Korea Digital Contents Society
[ Article ]
Journal of Digital Contents Society - Vol. 26, No. 6, pp.1613-1622
ISSN: 1598-2009 (Print) 2287-738X (Online)
Print publication date 30 Jun 2025
Received 03 Jun 2025 Revised 18 Jun 2025 Accepted 20 Jun 2025
DOI: https://doi.org/10.9728/dcs.2025.26.6.1613

디지털 무역과 지속가능성: 디지털 콘텐츠의 탄소발자국 평가와 감축 방안

문영수1 ; 박복재2, *
1전남대학교 여수시탄소중립지원센터 학술연구교수
2전남대학교 글로벌비즈니스학부 교수
Digital Trade and Sustainability: Assessing and Mitigating the Carbon Footprint of Digital Content
Young-Soo Moon1 ; Bok-Jae Park2, *
1Research Professor, Chonnam National University, Jeonnam 59626, Korea
2Professor, Division of Global Business, Chonnam National University, Jeonnam 59626, Korea

Correspondence to: *Bok-Jae Park Tel: +82-61-659-7533 E-mail: bjpark73@jnu.ac.kr

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초록

디지털 콘텐츠는 실시간으로 전송 및 소비되는 대표적인 디지털 무역 품목으로, 그 환경적 영향은 명확히 규명되지 않아 왔다. 본 연구는 디지털 영화 콘텐츠를 대상으로 제작, 전송, 소비 전 과정을 아우르는 탄소배출 구조를 전과정평가(LCA)에 기반하여 분석하였다. 분석 결과, 100분 분량의 Full HD 영상 1회 스트리밍 기준 탄소 배출량은 약 1.146kgCO2eq로 산출되었으며, 데이터센터 운영과 콘텐츠 촬영이 주요 배출원으로 나타났다. 이에 따라 제작 단계에서는 재생에너지 기반 제작환경, 전송 단계에서는 CDN의 효율화 및 데이터 압축 기술, 소비 단계에서는 고전력 소비 기기의 자제와 사용자 행태 개선 등 단계별 감축 전략을 제시하였다. 본 연구에서는 디지털 콘텐츠의 탄소배출 특성을 실증적으로 규명하고, 디지털 무역의 지속가능성에 대한 필요성 및 방향을 제시하였다.

Abstract

Digital content, a key component of modern digital trade, involves energy use and carbon emissions across the life cycle of production, delivery, and consumption. This study performed a gate-to-gate life cycle assessment (LCA) to quantify the carbon footprint of streaming a 100-minute full high-definition (HD) digital film. The analysis estimated emissions at approximately 1.146 kgCO₂eq per viewing, with data center operations and content production being the primary contributors. Based on this, reduction strategies such as renewable energy in production, improved transmission efficiency, and user behavior change are proposed. These findings clarify the environmental impact of digital content and support the integration of sustainability in digital trade discussions. The results provide an empirical basis for comparing the environmental performance of digital goods and inform policy on frameworks, aiming at carbon reduction in cross-border digital services.

Keywords:

Digital Trade, Digital Carbon Footprint, Digital Content, Life Cycle Assessment, Sustainability

키워드:

디지털 무역, 디지털 탄소발자국, 디지털 콘텐츠, 전과정평가, 지속가능성

Ⅰ. 서 론

디지털 기술의 발전과 함께 세계 무역에서 디지털 콘텐츠를 포함한 디지털 서비스의 비중이 빠르게 증가하고 있다. 음악, 영상, 전자책, 소프트웨어 등 디지털 콘텐츠는 과거에는 CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc), 종이책 등 물리적 매체를 통해 유통되었으나, 현재는 대부분 네트워크 기반의 전자적 전송 방식으로 제공되고 있다. 전자 전송은 물리적 유통에 비해 비용, 시간, 자원 소모를 줄이며, 특히 코로나19 팬데믹 이후 온라인 스트리밍과 다운로드 기반 소비가 급증함에 따라 디지털 콘텐츠의 국제적 확산이 더욱 가속화되고 있다[1].

2023년 기준 전 세계 인터넷 사용자 수는 약 54억 명(전 세계 인구의 67%)에 이르며, 같은 해 모바일 데이터 트래픽은 최초로 1 제타바이트(ZB; Zettabyte)를 초과하여 2015년 이후 약 440% 증가한 것으로 나타났다[2]. 이러한 디지털화 확산에도 불구하고, 디지털 콘텐츠를 포함한 정보통신기술 부문이 환경에 미치는 영향은 최근에서야 관심받기 시작했다. 2020년 ICT (Information and Communications Technology) 부문은 전 세계 온실가스(GHG; GreenHouse Gas) 배출량의 약 1.8∼2.8%에 해당하는 1.0∼1.7 GtCO2eq를 배출한 것으로 추정되며, 이는 호주나 프랑스 등 선진국의 연간 배출량을 상회 하는 수준이다[3].

디지털 콘텐츠는 흔히 물리적 상품보다 탄소 배출량이 낮다고 인식되지만, 콘텐츠 제작부터 서버 저장 및 전송, 소비자의 기기 사용까지 전 과정에서 상당한 에너지 소비와 온실가스 배출이 발생한다[4]. 특히 고해상도 영상 스트리밍과 같은 대용량 콘텐츠는 서버 부하와 전송량 증가를 유발하여 오히려 탄소배출이 증가할 수도 있다[5]. 따라서 디지털 콘텐츠가 물리적 매체를 대체함으로써 온실가스 감축에 기여하는가에 대해서는 정량적인 연구가 필요하다.

디지털 콘텐츠를 포함한 스트리밍 플랫폼, 클라우드 컴퓨팅, 전자출판, 온라인 교육 등은 디지털 무역의 핵심 구성 요소로 자리 잡고 있으며[6], 전자적 형태로 국경을 넘어 실시간으로 유통된다는 점에서 기존 상품 무역과는 다른 환경 영향을 초래한다.

이처럼 디지털 콘텐츠의 탄소배출 특성은 유형과 활용 방식에 따라 다를 수 있음에도 불구하고, 기존의 관련 연구는 국가 또는 산업 단위의 온실가스 총량과 디지털화 지표 간의 상관관계를 분석한 하향식(Top-down) 접근이 주류를 이루고 있다[7].

