Forskare efterlyser brådskande åtgärder eftersom en enorm ökning av internetvideoströmning hotar att öka problemet med att möta landets framtida toppbehov av el på vintern.

De uppmanar beslutsfattare över hela världen att överväga konsekvenserna av obegränsad datatillväxt och allt snabbare internethastigheter.

Tittarvanorna i Storbritannien förändras snabbt och flyttas bort från konventionell marksändning. Fler och fler människor tittar på video on demand streamingtjänster som BBC:s iPlayer och Netflix, och videodelningsplattformar som YouTube.

Denna utbredda konsumtion av onlinevideoinnehåll har drivit på den fenomenala tillväxten av internettrafik under de senaste åren. Trafikflödena har ökat kraftigt från 100 GB per sekund 2002 till 26, 600 GB per sekund 2016 och volymen datatrafik förväntas nästan tredubblas inom de kommande fem åren, enligt Cisco. Detta kommer att bidra till att IT:s andel av energiförbrukningen ökar, från dess nuvarande uppskattade nivå på cirka 10 % av den globala elektriciteten, till förväntade 20 % eller mer 2030.

Under 2011 konsumerade hushållen i Storbritannien i genomsnitt 17 GB bredbandsdata varje månad. År 2016 hade detta stigit till 132 GB. Även om energianvändningen på internet är spridd internationellt, Huvuddelen av energiförbrukningen i internetinfrastrukturer sker i användningslandet.

Dessutom, företag som Netflix rullar ut streamingtjänster med ultrahög upplösning – 2021 uppskattar Cisco att enbart UHD kan lägga till cirka 10 exabyte per månad (eller 3,5 %) till globala trafikflöden.

Energin som används av digital infrastruktur för att möta detta ökade databehov kan i framtiden bli mer problematisk för att hantera nationella topplaster. Medan andra former av internettrafik sprids jämnt över dagen, video brukar ha en bästa sändningstid, som infaller på kvällen.

Stora europeiska internetutbytespunkter visar datatrafiktoppar på kvällen mellan 20.00 och 22.00. Topparna är högre mitt i veckan mellan måndag och torsdag, och är också högre under vintermånaderna.

Tittandet på tv är som högst mellan klockan 20.00 och 22.00 i Storbritannien. Därför korrelerar tv-tittande på bästa sändningstid med toppar i utbytestrafik på Internet.

Högsta elbehov inträffar något tidigare på kvällen. Om dessa mönster förblir oförändrade kanske ytterligare internetdataanvändning inte är ett problem för att möta energibehovet. Dock, det är långt ifrån säkert att dominerande rutiner inte kommer att förändras med ytterligare visning som sker tidigare på kvällen under timmar med hög energibehov.

I UK, att möta toppenergibehovet är mest akut under vintern. Dock, nuvarande mönster visar att tv-tittandet är högre under de kallare månaderna, och börjar tidigare på kvällen.

Mobildataefterfrågan kan också få konsekvenser för nationella toppar i elförbrukningen. Tillväxttakten för mobil datatrafik är högre och mer energikrävande, speciellt när du streamar video. Forskarna noterade en sen kvällstopp i streaming på mobiltelefoner och surfplattor efter bästa sändningstid, mellan 22.00 och 23.00. Detta tyder på att dessa enheter används för att förlänga timmar av "TV-tittande, " kanske efter att huvud-TV:n har stängts av.

Men det finns en tidigare kvällstopp mellan 16.00 och 20.00, vilket kan vara mer problematiskt, särskilt om detta representerar en trend med video-on-demand-tjänster som levereras över mer energiintensiva mobilnät. Om mobiltittande utanför hemmet, under pendlingstiden, ökar detta kommer nästan säkert att öka elbelastningen vid högtrafik, uppvärmning och matlagning.

Dr Mike Hazas, Universitetslektor vid Lancaster University School of Computing and Communications, sa:"En övergång i hur människor tittar på TV verkar vara på gång – och det krävs ett brådskande övervägande av energikonsekvenserna om en mycket större andel av tittandet sker via Internet.

"Tillväxten i datatrafiken fortsätter att överträffa effektivitetsvinsterna. Vi hävdar att bredbands- och mobildatapolitiken bör syfta till att göra mer än att förbättra energieffektiviteten för digital infrastruktur. Liksom politiken för annan energiintensiv infrastruktur (som vägar eller flygplatser), politiken för digital infrastruktur bör uttryckligen erkänna digitala tjänsters betydande bidrag till energiefterfrågan och koldioxidutsläpp, och bygga in åtgärder för att säkerställa att tillväxten inte bara fortsätter obegränsat.

"Tillgängligheten av högre bredband och mobila hastigheter resulterar i ökad konsumtion och användning av högbandbreddsinnehåll och applikationer, inklusive onlinevideo, vilket är allmänt accepterat att driva mycket av tillväxten i internettrafik.

"Dock, nuvarande regeringspolitik i många länder syftar inte bara till att utöka tillgången till Internet till hushåll och medborgare som inte redan har det, men avgörande för att göra befintliga anslutningar snabbare och snabbare. Möjligheten att strömma UHD-innehåll, eller flera TV-program och filmer samtidigt skrivs in i minimala krav som alla hushåll i Storbritannien kommer att ha rätt att förvänta sig och begära. Genom att uppmuntra extra datatrafik, sådan politik har konsekvenser för efterfrågan på el och koldioxidutsläpp. Men de gör lite, om någon, hänsyn till detta. Med andra ord skulle de kunna ses som politik för "osynlig energi".

Möjliga lösningar som Dr. Hazas efterlyser inkluderar:

• Utvecklingen av datacenter och ultrasnabbt bredband åtföljs av investeringar i förnybar energi för att öka den digitala efterfrågan.
• Leverantörer av streaming och sociala nätverk kan beskattas för att återspegla miljökostnaderna för deras tjänster.
• I likhet med flygresor och bensinskatter, dataefterfrågan i sig kan beskattas för att stödja reglering av den digitala tjänstesektorn och utvecklingen av förnybar energi för den.

Forskarnas oro beskrivs i artikeln "Digitalisering, energi- och dataefterfrågan:Internettrafikens inverkan på den totala och högsta elförbrukningen, " som ska publiceras av tidskriften Energiforskning och samhällsvetenskap .