[논문 리뷰] All you can stream: Investigating the role of user behavior for greenhouse gas intensity of video streaming

Paul Suski, Johanna Pohl외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 06. 19.

Green IT and Sustainability참고 문헌 27인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 생애주기 평가(LCA)와 91명의 사용자 대상 7일간의 온라인 설문 조사 자료를 융합하여 사용자 행동이 영상 스트리밍의 온실가스(GHG) 강도에 미치는 영향을 조사한다. 스마트폰에서 스트리밍할 경우 스마트 TV 대비 시간당 이산화탄소 배출량이 최대 10배 더 많으며, 기본 설정으로 저해상도를 사용할 경우 사용자 측 에너지 수요를 크게 줄일 수 있음을 확인하여 지속 가능한 스트리밍을 위한 행동 및 설계적 요인을 규명한다.

ABSTRACT

The information and communication technology sector reportedly has a relevant impact on the environment. Within this sector, video streaming has been identified as a major driver of CO2-emissions. To make streaming more sustainable, environmentally relevant factors must be identified on both the user and the provider side. Hence, environmental assessments, like life cycle assessments (LCA), need to broaden their perspective from a mere technological to one that includes user decisions and behavior. However, quantitative data on user behavior (e.g. streaming duration, choice of end device and resolution) are often lacking or difficult to integrate in LCA. Additionally, identifying relevant determinants of user behavior, such as the design of streaming platforms or user motivations, may help to design streaming services that keep environmental impact at a passable level. In order to carry out assessments in such a way, interdisciplinary collaboration is necessary. Therefore, this exploratory study combined LCA with an online survey (N= 91, 7 consecutive days of assessment). Based on this dataset the use phase of online video streaming was modeled. Additionally, factors such as sociodemographic, motivational and contextual determinants were measured. Results show that CO2-intensity of video streaming depends on several factors. It is shown that for climate intensity there is a factor 10 between choosing a smart TV and smartphone for video streaming. Furthermore, results show that some factors can be tackled from provider side to reduce overall energy demand at the user side; one of which is setting a low resolution as default.

연구 동기 및 목표

• 영상 스트리밍의 온실가스(GHG) 강도에 크게 영향을 주는 사용자 행동 요인을 규명하는 것.
• 사회적 인구통계학적, 동기 및 맥락적 요인이 스트리밍 선택과 그 환경적 영향에 어떻게 작용하는지 평가하는 것.
• 플랫폼 설계(예: 기본 해상도 설정)가 사용자 측 에너지 소비를 어떻게 줄일 수 있는지 탐색하는 것.
• 실제 사용자 행동 데이터를 생애주기 평가(LCA) 모델에 통합하여 환경 영향 평가의 정확도를 높이는 것.

제안 방법

• 실시간 스트리밍 행동 데이터(기기 종류, 해상도, 지속 시간, 맥락 등)를 수집하기 위해 7일간의 온라인 설문 조사(N=91)를 실시한 것.
• 설문 조사 데이터를 생애주기 평가(LCA) 방법론과 융합하여 영상 스트리밍의 사용 단계 배출량을 모델링한 것.
• 기기 및 해상도에 따라 각 스트리밍 세션의 이산화탄소 배출 요인을 할당하여 사용자 행동과 환경 영향을 연결한 것.
• 사회적 인구통계학적, 동기 및 맥락적 변수를 스트리밍 행동의 잠재적 결정 요인으로 분석한 것.
• 통계적 모델링을 통해 GHG 강도에 영향을 주는 주요 행동적 요인을 규명한 것.
• 저해상도를 기본 설정으로 설정하는 것과 같은 설계 개선 조치를 제안하여 전체 에너지 수요를 줄이는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 스마트폰과 스마트 TV 등 최종 기기의 선택이 영상 스트리밍의 이산화탄소 강도에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 사용자 해상도 선호도 및 스트리밍 지속 시간이 영상 스트리밍의 환경적 영향에 어느 정도 기여하는가?
• RQ3 사회적 인구통계학적, 동기 또는 맥락적 요인이 높거나 낮은 스트리밍 관련 배출을 유의미하게 예측할 수 있는가?
• RQ4 플랫폼 설계 선택(예: 기본 해상도 설정)이 사용자 측 에너지 소비 및 배출을 줄이는 데 활용될 수 있는가?
• RQ5 실제 사용자 행동 데이터 통합을 통해 생애주기 평가(LCA) 모델은 어떻게 향상될 수 있는가?

주요 결과

• 영상 스트리밍의 이산화탄소 강도는 사용하는 최종 기기 종류에 따라 최대 10배까지 변동하며, 스마트폰은 스마트 TV보다 시간당 이산화탄소 배출량이 뚜렷이 높다.
• 스마트폰에서 스트리밍할 경우 에너지 효율성 및 화면 크기의 차이로 인해 스마트 TV 대비 최대 10배 더 많은 배출이 발생한다.
• 스트리밍 플랫폼에서 저해상도를 기본 설정으로 설정할 경우 사용자 측 에너지 수요와 전체 배출량을 크게 줄일 수 있다.
• 사용자 행동은 위치, 시간대, 기기 가용성과 같은 맥락적 요인에 의해 강하게 영향을 받으며, 이는 환경 영향에 영향을 준다.
• 나이 및 교육 수준과 같은 사회적 인구통계학적 요소는 스트리밍 습관과 관련된 배출과 상관관계가 있음을 발견하였다.
• 실제 사용자 행동 데이터를 LCA 모델에 통합할 경우 기술 중심 평가와 비교해 상당한 격차가 드러나며, 이는 환경 평가에 행동적 요소를 통합할 필요성을 강조한다.