이에 비해, 서비스나 콘텐츠의 세부 유형별·공급 단계별 온실가스 배출을 정량적으로 산정하는 상향식(Bottom-up) 접근은 상대적으로 부족하다. 디지털 콘텐츠는 제작, 전송, 사용의 단계별 구조를 가지며, 국경을 넘어 전자적 전송 방식으로 소비된다. 따라서 디지털 콘텐츠의 환경 영향을 파악하기 위해서는 전과정평가(LCA; Life Cycle Assessment) 및 탄소발자국(CF; Carbon Footprint) 접근에 기반한 정량 분석이 필요하다. 정량 분석 없이는 디지털 무역에서의 실질적인 탄소 감축 전략을 도출하기 어렵고, 디지털 전환이 지속가능 발전에 기여할 수 있는 방향을 설정하는 데 한계가 있다.

본 연구는 디지털 콘텐츠 무역의 환경적 지속가능성을 평가하기 위해, 콘텐츠의 제작, 전자적 전송, 소비의 각 단계에서 발생하는 온실가스 배출 경로를 구조화하고, 그 특성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 먼저 디지털 콘텐츠 무역의 탄소배출 구조를 LCA 및 CF 접근에 따라 정리하고, 선행 연구에 대한 사례 분석과 함께 실제 디지털 영상 콘텐츠를 대상으로 탄소 배출량을 산정한다. 나아가 각 단계에서의 배출 요인을 분석하고, 콘텐츠 설계, 전송 방식, 소비 행태 변화 등을 통한 실질적 탄소 감축 전략을 제시하고자 한다.


Ⅱ. 디지털 무역과 탄소발자국

2-1 디지털 무역의 정의 및 범위

IMF (International Monetary Fund), OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development), UNCTAD (United Nations Conference on Trade and Development), WTO (World Trade Organization)에서 공동으로 발간한 Handbook on Measuring Digital Trade에서 디지털 무역을 ‘디지털 방식으로 주문(Ordered) 되거나 디지털 방식으로 전달(Delivered) 되는 재화 및 서비스의 국제 거래’로 정의하고 있다[8]. 디지털 방식으로 주문된 무역은 국제 전자상거래와 동일한 개념으로 사용된다. 그리고 디지털 방식으로 전달된 무역(Digitally Delivered Trade)은 컴퓨터 네트워크를 통해 원격으로 전달되는 모든 국제 무역 거래를 의미하며, 서비스만이 디지털 방식으로 전달될 수 있다고 간주한다.

표 1과 같이 국제 무역의 범주에서 디지털 방식으로 전달되는 서비스 무역의 유형은 다음과 같다.

  • · 원격 통신 및 상호작용: 전화, 팩스, 화상 통화, 이메일 등을 통해 제공되는 서비스
  • · 앱을 통한 전달: 앱을 통해 제공되는 서비스 거래
  • · 클라우드 기반 서비스: 클라우드 네트워크를 통해 전달되는 서비스
  • · 디지털 파일 형태 전달: 보고서, 디자인, 설계도 등 디지털 파일 형태로 전달되는 서비스이며, 비즈니스 회계 서비스, 경영 컨설팅 서비스, 연구 개발 서비스, 건축 서비스 등 과거 물리적 형태로 제공되었던 서비스들이 디지털화된 형태
  • · 다운로드/스트리밍 가능 상품: 소프트웨어, 음악, 비디오, 전자책 등 다운로드 또는 스트리밍되는 상품이며, 이러한 서비스는 디지털 주문과 디지털 전달이 동시에 이루어짐.
  • · 보험 및 금융 서비스: 대부분의 보험 서비스와 금융 서비스도 컴퓨터 네트워크가 이 서비스의 국제적 공급을 가능하게 하는 역할을 한다는 점에서 디지털 전달 범위에 포함되는 것으로 간주.

Digitally deliverable services[8]

그림 1은 2011년부터 2023년까지의 전 세계 상품(World Merchandise), 서비스(World Services), 디지털 방식으로 전달 가능한 서비스(Digitally Deliverable Services)의 연도별 수출액 추이를 나타낸다. 전체 수출 중 상품 무역이 가장 높은 비중을 차지하고 있으나, 서비스 무역과 디지털 서비스 무역은 빠른 성장세를 나타낸다. 특히 디지털 전달 가능 서비스는 2011년 2.1조 달러에서 2023년 4.46조 달러로 두 배 이상 증가하였으며, 비중 또한 2011년 46.7%에서 2023년 56.4% 증가하였다. 이는 클라우드, 스트리밍, 소프트웨어 기반 서비스 등의 확산과 함께 디지털 무역이 세계 경제에서 점차 핵심 영역으로 자리 잡고 있음을 시사한다.

Fig. 1.

Global exports of goods, services and digitally deliverable services[9]

그림 2는 2005년을 기준(=100)으로 하여 디지털 전자 전송 서비스 (Digitally Deliverable Services), 재화 (Goods), 기타 서비스 (Other Services)의 수출 증가율을 비교한 그래프이다. 2023년 기준 디지털 전자 전송 서비스는 400이 넘는 높은 성장률을 기록한 것으로 나타났다.

Fig. 2.

Growth rate of digitally deliverable services (2005=100)[9]

디지털 무역은 전자상거래, 클라우드 기반 서비스, 원격 교육, 소프트웨어 등 다양한 형태의 전자 전송 서비스를 포괄하지만, 본 연구는 이들 중에서도 디지털 콘텐츠를 중심으로 분석을 수행한다. 이는 디지털 콘텐츠가 실시간 전송과 대용량 데이터 소비를 기반으로 하여, 데이터 센터 및 통신 인프라에 대한 높은 의존성을 보이며, 그 과정에서 상당한 전력 소비 및 온실가스 배출을 수반하기 때문이다. 특히 영상 스트리밍, 음악 서비스, 전자책 다운로드 등은 사용자 수의 급증과 함께 무역 규모 역시 빠르게 확대되고 있으며, 콘텐츠 유형 및 소비 형태에 따라 환경 영향이 다르게 나타날 수 있다. 따라서 디지털 콘텐츠는 전자적 전송 기반 서비스 중에서도 탄소배출 구조를 규명할 필요성이 높은 대표 사례라 할 수 있다.

