这些技术的潜在能源与排放影响，包括区块链和机器学习。
现有技术的效率提升越来越有可能无法跟上日益增长的数据需求的步伐。为降低能源使用和排放上升的风险，需要对高效下一代计算和通信技术开展研究、开发与示范投入，同时持续努力实现电力供应脱碳。
更广泛的背景
流媒体视频是一项碳排放相当低的活动，例如与驱车前往影院相比尤其如此。作为消费者，我们可以通过以较低分辨率观看、使用更小的设备和屏幕，以及通过WiFi而非移动网络连接，进一步减少环境足迹。减少设备更换频率也有所帮助，因为在移动设备的全生命周期碳排放中，生产环节占三分之二以上，而电子垃圾正成为全球日益严重的问题。
科技公司可以继续在降低Netflix环境影响方面发挥重要作用，包括进一步提升能效——既包括近期引入新技术，也包括研发下一代技术，并投资可再生能源以为其数据中心和网络供电。
可持续的设计和编码也有所帮助，例如进一步改进视频压缩技术。一项近期研究探讨了在后台播放时，将YouTube音乐视频改为仅播放音频所可能实现的能源与排放削减。
需要注意的是，与其他行业相比，数字技术的排放规模需要纳入考量，数字技术约占全球碳排放的1.5%左右。
所有行业和技术都需要为实现《巴黎协定》的目标贡献力量，《巴黎协定》，数字技术也不例外。事实上，人工智能等数字技术有望助力加快气候行动。但是，若缺乏合理的气候政策，人工智能最终可能只会助长降低石油开采成本或延长燃煤电厂的使用寿命。
毋庸置疑的是，有必要密切关注Netflix及其他数字技术和服务的爆发式增长，以确保社会获得最大收益，同时将负面影响降至最低，包括对用电量和碳排放的影响。
这需要严谨的分析、企业领导力、合理的政策以及知情的公民，而非依赖误导性的媒体报道。
方法与来源
本文中对流媒体视频碳强度的分析基于一系列来源和假设，计算年份为2019年或可获得的最新年份。
比特率：基于各国订阅用户数及Netflix提供的2019年各国平均数据流速率计算的全球加权平均值；按国家划分的订阅用户数和各国平均数据流速率；按分辨率划分的比特率均来自Netflix。
数据中心：低估算值基于Netflix报告的2019年直接及间接用电量数据、观看统计数据以及全球加权平均比特率（如上）；高估算值基于2019年云数据中心IP流量（来自思科）以及云计算和超大规模数据中心的能耗估算（来自国际能源署）。
数据传输网络：计算基于Aslan等人（2017）、Schien & Priest（2014）、Schien等人（2015）、以及Andrae & Edler（2015）的研究，并根据Netflix按设备划分的观看数据进行加权。
设备：智能手机和平板电脑：计算基于Urban等人（2014）和Urban等人（2019）的研究，以及iPhone 11的技术规格（电力消耗和电池容量），以及 iPad 10.2 规格；笔记本电脑：Urban 等人（2019）；电视机：Urban 等人（2019）和Park 等人（2016），并根据 Netflix 按设备划分的观看数据进行加权观看数据（按设备）。
