Майнинг и экология: реальная опасность или преувеличение проблемы?
Калькулятор Кембриджского университета постоянно подсчитывает, насколько велика потребляемая мощность для “майнинга” и транзакций Биткоина. На сегодняшний день, в начале марта 2023 года, этот показатель составляет 122,55 Тв*ч в год. Это соответствует суммарному потреблению нескольких европейских стран.
Начав эту статью с впечатляющих данных, давайте разберемся в причинах негативного влияния майнинга на экологию и попытаемся обозначить пути решения проблемы.
Как и какое влияние майнинг оказывает на экологию
Тот факт, что виртуальная «валюта» наносит значительный ущерб окружающей среде, объясняется тремя причинами.
Первая проблема: криптовалюты создаются в результате сложных головоломок, которые можно решить только с помощью гигантских вычислительных мощностей компьютера; это называется «майнинг». Для решения таких задач в настоящее время создана целая индустрия, которая занимается производством цифровых денег на собственных «майнинг-компьютерных фермах».
Эти фермы, в свою очередь, потребляют огромное количество энергии – дело доходит до того, что они регулярно вызывают крупномасштабные перебои в подаче электроэнергии. А поскольку количество потребляемой энергии зависит от размера сети майнинга, для добычи новых монет требуется все большее и большее количество энергии.
Экологи опасаются, что это может привлечь майнеров туда, где электричество дешевле всего – и это могут быть места, где для выработки электроэнергии используется уголь, в частности. Пример Китая подтверждает эти опасения: безусловно, большинство цифровых валют добывается в Китае. И хотя страна движется в направлении возобновляемых источников энергии, около двух третей электроэнергии производится за счет угля.
Вторая проблема: транзакции с этими «монетами» в блокчейне также требуют больших затрат энергии, поскольку для этого снова приходится сталкиваться с чудовищными трудностями: крипто-перевод — это нечто иное, чем простая оплата кредитной картой. Каждая биткоин-транзакция в настоящее время потребляет 313 килограммов CO2. Для получения аналогичного значения вы могли бы 695 000 раз совершить оплату с помощью своей карты Visa. Или смотреть фильмы на YouTube в течение 52 000 часов.
Третий момент: для майнинга требуется специализированное оборудование, которое, в свою очередь, создает собственные электронные отходы; и при этом эти устройства необходимо обновлять быстрыми темпами: примерно через 18 месяцев оборудование нуждается в замене. Таким образом: ежегодная потребность индустрии биткоинов в оборудовании примерно такая же, как и в небольшой европейской стране. Или по-другому рассчитано: около 135 граммов электро отходов всегда переходят из рук в руки при совершении транзакции с биткоинами.
Возможно ли сделать процесс майнинга более экологичным
Предваряя последующее более подробное разъяснение, можем сразу дать короткий ответ на заданный вопрос — да, это возможно.
Лидером неутешительной статистики, отражающей наносимый майнингом вред экологии, является первая криптовалюта – биткоин. Он работает с использованием так называемой системы Proof-of-Work (PoW), и именно из-за этого возникают майнинг фермы, наносящие колоссальный вред окружающей среде.
Но есть и альтернативы этим энергоемким блокчейнам. В отличие от биткоина, такие блокчейн-решения не основаны на принципе Proof-of-Work, а следуют принципу Proof-of-Stake (PoS).
Для сравнения, Proof-of-Stake (PoS) не требует непрерывного выполнения майнинг операций, что делает весь процесс менее энергоемким. Здесь валидаторы выбираются случайным образом для генерации соответствующего блока. В PoS майнеры генерируют или проверяют блоки в зависимости от количества монет, которыми они владеют. Устранение элемента конкуренции экономит массу энергии, поскольку PoS-система работает только над одной проблемой за раз, тогда как несколько PoW-систем работают над решением одной и той же проблемы.