2-2 디지털 무역의 환경 영향과 탄소발자국

1) 디지털 제품의 탄소발자국 개념 및 특성

디지털 전환은 무역 효율성과 정보 접근성 향상이라는 긍정적 측면에도 불구하고, 디지털 기술 기반 활동이 수반하는 에너지 소비 증가와 온실가스 배출 확대는 새로운 환경적 도전 과제로 부상하고 있다.

Carbon emission factors and characteristics by stage of digital content life cycle

디지털 제품은 일반적으로 무형성을 기반으로 하며, 물리적 제조·운송·폐기 등의 과정이 없다는 점에서 물리적 제품보다 환경 부담이 낮을 것으로 인식되어 왔다. 그러나 최근 연구에 따르면, 디지털 콘텐츠의 제작, 저장, 전송, 소비에 이르는 전 과정에서도 상당한 전력 소모와 간접적 자원 투입이 발생한다는 사실이 드러나고 있다[4].

특히 고해상도 영상 콘텐츠의 경우, 1시간 분량의 스트리밍이 수십 기가바이트(GB; Gigabyte)의 데이터를 필요로 하기 때문에 대용량 서버 저장, 고속 네트워크 전송, 고전력 소비 기기 사용 (예: 대형 스마트 TV) 등에서 상당한 전력을 요구한다[10].

이와 같은 배경에서 주목되는 개념이 바로 탄소발자국이다. 탄소발자국은 제품 또는 활동에 의해 직·간접적으로 발생하는 이산화탄소 등 온실가스 배출량을 계량적으로 측정한 지표로, 제품 단위의 환경 영향을 정량화할 수 있어 디지털 제품의 환경성을 평가하는 방법론으로 활용되고 있다[11].

2) 디지털 무역의 환경 영향

디지털 무역은 제품 또는 서비스의 국경 간 전자적 전송을 기반으로 한다는 점에서, 그 공급 방식이 물리적 흐름과 구분된다. 특히 영상, 음악, 소프트웨어, e-learning 등과 같은 디지털 콘텐츠는 제작 이후 콘텐츠 전송 네트워크(CDN; Content Delivery Network)을 통한 저장 및 전송, 인터넷 기반 스트리밍 및 다운로드, 소비자 기기를 통한 실시간 소비 등의 경로를 거쳐 공급되며, 이 모든 과정은 일정 수준 이상의 전력 소비를 수반한다.

디지털 무역의 인프라를 구성하는 데이터센터, 통신 네트워크, 사용자 기기는 ICT 부문의 전체 탄소배출에서 많은 비중을 차지한다. IEA (International Energy Agency)에 따르면, 전 세계 데이터센터는 2022년 기준 약 240∼340TWh의 전력을 소비하였으며, 이는 글로벌 전력 소비의 약 1∼1.3%를 차지한다[12]. 또한, 2022년 전 세계 인터넷 트래픽은 약 30% 증가하였으며, 데이터 전송 네트워크의 에너지 효율성은 최근 연간 10~30% 개선되었다고 보고되었다[12].

특히 디지털 콘텐츠가 단일 국가 내에서 소비되는 경우와 국경을 넘어 전송·소비되는 경우는, 전송 거리, 중간 경유망, CDN 복제 구조, 소비지의 전력 배출계수 등에서 물리적 차이를 보이며, 탄소배출 구조 또한 실질적으로 달라질 수 있다. 따라서 디지털 콘텐츠의 무역 구조는 에너지 소비의 공간적 분산 및 총량 증가라는 측면에서 환경적 특수성을 가진다.

이러한 맥락에서 디지털 무역은 효율성과 비용 절감의 이점에도 불구하고, 에너지 기반의 환경 부담이 공급 경로 전반에 분산되어 있다는 점에서 환경적 비가시성(Environmental Invisibility)의 문제를 내포하고 있다. 특히 디지털 콘텐츠 무역은 생산·소비 단위의 탄소배출이 소규모 단위이고, 누적된다는 점에서, 개별 단계에 대한 탄소배출 분석이 필요하다. 이에 따라 디지털 무역의 지속가능성을 확보하기 위해서는 전 과정 관점에서 무역 프로세스별 에너지 흐름 및 온실가스 배출 특성을 구조화하는 정량적 분석이 필요하다.

2-3 선행연구

탄소 배출량 산정에 관한 연구는 크게 하향식(Top-down) 접근과 상향식(Bottom-up) 접근으로 구분된다. 하향식 연구는 국가 또는 산업 수준에서의 총량 데이터를 기반으로 지역이나 산업에서 발생하는 탄소배출을 추정하며, 상향식 연구는 제품이나 기술 단위에서 전과정평가 또는 탄소발자국 분석으로 배출량을 산정하는 방식이다.

디지털 콘텐츠 무역과 관련된 상향식 접근은 디지털 콘텐츠 소비나 ICT 장비 사용 등 구체적인 활동 단위에서의 탄소배출을 정량화 하는 것이다. Malmodin과 Lundén은 글로벌 ICT 및 엔터테인먼트 미디어 부문의 에너지 소비와 탄소배출을 분석하였으며, 영상 및 음악 콘텐츠 소비가 ICT 부문 전체 탄소배출에서 점점 더 높은 비중을 차지함을 밝혔다[13]. 또한 Pirson과 Bol은 IoT (Internet of Things) 디바이스의 전과정 기반 탄소발자국을 분석함으로써, 디지털 장비의 생산·사용 단계에서의 배출을 산정하였다[14].

하향식 접근의 연구로는 Zhang et al.의 다국간 패널 분석이 있다[15]. 이 연구에서는 46개국 데이터를 활용하여 디지털 무역 발전이 국가 단위의 탄소 배출량에 미치는 영향을 분석하였으며, 디지털 무역은 산업의 저탄소화 및 녹색 전환을 촉진함으로써 탄소배출을 저감하는 데 기여할 수 있음을 실증적으로 제시하였다. Istrate et al.의 연구에서는 각국의 통신망 트래픽, 데이터센터 에너지 사용 통계를 결합하여 전체 탄소 배출량을 추정하고, 콘텐츠 유형별 간접적 배출 추정을 시도하였다[3].

