[論文レビュー] All you can stream: Investigating the role of user behavior for greenhouse gas intensity of video streaming

Paul Suski, Johanna Pohl+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 19, 2020

Green IT and Sustainability参考文献 27被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、ライフサイクルアセスメント（LCA）と91名のユーザーに対する7日間のオンラインアンケートを組み合わせることで、ユーザー行動が動画ストリーミングの温室効果ガス（GHG）強度にどのように影響するかを調査している。その結果、スマートフォンでストリーミングを行うと、スマートテレビに比べて1時間あたり最大10倍のCO2を排出することが判明した。また、デフォルトの低解像度設定がユーザー側のエネルギー需要を顕著に削減できることも明らかになった。これは、持続可能なストリーミングを実現するための行動的および設計的要因の重要性を示している。

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.

研究の動機と目的

• 動画ストリーミングの温室効果ガス（GHG）強度に顕著に影響を与えるユーザー行動要因を特定すること。
• 社会的・文化的要因、動機付け要因、文脈的要因がストリーミング選択とその環境的影響にどのように作用するかを評価すること。
• プラットフォーム設計（例：デフォルト解像度設定）がユーザー側のエネルギー消費をどのように低減できるかを検討すること。
• ユーザー行動データをライフサイクルアセスメント（LCA）モデルに統合し、より正確な環境影響評価を実現すること。

提案手法

• 7日間のオンラインアンケート（N=91）を実施し、デバイスタイプ、解像度、継続時間、文脈などのストリーミング行動に関するリアルタイムデータを収集した。
• アンケートデータとライフサイクルアセスメント（LCA）手法を統合し、動画ストリーミングの使用段階における排出量をモデル化した。
• デバイスと解像度に基づいて、1回のストリーミングセッションあたりのCO2排出係数を割り当てることで、ユーザー行動と環境影響をマッピングした。
• ストリーミング行動の決定要因としての社会的・文化的要因、動機付け要因、文脈的要因を分析した。
• 統計的モデリングを用いて、GHG強度に顕著に影響を与える主な行動的要因を同定した。
• 低解像度をデフォルト設定とするなど、エネルギー消費と排出量を削減するための設計的介入を提案した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 エンドデバイスの選択（例：スマートフォン対スマートテレビ）が、動画ストリーミングのCO2強度にどのように影響するか？
• RQ2 ユーザーの解像度やストリーミング継続時間に関する好みが、動画ストリーミングの環境的影響にどの程度影響を及えるか？
• RQ3 社会的・文化的要因、動機付け要因、文脈的要因の中で、より高いまたは低いストリーミング関連排出量を予測する要因は何か？
• RQ4 プラットフォーム設計の選択（例：デフォルト解像度設定）を活用することで、ユーザー側のエネルギー消費と排出量を削減できるか？
• RQ5 リアルユーザー行動データの統合によって、LCAモデルはどのように改善できるか？

主な発見

• 動画ストリーミングのCO2強度は、使用するエンドデバイスによって最大10倍の差が生じ、スマートフォンはスマートテレビに比べて顕著に高いCO2排出量を示す。
• スマートフォンでストリーミングすると、エネルギー効率や画面サイズの違いにより、スマートテレビに比べて最大10倍の排出量が生じる。
• ストリーミングプラットフォームで低解像度をデフォルト設定にすることで、ユーザー側のエネルギー需要と全体的な排出量を顕著に削減できる。
• ユーザー行動は、場所、時間帯、デバイスの可用性といった文脈的要因に強く影響を受けることが明らかとなり、これが環境影響に影響を与える。
• 年齢や教育水準といった社会的・文化的要因が、ストリーミング習慣と関連排出量と相関していることが判明した。
• LCAモデルにリアルユーザー行動データを統合することで、技術要因のみに依存する評価とは顕著な差が生じることが明らかになった。これは、環境評価において行動要因を組み込む必要性を強調している。