Разъяснение Дебатов: Исследование Энергопотребления в Криптовалютном Майнинге
Экологические эффекты криптовалютного майнинга обсуждаются довольно горячо. Вы можете отыскать статьи, утверждающие, что энергопотребление от майнинга криптовалют не опасно для климата Земли. Но вы можете найти ровно столько же статей, утверждающих, что энергия, использованная для майнинга криптовалют, будет жестко ускорять глобальное потепление и изменение климата. Однако, согласно исследованию Центра Альтернативных Финансов Университета Кембридж, на глобальном уровне:
“В данный момент почти нет свидетельств, что Биткоин напрямую влияет на изменение климата.
Даже если предположить, что майнинг Биткоина в основном осуществлялся за счет угля, — что является очень нереалистичным сценарием, учитывая, что немалое количество ферм работают только на возобновляемой энергии — общие выбросы углекислого газа составили бы примерно 0.17% общей эмиссии. Это не говоря о том, что опасения насчет окружающей среды, возникающие вокруг Биткоина и его потребления электроэнергии, не должны приниматься во внимание”.
Эта статья дает возможность навести резкость на суть споров, изучив, почему майнинг требует энергию, источники энергии (т.е. смесь энергий), которые используются для генерации электричества для майнинга, и потенциальные эффекты, оказываемые майнингом на окружение.
“Майнинг” и Консенсус Proof Of Work
Некоторые криптовалютные сети, в частности сеть Bitcoin, требует от компьютеров соревноваться за возможность добавить новые “блоки” транзакций в блокчейн биткоина в обмен на свеженамайненные монеты. Эта конкуренция включает решение хэш функций, которые (если по-простому) являются математическими задачами, которые могут быть решены только методом проб и ошибок, но, в случае их решения, могут быть легко проверены. По сути, это процесс конкуренции, который известен как “Proof of Work”, защищает гроссбух сети от манипуляций путем установления высокой стоимости — в данном случае в форме компьютерной мощи, выделенной для решения хэш функций — для участников, которые пытаются изменить данные или добавить лишнее в блокчейн.
Участие в этом консенсусе обычно называется “майнингом”. Для более глубокого изучения консенсуса Proof of Work, пожалуйста ознакомьтесь с другими нашими материалами на эту тему.
По мере того, как популярность и цена биткоина и других криптовалют растет, майнинг стал намного прибыльнее, привлекая бизнесы и людей к инвестициям в утонченное оборудование, созданное с единственной целью — решать хэш функции. Решение хэш функций требует вычислительной мощности, что требует энергию, в форме электричества.
В дополнение к этому, электричество необходимо для охлаждения вычислительного железа пока оно решает математические задачи. Сегодня, самое лучшее свидетельство предполагает, что майнинг криптовалют потребует 45.8 Twh энергии в год. Без сомнений, эта цифра свидетельствует о том факте, что майнинг криптовалют это энергозатратное занятие. Тем не менее, изучая рыночные стимулы, источники энергии, которые питают майнинговое оборудование, и новые рыночные практики предоставляют контекст для этого пользующегося популярностью вопроса.
Запрос на Дешевую, Чистую Энергетику
Майнинг Биткоина не только требует дешевой, возобновляемой энергии, но также активно улучшает существующую систему генерации энергии, как возобновляемую так и не возобновляемую. И в самом деле, растущий тренд в Северо Американском биткоин майнинге это попытка потребления сжигаемого на месторождениях газа для обеспечение криптовалютных ферм. Потребление таким образом одного из самых сильных загрязнителей — богатого метаном газа, — без дополнительной добычи, снижает выбросы одного из самых больших источников метана в атмосфере, предоставляя в то же время майнерам биткоина недорогой источник энергии.
Стратегия использования лишнего добытого газа для майнинга Биткоина может также привести к еще большему уменьшению загрязнений. Так как энергия может быть потреблена прямо на месте, сразу после добычи, при помощи методов инкапсуляции. Далее, перемещение энергии довольно сложно, и биткоин будет играть роль источника спроса. Где производители обновляемой энергии могут сталкиваться с появлением излишков, майнинг биткоина может использоваться для потребления лишней энергии. Таким образом, обеспечивания уменьшение загрязнения, в то же время предоставляя выгоды производителям возобновляемой энергии.
Майнеры криптовалют рыночным способом простимулированы использовать самое дешевое электричество, какое они смогут найти. Определенный процент прибыли майнеров тратится на электричество и колеблется в зависимости от случая. Несомненно, что сейчас это довольно затратная статья расходов — некоторые майнеры выплачивают за электричество 60% от всей прибыли. Этот процент будет разным в зависимости от цены биткоина, а главная цель майнера, которую он преследует для увеличения прибыли — уменьшить себестоимость добычи. На практике, это означает нахождение и использование самой дешевой доступной электросети.
Вдохновляет, как мотивация майнеров гнаться за прибылью и самыми дешевыми источниками энергии неотвратимо приводит их к использованию электричества из возобновляемых источников. Электричество от солнечных батарей, геотермальная энергия, а также ветряная, уже сейчас по средней стоимости дешевле, чем самый эффективный и не возобновляемый источник — цикл добычи газа.