디지털 콘텐츠와 물리적 매체 간의 비교와 관련한 연구도 있다. Monotype Pressing에 따르면, 음악 콘텐츠의 경우 레코드 1장은 약 2.2kgCO2, CD는 약 0.172kgCO2의 탄소를 배출하는 반면, 스트리밍은 시간당 약 55gCO2의 배출량을 유발하는 것으로 나타났다[16]. 이는 스트리밍이 물리적 매체에 비해 단위당 배출량은 적지만, 반복 소비와 장시간 이용에 따른 누적 배출량이 무시할 수 없는 수준임을 시사한다. 이와 관련하여 Expressive Audio에서는 디지털 소비가 초기에는 탄소 절감 효과를 가질 수 있으나, 대용량 고해상도 콘텐츠의 지속적 소비는 물리적 제품 못지않은 환경 부담을 유발할 수 있음을 지적하였다[17].

이와 같이 디지털 콘텐츠와 탄소배출 간의 관계는 분석 단위, 기술 특성, 소비 행태에 따라 다른 결과를 도출할 수 있음을 보여 준다. 본 연구는 디지털 콘텐츠 무역의 제작, 전자 전송, 소비 단계별 탄소배출 구조를 상향식으로 분석하였다.


Ⅲ. 디지털 콘텐츠의 탄소발자국

3-1 탄소발자국 산정 방법론

제품이나 서비스의 환경 영향을 정량화하기 위한 수단으로 전과정평가가 활용되고 있다. 탄소발자국은 LCA를 기반으로, 제품의 원료채취, 생산, 수송·유통, 사용, 폐기 등 전과정에서 발생하는 온실가스가 기후변화에 미치는 영향(kg CO2 eq)을 계량적으로 산정한 지표이다.

표 3과 같이 국제적으로는 ISO (International Organization for Standardization) 14040 및 14044가 LCA의 원칙과 절차를 규정하고 있으며, ISO 14067은 탄소발자국의 산정과 보고에 관한 구체적인 지침을 제공한다. 또한, 영국표준협회(BSI; British Standards Institution)의 PAS (Publicly Available Specification) 2050은 제품의 온실가스 배출 산정에 대한 구체적 방법론을 제시하며, GHG Protocol은 조직 수준과 제품 수준 모두에 대한 온실가스 산정 기준을 제공한다.

International standards for carbon footprint

국내에서는 환경부와 한국환경산업기술원이 운영하는 「환경성적표지 인증제도」에서 ISO 표준을 기반으로 한국의 여건에 맞춘 적용 기준을 제시하고 있다.

디지털 콘텐츠의 탄소발자국 분석은 ISO 14067, PAS 2050, GHG Protocol 등 국제 기준을 바탕으로 하되, 콘텐츠 특유의 디지털 특성을 반영하여 수행되어야 한다. 분석 과정에서는 콘텐츠의 제작, 전자 전송, 소비에 이르는 과정을 포함하는 시스템 경계를 설정하고, 탄소 배출량을 측정할 수 있도록 기능 단위(Function Unit)를 명확히 정의해야 한다.

Characteristics of LCA stages of digital content

디지털 콘텐츠의 탄소발자국 산정에서는 전과정평가의 분석 범위인 원료 채취 단계부터 폐기 단계(Cradle-to-Grave)까지가 아닌 제작 단계부터 사용 단계(Gate-to-Gate)까지를 시스템 경계로 설정하는 것이 적절하다. 이는 디지털 콘텐츠는 물리적 원재료를 포함하지 않으며, 폐기 단계 또한 콘텐츠가 아닌 사용자 단말기나 서버 장비 등 하드웨어에 해당하므로, 이 단계는 제외하는 것이 타당하다.

따라서 디지털 콘텐츠 무역의 흐름에 맞추어, 콘텐츠 제작, 전자적 전송(무역), 소비의 세 단계에 국한된 Gate-to-Gate 시스템 경계 설정이 필요하다. 이러한 접근은 해당 단계에서 발생하는 에너지 소비와 온실가스 배출량을 정량화함으로써, 무형 콘텐츠의 무역 프로세스에 특화된 탄소발자국 산정 체계를 구축하는 데에 적절하다.

3-2 디지털 콘텐츠의 탄소 배출 특성

디지털 콘텐츠를 생성·전송·소비하기 위해 물리적 인프라와 디지털 장비가 필요하며, 이 과정에서 많은 에너지가 사용된다. 다음은 전과정평가의 관점에서 디지털 콘텐츠를 Gate-to-Gate 시스템 경계에 따라서 주요 탄소배출 특성을 정리한 것이다.

1) 제작 단계의 탄소 배출

제작 단계에서는 영상 촬영, 편집, 시각효과 처리, 렌더링, 오디오 믹싱 등 다양한 고성능 연산 작업이 수행된다. 고해상도 영상 콘텐츠나 애니메이션은 워크스테이션 또는 렌더팜(Render Farm)을 활용하며, 이로 인한 높은 전력 소비와 냉각 시스템은 많은 탄소를 배출한다. 음악 콘텐츠의 경우 에너지 소비는 상대적으로 낮으나, 스튜디오 장비 운용, 고해상도 마스터링 과정 등에서 일정 수준의 배출이 발생한다.

2) 전자 전송 단계의 탄소 배출

콘텐츠 완성 후에는 클라우드 서버에 저장되며, CDN을 통해 전 세계 사용자에게 전송된다. CDN 전송은 콘텐츠의 분산 저장 및 지역 전송 거점 운영을 의미하며, 네트워크 전송은 CDN 이후 사용자 기기까지의 실제 전송 과정이다.

이 과정에서 데이터센터의 서버, 냉방 장치, 광케이블, 라우터, 백본망 등 네트워크 인프라에서 에너지 소비가 발생한다. 특히 UHD(Ultra High Definition)급 영상 콘텐츠는 고용량 저장 및 전송을 요구하기 때문에, 전송 과정에서 에너지 소모량이 매우 높다. 데이터센터의 전력원 구성 (재생에너지 비율 등) 에 따라 배출계수의 차이가 발생할 수 있으며, 지역 간 전력 믹스의 이질성도 중요한 고려 사항이다.

3) 사용 단계의 탄소 배출

소비자가 스마트폰, 태블릿, PC, 스마트TV 등의 단말기를 통해 콘텐츠를 소비하는 과정에서도 전력 소비가 발생한다. 고화질 영상 콘텐츠를 스마트TV, 게임 콘솔 등을 통해 시청하는 경우 단위당 에너지 소비량은 모바일 기기의 5~10배 이상으로 나타난다는 분석이 있다[5]. 또한 자동 재생, 반복 시청, 백그라운드 재생 등 사용자 행태 요인은 전체 사용 단계의 에너지 소비를 증폭시키는 주요 요인으로 작용한다.