Статистика для сравнения
Для наглядности того, что переход с PoW на PoS приведет к значительной экономии энергоресурсов, приведем пример эфириума, который до перехода употреблял до 94 Тв*ч в год для классического ETH. Перейдя же на PoS и введя ETH 2.0, потребление электроэнергии сократилось более, чем на 99,88%, а углеродный след уменьшился на 99,992%.
Однако, и при использования PoW энергопотребление не всегда будет достигать устрашающих показателей, так Bitcoin Cash и Lightcoin потребляют за год 0,88 Тв*ч и 0,62 Тв*ч соответственно, а Dogecoin и вовсе 0,002 Тв*ч в год, что даже меньше Cardano на PoS с 0,01 Тв*ч в год.
Но, чтобы получить полноценную картину, следует сравнить энергопотребление криптовалют с рядом других известных сервисов и компаний. Так, PayPal расходует в год порядка 0,25 Тв*ч, PlayStation 8,3 Тв*ч в год, Amazon 30,9 Тв*ч в год, а YouTube 243,6 Тв*ч в год. Суммарно же в год по всей планете расходуется около 25000 Тв*ч в год, согласно данным International Energy Agency.
До августа 2022 года на долю биткоина приходилось от 60% до 77% от общего мирового потребления электроэнергии криптоактивами, а на долю эфириума от 20% до 39%, но какими бы внушительными ни казались эти цифры на первый взгляд, на самом деле это всего лишь порядка 0,9% от общемирового годового потребления электроэнергии.
Эко-альтернативы источников энергии
Многие компании, занимающиеся добычей криптовалют, быстро осознали важность повышения энергоэффективности и снижения воздействия на окружающую среду. Чтобы смягчить это, некоторые компании используют экологически чистые источники энергии, такие как солнечная или ветровая энергия. Многие компании также используют искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение для улучшения своих алгоритмов крипто-майнинга и снижения энергопотребления.
Кроме того, “зеленые” криптовалюты в последнее время привлекают все больше внимания, поскольку они стремятся продвигать устойчивые, экологически чистые подходы к майнингу криптовалют. Например, Chia – это “зеленая” криптовалюта, которая использует накопители, а не электричество для своего PoS. В конечном счете, эти усилия показывают, что крупные крипто-майнеры осознают влияние своей деятельности на окружающую среду; от перехода на возобновляемые источники энергии до разработки инновационных подходов.
Еще один обсуждаемый в настоящее время подход по уменьшению электропотребления в процессе майнинга работает аналогично преобразованию избыточной электроэнергии в водород с помощью электролиза. Это означает, что в периоды перерасхода электроэнергии и, соответственно, перегрузки, при отрицательных ценах на электроэнергию она не подается в сеть, а используется для энергоемкого крипто-майнинга. Таким образом, монеты генерируются оператором майнинговой установки в определенное время, так что фактически „избыточная“ электроэнергия может быть использована экономически, а не просто регулироваться.
Поворотным моментом для майнинга должно стать и открытие в самое ближайшее время первого в США центра обработки данных Cumulus компании Talen Energy, работающий на атомной электростанции по добыче биткоинов. Объект, который напрямую связан с атомной электростанцией Саскуэханна, является результатом отношений Talen Energy с ведущей компанией по добыче биткоинов TerraWulf.
Гидроэлектростанции также отлично подходят для производства криптовалюты. Это уже практикуется в Австрии и называется Hydrominer. Это частная компания, владеющая тремя собственными гидроэлектростанциями, которые они используют для выработки криптовалюты. Преимущество гидроэнергетики заключается в том, что она не имеет проблем с охлаждением, и источник присутствует постоянно.
Заключение
Определенно нельзя сказать, что криптовалюты являются победителем в номинации “Климатический герой”. Их ежегодный углеродный след и уровень энергопотребления превышает таковые в некоторых отдельно взятых странах.
Однако, сравнивая долю годового энергопотребления криптовалютами с другими компаниями и сервисами, а также сопоставляя их с данными для всей Земли в целом, определенно можно прийти к выводу, что проблема угрозы майнинга для экологии переоценивается.