В самом деле, растраты от добычи электричества из солнечных батарей за последние 10 лет значительно уменьшились — минус 92% для солнечных источников. Агентство Информационной Энергетики США ожидает, что этот тренд будет усиливаться в ближайшие 20 лет. По мере того, как восстанавливаемые источники энергии продолжают становиться все дешевле для конечных пользователей, рыночные силы будут естественным образом привлекать майнеров к расположению операций вблизи от возобновляемых источников энергии. По мере того, как запрос на возобновляемую энергию будет возрастать в течение следующих 10 лет, сегодня, географическое расположение и имеющиеся данные насчет потребляемой майнингом энергии, будет все яснее видно, что криптовалюты становятся доказательством необходимости в дешевой и возобновляемой энергии среди работающих сегодня майнеров.
География и Энергетический Комплекс Криптовалютного Майнинга
Существует большая концентрация биткоин майнеров в Китае, Исландии, Швеции, Норвегии, Грузии, Атлантике, Квебеке, и северной части штата Нью Йорк. Эти регионы полны отличными местами для добычи возобновляемой энергии. Майнинг в Китае предлагает интересный пример для изучения экономических стимулов в индустрии. Более двух третей всего электричества в Китае генерируется из угля, но около 80% биткоин майнинга в Китае происходит в провинции Сычуань, регионе, в котором расположено больше всего Гидроэлектростанций в стране. На самом деле, согласно Международному Энергетическому Агентству, “эти майнинговые фермы возможно потребляют излишки в некоторых из регионов, используя возобновляемые источники, которые в ином случае бы не использовались, с учетом проблемы соединения этих богатых ветряных и водных источников энергии с потребителями на побережье”.
Другие регионы, в которых географически сконцентрировался майнинг, точно так же богаты источниками возобновляемой энергии: Исландия (на 100 процентов возобновляемая энергия), Квебек (99.8%), Британская Колумбия (98.4%), Норвегия (98%), и Грузия (81%).
“Майнеры голосуют своими ногами”, что показывает их стремление к дешевому электричеству, которое уже подтолкнуло их к поиску и использованию новых типов энергии.
Недавние изучения Энергетического Комплекса индустрии Биткоин майнинга показывают, что он скорее является исключением из правил, если дело касается использования возобновляемой энергии. Однако, опубликованная на тему статистика сильно отличается. В отчете, опубликованном Coinshares, авторы Кристофер Бендиксен и Самюэль Гиббонс поясняют, что “наш текущий приблизительный процент обновляемой энергии в биткоин майнинге — 74.1%, это в 4 раза больше по сравнению с процентной степенью использования такой энергии другими энергосетями на планете.”
Менее оптимистичный анализ от Кембриджского Университета показывает, что примерно 28% майнеров (как крупных, так и мелких) воспользовались “зелеными” источниками. Это все еще достаточно много по сравнению со средними значениями других индустрий. В индустрии транспортировки, например, возобновляемая энергия занимает всего лишь 3.4% общего количества поставляемой энергии.
(Вычисление энергокомплексных решений, которые используются для майнинга биткоина, дело трудное. Вот здесь имеется сравнение методологий, принятых для проведения такого типа исследований).
Вычислительная Эффективность = Энерго Эффективность
Майнеры конечно могут понижать стоимость добычи и уменьшать негативное влияние на окружающую среду при помощи возобновляемых источников энергии, но также, они могут уменьшать потребление энергии и затраты используя самые эффективные на сегодня вычислительные мощности. Между 2009 и 2020, майнинговое оборудование прошло четыре основных итерации, которые значительно улучшили энергоэффективность оборудования. В 2009, стандартный процессор был на вооружении майнеров, поддерживавших сеть Биткоина. Через год, майнеры биткоина начали использовать более мощные процессоры — графические. В 2011 году, FPGA железо было основным выборов майнеров.
А еще через год, майнеры начали внедрять ASIC-чипы. Согласно Международному Энергетическому Агентству, “современные ASIC чипы более мощны и более энергоэффективны — они в около 50 миллионов раз мощнее (H/s), и в миллион раз более энергоэффективны (H/J), в майнинге биткоина, чем процессоры из 2009 года”. По мере того, как индустрия продолжает свой рост и прогресс, вы можете только предполагать, куда приведет это стремление к энергоэффективности, надеемся что к успеху. Процесс майнинга сейчас еще развивается, но индустрия уже видит что имеется постоянный запрос на энергию и эффективные в плане вычислений проекты.
Заключение
Пока майнинг криптовалют является энергозатратным делом, он совсем не обязательно наносит вред окружающей среде. В самом деле, Энергетический Комплекс крипто-майнинговой индустрии может занимать лидирующие места среди других индустрий по потреблению энергии. Согласно Университету Кембридж, “данные показывает что даже в самом жутком сценарии, то есть при условии майнинга лишь с использованием угля, загрязнение от добычи Биткоина сейчас находится значительно ниже опасных уровней.”
Кроме того, стоит заметить что майнинг биткоина является легкой мишенью для критиков использования энергии, потому что это одна из немногих отраслей, где течение и использование энергии можно относительно точно измерить и проследить. Нет точных данных по использованию энергии, но их можно довольно легко вычислить при помощи публично доступных данных про хэшрейт сети Биткоин и энергопотребление. В отличие от других энергозатратных индустрий, где потребление и смешивание энергий нельзя точно отследить, а где можно — это находится довольно далеко от публичных глаз, в биткоин майнинге из-за его глобального воздействия и открытости сети, подсчитать цифры становится легко из-за прозрачности.