3-3 디지털 콘텐츠의 탄소발자국 분석 사례

1) 콘텐츠 제작 단계

콘텐츠 제작은 콘텐츠 유형에 따라 에너지 소비가 다르게 나타난다. 음악의 경우 스튜디오 장비, 편집 소프트웨어, 마스터링 장비 등이 주요 전력 소비원이며, 영상 콘텐츠는 촬영 장비, 고용량 편집 소프트웨어, 렌더링 서버 등이 포함된다.

Malmodin과 Lundén은 글로벌 E&M (Entertainment & Media) 산업 분석을 통해, 콘텐츠 제작 장비와 백엔드 서버의 에너지 소비가 제작 단계의 주요 배출원이라 하였다[13]. Buonocore는 미국 시장을 대상으로 디지털과 물리적 방식의 게임 유통을 비교한 결과, 디지털 제작 및 유통이 물리적 방식보다 전체 탄소 배출량을 낮출 수 있다고 분석하였다[18]. 또한 Istrate 는 콘텐츠 소비 전 과정 중 제작 단계가 평균 10% 이상의 배출 비중을 차지하며, 이는 영상 콘텐츠가 고해상도로 진화하면서 고사양 장비의 사용이 증가하고 있기 때문이라고 제시하였다[3].

2) 콘텐츠 전자 전송 단계

디지털 콘텐츠의 전송은 CDN, 데이터센터, 글로벌 전송망 등을 통해 실시간으로 이루어지며, 이 과정 역시 적지 않은 에너지 소비를 유발한다. Shift Project는 고화질(UHD) 영상 스트리밍의 경우 1시간당 최대 360gCO2eq의 온실가스를 배출할 수 있다고 하였다[19]. European Commission은 유럽 기준으로 Full HD 영상 1시간 스트리밍의 평균 배출량을 55gCO2eq로 추정했으며, 이는 장비 생산, 유통, 사용, 폐기까지를 포함한 전과정 배출량에 해당한다[20]. Ericsson은 전체 영상 스트리밍 과정에서 사용자에 가까운 CDN 서버 및 액세스 네트워크에서 전체 배출량의 50% 이상이 발생한다고 분석하였다[5]. Tabata and Wang은 일본의 스트리밍 서비스에 대한 LCA 분석을 통해, 음악 스트리밍은 시간당 약 8~15gCO2eq, 영상 스트리밍은 시간당 수백 gCO2eq까지 도달할 수 있으며, 사용 기기(PC, 스마트폰) 및 전송 방식에 따라 배출량 편차가 크다고 하였다[21]. 전자책 다운로드의 경우는 상대적으로 데이터 용량이 작아, 콘텐츠 1권당 5gCO2eq 이하의 배출로 추정하였다.

3) 콘텐츠 사용 단계

소비자 단말기에서의 콘텐츠 소비는 디지털 콘텐츠 전과정 탄소배출 중 적지 않은 비중을 차지한다. Istrate의 LCA 분석에서, 글로벌 사용자의 디지털 콘텐츠 소비 중 사용자 단말기에서의 전력 사용이 전체 탄소배출의 약 30%를 차지하며, 스마트폰, 노트북, TV 등 기기별 소비전력 차이가 크다고 하였다[3]. 그리고 자동재생 기능, 고해상도 디폴트 설정, 장시간 재생과 같은 사용자 행태가 전체 탄소발자국을 증대시키는 요인이라고 분석하였다. Bank of America 보고서에서는 스마트폰의 평균 전력 소비가 약 15W, 노트북은 25W, 데스크탑은 117W로 제시되었다[22]. Ericsson은 대형 TV 화면에서 고해상도 영상을 재생할 경우 소비전력이 스마트폰 대비 약 5~10배 이상 높다고 분석하였다[5].

3-4 디지털 콘텐츠 탄소발자국 분석

1) 목적 및 범위 설정

디지털 콘텐츠가 환경에 미치는 영향을 정량화하기 위해 ISO 14040 및 14044, 14067의 표준에 따라 수행하였다.

분석 대상은 '100분 분량의 디지털 영화 콘텐츠 스트리밍 1회'로 설정하였다. 시스템 경계는 디지털 콘텐츠의 특성을 고려하여, LCA의 전과정인 Cradle-to-Grave 접근이 아닌 제작–전송–사용의 세 단계로 한정된 Gate-to-Gate로 설정하였다. 이는 디지털 콘텐츠가 물리적 원료의 조달이나 폐기 단계를 포함하지 않고, 콘텐츠 제작, 전자적 전송, 최종 사용자 소비 과정이 온실가스 배출의 주요 경로인 점을 고려하였다.

기능 단위 및 시스템 경계와 관련된 세부 내용은 표 5와 같다.

Functional unit and system boundary of digital content carbon footprint

2) 전과정 목록 분석

자원 투입과 환경 배출을 정량적으로 목록화 하는 과정인 전과정 목록 분석(LCI; Life Cycle Inventory)은 디지털 콘텐츠의 특성과 실측의 한계를 고려하여 선행 연구 자료를 인용하였다.

콘텐츠 제작 단계는 촬영, 편집 및 렌더링, 마스터 저장으로 구분된다. 촬영 단계에서는 조명, 카메라, 보조 장비의 전력 소비와 차량 연료 소모가 주요 배출원이다. 편집 및 렌더링은 컴퓨터나 렌더팜에서 수행되며, 배출원은 소비 전력이다. 마스터 저장 단계는 스토리지 서버 및 백업 장비를 활용한 저장 작업으로 구성된다.

콘텐츠 전송 단계는 데이터센터 저장, 콘텐츠 전송망(CDN), 네트워크 전송의 하위 단계로 구성된다. 데이터센터의 전력 소비량과 CDN 전송시 서버와 라우터 장비의 운용 소모 전력이 포함된다. 네트워크 전송은 백본망, 광케이블, 공유기 등을 통한 전송 과정을 포함하며, 이 역시 네트워크 장비의 소비 전력을 기반으로 산정된다.

