Автор: Leo Weese
С момента появления на свет, биткоин стал объектом критики в связи с высоким уровнем потребления энергии, необходимой для его майнинга. К сожалению, критики зачастую не делятся вычислениями, которые привели их к подобным умозаключениям. Согласимся, что тема довольна сложна и включает в себя много неизвестных. Однако, чтобы привнести определённый конструктивизм в разгоревшуюся дискуссию, мы провели небольшой анализ и хотим им поделиться.
Сколько электричества потребляет биткоин?
Официальной статистики, способной ответить на поставленный вопрос, не существует, поскольку майнинг биткоинов зачастую не регулируется, а во многих юрисдикциях был объявлен вне закона. Однако даже там, где он регулируется и легализован, энергетические компании в своей статистике не всегда выделяют майнинг криптовалют отдельно.
Мы попробуем рассчитать энергопотребление, анализируя сложность расчёта транзакции в сети биткоина. Сложность расчёта – это значение, вычисленное протоколом биткоина и включённое в каждый из блоков блокчейн-сети. Оно определяется количеством хэш-функций, которые в среднем используются майнером для нахождения блока. Данное значение пересчитывается каждые 2016 блоков (примерно раз в две недели), чтобы поддерживать 10-минутный интервал между блоками.
По состоянию на 7 декабря 2017 года (блок 498048), сложность расчёта составляла 1590 896 927 258. Каждый хэш является фактически случайным числом между 1 и 2 ^ 256-1. Сложность — это целевое значение, которое не должен превысить ни один хэш. Процесс можно сравнить с игрой в дартс. Сложность — это центр мишени. Чем меньше центральный сектор на мишени, тем больше дротиков нужно кидать, чтобы случайно в него попасть.
Чтобы посчитать среднее количество хэшей, которое уйдет на поиск блока в течение десяти минут, используют формулу D * 232 / 600. По ссылке вы можете ознакомиться с процессом вывода данной формулы. Для текущей сложности получается 1,14x10^19 хэшей в секунду или 14 EH/s.
Bitmain — крупнейший производитель оборудования для майнинга, располагается в Пекине и Шэньчжэне. Согласно данным компании, Bitmain производит около 70% биткоин-майнеров, в основе которых лежат тайваньские микрочипы TSCM.
Последняя модель майнера Bitmain — S9 — использует микрочипы по технологии 19 нм. Их производительность — 4 TH/s (14x10^12) при энергопотреблении в 1372 Ватт.
На настоящий момент это наиболее экономичный майнер на рынке. Используя характеристики данного оборудования можно обозначить нижний порог потребляемой энергии.
Разделив 1,14x10^19 на 14x10^12, мы узнаем, что на данный момент в работе находится максимум 800 тысяч майнеров модели S9, которые в общей сложности потребляют около 1100 МВт.
Международное энергетическое агентство не использует мегаватты или гигаватты при расчете, а использует МТНЭ (миллион тонн нефтяного эквивалента). Один ТНЭ равен 11,63 МВт⋅ч. Общее потребление энергии во всём мире в 2017 году оценивается ими в 13 647 МТНЭ или 158 714 610 ГВт⋅ч.
Если взять текущее значение сложности как стандарт, то можно посчитать, что вся сеть биткоина потребляет 9636 ГВт⋅ч или 1/16000 долю от мирового потребления.
Несмотря на то, что это нижний порог потребляемой энергии, это дает определённой ориентир. Безусловно, некоторые майнеры могут использовать менее эффективное оборудование. Так уже второй по эффективности биткоин-майнер — Bitmain S7 — потребляет в полтора раза больше энергии на хэш, чем S9. Из-за стремительного роста цены биткоина, майнер модели S7 еще приносит прибыль, но в недалёком будущем ситуация будет меняться.
Потребление энергии Центром обработки и передачи данных Google в 2015 превысило энергопотребление биткоина в 2017 в два раза
Оценить объем затрачиваемой энергии довольно сложно. Все зависит от того, что берётся за базу для сравнения. Если вы настроены против биткоина, вы будете использовать подобные аргументы:
- Майнинг потребляет такое же количество энергии, как и 520000 жителей Канады ежедневно
- Майнинг потребляет такое же количество энергии, как и Демократическая Республика Конго
- Биткоин потребляет больше энергии, чем каждая из 166 стран мира
Сторонники же биткоина будут использовать следующие аргументы:
- Энергии, потребляемой майнерами, достаточно, чтобы поддержать США в течение 19 часов
- Биткоин использует 20% энергии, затрачиваемой на угольной электростанции в Тайване
- Одна геотермальная электростанция в США производит больше энергии, чем потребляет биткоин
- Потребление энергии Центром обработки и передачи данных Google в 2015 превысило энергопотребление биткоина в 2017 в два раза
Какое будущее ожидает майнинг?
Основная статья расхода для майнера – это электричество. Майнеры стремятся расположить фермы в странах, где стоимость электроэнергии будет наиболее конкурентной.
В дополнение, сеть биткоина, как правило, использует энергию там, где её много и нельзя хранить или экспортировать. Газ, нефть и уголь легко экспортировать, поэтому никто не устраивает биткоиновые фермы там, где это основной источник электроэнергии. Гораздо прибыльнее продавать эти ресурсы туда, где их купят за большую цену. Таким образом, большинство майнеров работает на электричестве от ГЭС, гейзеров и геотермальных источников, которые нельзя перевозить или хранить.
иткоин и дальше будет искать такие дешёвые и не используемые в других целях источники энергии, так как майнинг в городах или промышленных центрах и дальше будет оставаться не прибыльным.
Какие расходы несут майнеры?
Майнеры получают биткоины за свои услуги. Блок 498048 принёс майнеру 14,6 BTC (12.5 новых биткоинов + комиссии с транзакций). С учётом текущих цен это примерно $280 тыс. Если взять текущую стоимость электричества в $0,02 за кВт⋅ч и потребление в 1100 МВт, цена каждого блока составит 183 МВт*ч или $3600.
В отдалённом будущем майнинг биткоина станет всё менее и менее прибыльным. Текущее среднее значение (12,5 BTC за блок) будет уменьшаться в два раза каждые четыре года, пока не достигнет нуля к 2140 г. О том, что будет с главной криптовалютой после майнинга, читайте отдельную статью на нашем сайте. Комиссионные за транзакцию (на данный момент это примерно 2 BTC за блок), скорее всего, останутся такими же, но будут меняться в долларовом выражении.
В этом случае потреблённая энергия будет зависеть от размера комиссии и от цены биткоина. Если цена достигнет $1 млн за биткоин, два биткоина за блок приведут к ситуации, где каждые десять минут сжигается электричества на $2 млн.
Какие источники электричества используются для майнинга?
Для майнинга преимущественно используются альтернативные источники энергии – солнечная, геотермальная и гидроэнегрия. В будущем немногие фермы будут полагаться на нефть, газ или уголь, так как эти ресурсы в значительной степени исчерпаны и их добыча требует значительных капиталовложений.
Многие сторонники биткоина верят, что в долгосрочной перспективе майнинг способен экономить электроэнергию. Нынешняя финансовая система задействует огромное число ресурсов помимо электричества для дата-центров и серверов. Офисы крупнейший банков находятся в небоскрёбах, потребляющих энергию на кондиционирование, авиаперевозчики перевозят золото и деньги для своих клиентов, печать денег связана с вырубкой лесов и иногда приводит к убийству животных.
Таким образом, учитывая, что зачастую для майнинга используется возобновляемая энергия и тот факт, что традиционное банковское дело не настолько экологично, криптовалюта может действительно положительно повлиять на окружающий нас мир.