콘텐츠 사용 단계는 사용자의 기기 이용을 중심으로 구성된다. 스마트폰, 태블릿, 노트북, TV 등 다양한 기기의 사용에 따라 상이한 전력 소비가 발생하며, 사용 시간과 소비 전력을 기반으로 산정된다. 그리고 가정 내 라우터, 이동통신 기지국 등의 장비의 전력 소비도 함께 고려된다.

이러한 전과정 목록은 정량적 환경영향 평가(LCIA; Life Cycle Impact Assessment)를 위한 입력값으로 활용된다. 전과정 목록 분석 결과를 표 6으로 정리하였다.

Life cycle inventory for digital content carbon footprint analysis

3) 디지털 콘텐츠 영화의 탄소 배출량 산출 결과

표 7은 디지털 콘텐츠 영화를 기능단위 및 시스템 경계에서 정의한 대로 산출한 탄소발자국 분석 결과이다.

Carbon footprint of digital content

콘텐츠 제작 단계는 콘텐츠의 스트리밍 기준값을 1천만 회로 가정하여, 총 제작 배출량을 스트리밍 횟수로 나누어 1회 시청 기준 배출량으로 환산하였다. 콘텐츠 전송(Digital Delivery) 및 사용(Use) 단계는 1회 100분 스트리밍을 기준으로 한 산정값이다. 시청은 스마트 TV를 통해 이루어진 것으로 가정하였다.

분석 결과, 탄소 배출량은 1.146kgCO2eq이며, 가장 큰 비중을 차지한 부문은 데이터센터 저장(0.35kgCO2eq, 30.54%)과 콘텐츠 촬영(0.332kgCO2eq, 28.97%)으로 나타났다. 특히 제작 단계에서의 촬영과 전송 단계에서의 데이터센터 이용이 전체 배출의 절반 이상을 차지하고 있는 점은, 콘텐츠의 제작·저장·전송에 있어 상당한 물리적 자원이 소모됨을 시사한다.

콘텐츠 소비 단계에서의 시청은 0.11kgCO2eq로, 전체 배출량의 약 9.6%를 차지하는 데 그쳤다. 이는 콘텐츠 소비 단계보다 인프라 운영단계(제작 및 전송)의 환경 영향이 더 크다는 것을 알 수 있다. 또한, 콘텐츠 사용만 이루어지는 경우(제작 제외) 기준으로 보면, 가장 높은 배출량은 데이터센터 저장이며, 이는 스트리밍 콘텐츠의 에너지 집약적 특성을 반영하는 결과라 할 수 있다.


Ⅳ. 디지털 콘텐츠 무역의 지속가능 방안

4-1 디지털 콘텐츠와 디지털 무역의 탄소배출 구조

디지털 콘텐츠는 영화, 애니메이션, 소프트웨어, 스트리밍 음원, 전자출판물 등 다양한 형태로 실시간 소비되는 디지털 무역 품목이다. 물리적 운송이 배제된다는 점에서 친환경적인 대안으로 인식되기도 하지만, 실제로는 전송 및 소비 과정에서 상당한 에너지 사용과 온실가스 배출이 발생한다는 지적도 있다[3],[13].

디지털 콘텐츠 무역은 국가 간 데이터 전송을 수반하며, 글로벌 전송망(CDN, 국제 해저케이블 등)의 활용은 탄소배출의 국제적 확산을 야기한다. 콘텐츠의 전자적 전송은 제작국, 소비국, 플랫폼 서버 위치에 따라 탄소배출이 공간적으로 분산되며, 이는 전통 무역과는 다른 환경적 특성을 초래한다.

본 연구의 시스템 경계에 따라, 디지털 콘텐츠의 탄소배출은 세 단계로 구분된다.

첫째, 제작 단계는 촬영, 편집, 렌더링, 저장 등 고성능 장비의 사용으로 구성되며, 콘텐츠 단위당 배출량은 적으나 대규모 스트리밍 시 배출 총량이 증가할 수 있다. 둘째, 전송 단계는 데이터센터 운영과 전송 인프라를 포함하며, 에너지 믹스와 압축 기술에 따라 배출량이 달라진다. 셋째, 소비 단계는 사용자 기기의 전력 소비가 중심이며, 기기 유형과 해상도에 따라 배출량 차이가 발생할 수 있다[24].

이러한 구조는 디지털 콘텐츠의 탄소배출을 개별 국가 책임으로 귀속시키기 어려워, 환경영향의 가시성과 배출 책임의 명확성을 결여시키는 문제를 수반한다. 특히 스트리밍은 반복 재생이나 장시간 이용 시, 단위 콘텐츠당 누적 배출량이 물리적 매체(CD, DVD)의 배출량을 초과할 수 있으며, 서버, 네트워크, 단말기 수준에서 매우 높은 에너지 집약도를 요구한다. 따라서 디지털 콘텐츠 무역이 국제적으로 지속 확대되고 있는 현시점에서, 이에 수반되는 탄소배출 구조를 정량적으로 분석하고 단계별 감축 전략을 도출하는 것은 국제 디지털 무역정책 수립에 있어 핵심적인 과제라 할 수 있다.

4-2 디지털 콘텐츠 무역의 단계별 탄소 감축 방안

1) 콘텐츠 제작 단계

콘텐츠 제작 단계는 영상 촬영, 편집, 렌더링 등 고성능 연산 장비를 장시간 사용하는 공정으로 구성되어 에너지 소비가 집중된다. 이에 따라 콘텐츠 제작사는 다음과 같은 감축 전략의 추진이 요구된다.

첫째, 클라우드 기반 제작 환경의 에너지 효율화를 통한 배출 저감이 가능하다. 예를 들어, Adobe는 클라우드 렌더링 인프라의 최적화를 통해 에너지 소비를 절감한 사례를 제시한 바 있다[25]. 둘째, 제작 스튜디오의 재생에너지 전환도 고려할 수 있다. Netflix는 자사 콘텐츠 제작 시설의 전력원을 재생에너지로 대체하는 ‘Net Zero + Nature’ 이니셔티브를 추진 중이다[26]. 재생에너지 전환으로 인한 제작비 증가시 정부 보조 정책도 고려할 필요가 있다. 셋째, 영상 편집 및 렌더링 과정에서는 저전력 GPU (Graphics Processing Unit), 고효율 서버 장비를 도입하고, 연산 부하 및 배출량을 실시간으로 감시하는 탄소 추적 시스템을 운영하는 것이 바람직하다.

2) 콘텐츠 전자전송 단계

콘텐츠 유통을 위한 전자적 전송 단계는 콘텐츠 플랫폼에 의해 운영되며, 데이터센터 운영, CDN 활용, 국제망 전송과 고해상도 콘텐츠 증가에 따라 전력 소비가 증가하고 있다.

첫째, CDN 운영에 있어 재생에너지 전환과 전력 효율 제고는 핵심 전략이다. Google은 자사의 Cloud CDN 서비스를 탄소중립으로 전환하고 있으며, 각 지역 데이터센터의 PUE (Power Usage Effectiveness) 지표를 개선하고 있다[27]. 둘째, 콘텐츠의 기본 해상도 설정을 자동 고해상도에서 중간 수준 (예: 720p)으로 조정하고, 압축 기술을 강화함으로써 사용자 데이터 사용량을 줄이는 것이 효과적이다. 콘텐츠 압축 기술의 경우 저장비 절감 및 네트워크 비용 감소 효과의 장점도 있다. 셋째, edge server를 통한 지역 간 트래픽 최적화는 불필요한 국제 전송을 줄이고 전송 경로의 에너지 집약도를 완화하는 방안으로 제시된다.

3) 콘텐츠 사용 단계

사용자 단말기에서의 에너지 소비는 콘텐츠 소비의 마지막 탄소배출 경로로서 콘텐츠를 이용하는 소비자들에 의해 배출된다.

첫째, 고전력 기기(예: 스마트TV)보다 저전력 기기(예: 스마트폰) 사용이 요구된다. Carbon Trust는 동일 콘텐츠 소비 시 스마트TV가 스마트폰 대비 10배 이상의 전력을 소비한다고 보고하였다[24]. 둘째, 고해상도 콘텐츠의 자동 재생 기능 차단, 야간 자동 종료 기능의 기본 설정 등 사용자 행태 변화를 유도하는 정책도 필요하다. 셋째, 콘텐츠 단위 탄소배출 정보를 사용자에게 사전에 제공하는 ‘디지털 탄소 라벨(Digital Carbon Label)’ 제도의 도입도 필요하다. 이는 소비자 인식 제고와 함께 감축 유도 수단으로 활용될 수 있다. 아울러, 콘텐츠 소비와 직접적으로 연결되는 무선 네트워크 기기에서도 에너지 효율성을 높이기 위한 기술 연구가 진행 중이며, 이는 가정용 라우터나 엣지 디바이스 수준에서의 소비 전력 절감에 기여할 수 있다[28].

4-3 분석의 한계 및 신뢰성 확보 방안

본 연구에서 디지털 콘텐츠 무역의 탄소발자국을 정량적으로 산정하기 위해 LCA 기반의 상향식 접근법을 활용하였으며, 제작–전송–소비의 세 단계로 시스템 경계를 설정하였다.

탄소 배출량 산정 결과는 적용된 시스템 경계, LCI 데이터의 출처, 배출계수의 설정, 콘텐츠 단위의 정의 등 다양한 요소에 따라 민감하게 변동될 수 있다. 예를 들어, 제작 단계에서는 콘텐츠 촬영 및 렌더링 장비의 사양이나 운영 시간, 전력 효율성에 따라 배출량 차이가 크며, 전송 단계에서는 CDN 운영의 지역별 에너지믹스와 압축 기술의 차이가 결과 값에 영향을 준다. 사용 단계 역시 스마트TV, 모바일 기기 등 소비자의 콘텐츠 수용 방식에 따라 단위당 전력 소비량이 다르게 나타난다.

따라서 본 연구 결과는 설정된 시스템 경계와 1회 스트리밍 기준의 기능단위에 기반한 상대적 비교를 위한 수치로 해석되어야 하며, 다양한 시나리오 및 조건 변화에 따른 민감도 분석도 필요하다. 향후 직접 계측 기반의 1차 데이터 구축과 다양한 LCI (Ecoinvent, GHG Protocol Scope3 Tool 등) 기반 연구도 필요하다.


Ⅴ. 결 론

이 연구는 디지털 콘텐츠의 제작부터 소비에 이르는 전 과정에서의 탄소 배출량을 정량 분석하고, 디지털 무역의 지속가능성을 위한 감축 방안을 제시하였다.

연구는 시스템 경계를 Gate-to-Gate로 설정하고, 기능 단위를 100분 분량의 Full HD 디지털 영화 콘텐츠 1회 스트리밍으로 정의하였다. 분석 결과, 1회 스트리밍 기준 총 탄소 배출량은 약 1.146kgCO₂eq으로 산정되었으며, 이 중 데이터센터 이용(30.54%), 콘텐츠 촬영(28.97%), 스마트TV 시청(9.6%)이 주요 배출 요인으로 나타났다. 이는 디지털 콘텐츠가 무형 상품임에도 불구하고, 물리적 인프라(서버, CDN, 단말기 등)를 기반으로 작동함에 따라 상당한 수준의 온실가스 배출을 유발한다는 점을 실증적으로 보여준다.

이러한 분석 결과는 다음과 같은 시사점을 제공한다.

첫째, 학문적 측면에서 기존의 국가·산업 수준의 총량 기반 하향식 연구와 달리, 콘텐츠 유형에 기반한 상향식 분석을 통해 디지털 콘텐츠의 배출 구조를 세분화하여 정량화할 수 있었다. 이는 향후 디지털 제품 간 환경성 비교, 소비행태 기반 정책 설계 등에 활용될 수 있는 기초자료로서의 의의가 있다.

둘째, 실무적 측면에서는 제작 단계의 에너지 효율화, 전송 단계의 재생에너지 활용, 소비 단계의 사용자 행태 변화 유도 등 감축 가능성이 높은 지점을 도출할 수 있었다.

셋째, 정책적 측면에서 디지털 무역이 전통적 상품무역에 비해 환경적 이점만을 갖는다는 통념을 넘어서, 디지털 전환에 수반되는 전력 기반 탄소배출의 구조적 특성을 인식하고, 국제 무역제도 차원에서의 대응 필요성을 제기하였다. 특히 향후 디지털 무역협정 (DTA; Digital Trade Agreement)에서 환경조항 도입이나 탄소정보 공개 의무화 등 지속가능성 기반 규범의 반영이 요구된다.

본 연구는 영상 콘텐츠 1회를 기준으로 산정된 결과로, 콘텐츠 유형이나 국가별 전력믹스, 플랫폼 기술 차이에 따라 탄소배출 구조는 달라질 수 있다. 그리고 실제 스트리밍 플랫폼이나 콘텐츠 제작사의 데이터가 아닌 선행연구에서 제시된 배출계수와 가정값을 활용하였다는 한계가 있다.

향후 연구에서는 다양한 디지털 콘텐츠 유형(게임, 음원, 전자책 등)에 대한 기능 단위별 탄소발자국 산정이 필요하며, 국가별 디지털 무역의 수출입 구조를 반영하고, 영향 범주를 확장한 LCA 분석도 필요하다. 아울러 민감도 분석까지를 포함한 디지털 경제의 환경 영향을 체계적으로 검증하는 통합적 연구가 필요하다.

디지털 무역이 저탄소 전환의 수단으로 활용되기 위해서는 환경 효율성에 대한 정량적 평가와 감축 기반 설계가 병행되어야 하며, 본 연구는 이러한 통합적 접근을 위한 기초 연구의 성격을 가진다.

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저자소개

문영수(Young-Soo Moon)

2001년 2월:여수대학교 산업대학원 (경영학석사)

2015년 8월:전남대학교 대학원 (경영학박사)

2021년~현 재: 전남대학교 여수시탄소중립지원센터 학술연구교수

※관심분야:디지털 무역, 디지털 경제, 전자무역, 전과정평가, 탄소중립

박복재(Bok-Jae Park)

1989년 2월:전남대학교 대학원 (경영학석사)

1994년 8월:전남대학교 대학원 (경영학박사)

1995년~현 재: 전남대학교 글로벌비즈니스학부 교수

※관심분야:디지털 컨텐츠, 전자상거래, 디지털 비즈니스, 전자무역

Fig. 1.

Fig. 1.
Global exports of goods, services and digitally deliverable services[9]

Fig. 2.

Fig. 2.
Growth rate of digitally deliverable services (2005=100)[9]

Table 1.

Digitally deliverable services[8]

Code Service Description Digitally
Deliverable
SA Manufacturing services on input owned by others
SB Maintenance and repair services n.i.e.
SC Transport services
SD Travel
SE Construction
SF Insurance and pension services O
SG Financial services O
SH Charges for the use of intellectual property O
SI1 Telecommunication services O
SI2 Computer services O
SI3 Information services O
SJ1 Research and development services O
SJ2 Professional and management consulting services O
SJ3 Technical, trade-related, and other business services O
SK1 Audiovisual and related services O
SK2 Other personal, cultural, and recreational services O
SL Government goods and services n.i.e.

Table 2.

Carbon emission factors and characteristics by stage of digital content life cycle

Category Carbon Emission Factors Emission Characteristics and Influencing Elements
Content Production - Electricity consumption due to use of high-performance equipment (e.g., video editing, rendering, music mixing)
- Computational load from cloud-based production environments
- High hourly energy intensity due to usage of CPU, GPU, and servers
- Emissions increase with higher content resolution and longer production durations
Content Storage - Power consumption for operating storage devices in data centers
- Continuous storage and backup of large files
- Accumulated energy use for long-term storage
- Redundant storage through CDN replication mechanisms
Content Transmission - Power consumption from operating CDN and communication network equipment
- Real-time traffic increase during streaming
- Significant differences in transmission volume and duration depending on resolution (FHD, 4K)
- Total emissions increase with user base and usage time
Content Consumption - Electricity consumption of user devices (TVs, smartphones, PCs, etc.)
- Extended viewing and repetitive use
- Emission levels vary based on device efficiency and user behavior
- Emissions at the consumption stage differ depending on regional carbon intensity of electricity generation sources

Table 3.

International standards for carbon footprint

Standard Application Scope Characteristics
ISO 14040/14044 Environmental impacts across product life cycles Defines the general procedure for Life Cycle Assessment (LCA)
ISO 14067 Product-level carbon footprint Quantifies greenhouse gas emissions only
PAS 2050 Product and service carbon footprints British BSI standard for product GHG emissions
GHG Protocol Organizations, projects, supply chains GHG quantification by Scope 1–3 at the organizational level

Table 4.

Characteristics of LCA stages of digital content

LCA Stage General Products Digital Content
Raw Material Acquisition Extraction of minerals, wood, oil Infrastructure setup (servers, devices, electricity)
Manufacturing & Production Component assembly and manufacturing Content creation (filming, editing, encoding)
Distribution & Delivery Transport via truck, ship, or airplane Network streaming, CDN delivery
Use Energy consumption during product usage Content consumption on user devices (TV, smartphones, etc.)
End-of-Life Waste treatment, recycling, incineration Deletion of digital files, device replacement

Table 5.

Functional unit and system boundary of digital content carbon footprint

Item Description
Content Type Digital film
Functional Unit One-time streaming of a 100-minute digital video
System Boundary - Production: Filming, editing, rendering, and master storage
- Delivery: Data storage, CDN transmission, network transmission
- Use: Device usage

Table 6.

Life cycle inventory for digital content carbon footprint analysis

Stage Detailed Components Data
Production Filming Filming: Camera, lighting, field transportation [23]
Editing/Rendering High-performance computers, render farm [23]
Master Storage Server storage, backup equipment [23]
Digital Delivery Data Center Storage Data centers, storage devices [19]
CDN Transmission Cache servers, router equipment [5]
Network Transmission ISP networks, fiber optics [3]
[13]
Use Viewing Smartphones, tablets, laptops, TVs [3]
[24]
Network Access Home routers, mobile base stations [3]

Table 7.

Carbon footprint of digital content

Component Emissions(kgCO2eq) Share(%)
Production Filming 0.332 28.97
Editing/Rendering 0.005 0.44
Master Storage 0.000124 0.01
Digital Delivery Data Center Storage 0.35 30.54
CDN Transmission 0.05 4.36
Network Transmission 0.25 21.81
Use Viewing 0.11 9.60
Network Access 0.049 4.27
Total 1.146124 100