Эта статья составлена и переведена BlockWeeks
Является ли энергопотребление сети Биткоин приемлемым способом использования энергии? Этот вопрос обсуждается с момента появления Биткоина. Несмотря на большое количество опубликованных отчетов и анализов, споры никогда не прекращались — и часто возвращаются с новой силой на каждом бычьем рынке.
Чтобы ответить на этот вопрос, сначала нужно прояснить одну предпосылку: Биткоин — это совершенно новая технология, которая не является точной заменой какой-либо существующей системы. Это не просто расчетный уровень, не просто средство сохранения стоимости и не просто средство обмена. Сеть Биткоин действительно потребляет большое количество энергии, но именно это энергопотребление составляет основу ее устойчивости и безопасности.
Поскольку реестр Биткоина прозрачен, оценить его энергопотребление относительно легко — это также делает его наиболее уязвимым для атак. Для сравнения, мало кто задает те же вопросы к традиционным отраслям с использованием тех же стандартов. Биткоин чаще всего сравнивают с двумя зрелыми системами: традиционной банковской системой (платежи, сбережения и расчеты) и золотом (несуверенное средство сохранения стоимости). Но энергопотребление этих двух отраслей не раскрывается публично, и внешний мир практически не может его проверить. Если действительно вести честный разговор об энергопотреблении Биткоина, его следует измерять рядом с этими наиболее часто сравниваемыми отраслями.
Структура энергопотребления Биткоина: 99,8% приходится на майнеры
Прямое энергопотребление Биткоина происходит из трех источников: узлы, проверяющие и передающие транзакции, пулы, координирующие деятельность майнеров по всему миру, и майнинговое оборудование. Подавляющая часть, около 99,8%, приходится на работу майнингового оборудования. Эти специализированные интегральные схемы, называемые ASIC, имеют единственную задачу — выполнение доказательства работы (PoW) для создания новых блоков, расчета транзакций и поддержания безопасности сети. PoW через простое требование «необходимо потреблять энергию» криптографически связывает виртуальный актив с физическим миром, что является одним из самых революционных решений Биткоина.
На момент написания исследования общее энергопотребление сети Биткоин оценивается примерно в 113,89 ТВт·ч/год. Несколько сравнительных цифр помогут понять это число:
- Мировое годовое энергоснабжение составляет около 166 071 ТВт·ч, что в 1 458,2 раза больше, чем у сети Биткоин;
- Мировое годовое производство электроэнергии составляет около 26 730 ТВт·ч, что в 234,7 раза больше, чем у Биткоина;
- Ежегодные потери электроэнергии при передаче и распределении составляют около 2 205 ТВт·ч, что в 19,4 раза больше, чем у Биткоина (по оценкам Всемирного банка и МЭА);
- Энергопотребление бытовых приборов в режиме ожидания в американских домохозяйствах составляет около 1 375 ТВт·ч/год, что в 12,1 раза больше, чем у Биткоина.
Эти сравнения показывают: при базовых допущениях энергопотребление Биткоина вполне можно оценить в реальном времени. Но обвинение «потребляет много электроэнергии» должно сначала ответить на вопрос — по сравнению с чем?
Золото и банки: «добросовестные оценки» непрозрачных отраслей
Поскольку открытые данные скудны, исследователи решили полностью открыть методологию для проверки другими и сделали посильные оценки энергопотребления для золотодобывающей отрасли и банковской системы. Часть по золоту охватывает добычу, аффинаж, хранение в хранилищах и другие этапы; часть по банкам более сложна — ни один банк не обязан раскрывать свое потребление электроэнергии, и для получения полной цифры можно полагаться только на добровольное раскрытие самих банков.
На стороне платежей расчеты можно начать с открытых данных: исходя из 8 760 часов в году, исследование оценивает энергопотребление сети VISA примерно в 0,84 ТВт·ч/год; в 2019 году VISA обработала 185,5 млрд транзакций, что является частью мировых 441 млрд карточных транзакций. Суммарное энергопотребление всех мировых карточных сетей оценивается примерно в 2,00 ТВт·ч/год — и эта цифра даже не учитывает электроэнергию офисных зданий карточных организаций.
Банковская отрасль в целом, по оценкам на основе доступной публичной информации, потребляет около 263,72 ТВт·ч в год. Но необходимо подчеркнуть, что это лишь частичный взгляд: центральные банки, клиринговые организации типа DTCC и другие звенья традиционной финансовой системы исключены. Реальное энергопотребление всей банковской системы до сих пор неизвестно, и ее внешние эффекты не учтены.
Сравнение по количеству транзакций само по себе ошибочно
Даже если сложить все эти цифры, сравнение между Биткоином и различными уровнями банковской системы остается внутренне несправедливым. Традиционные финансы — это сложная иерархическая структура, состоящая из множества слоев контрагентов и промежуточных расчетов: карточные сети хорошо справляются с быстрыми платежами и обращением долговых расписок, но зависят от банковской системы для завершения расчетов; банковская система зависит от центральных банков для окончательных расчетов; центральные банки опираются на всю долларовую систему.
Что еще важнее, способы масштабирования у них разные. Банковская система расширяется с ростом количества транзакций: чем больше транзакций, тем больше требуется инфраструктуры; энергопотребление Биткоина не растет синхронно с количеством транзакций. Использовать «сколько электроэнергии потребляет каждая транзакция» в качестве критерия — это принудительное измерение системы, масштабирующейся по объему, и системы, масштабирующейся по бюджету безопасности, одной и той же меркой.
Стоимость атаки и экономическая рациональность майнеров
Безопасность, полученная в обмен на энергопотребление, может быть количественно измерена. Чтобы атаковать сеть Биткоин, злоумышленнику необходимо накопить вычислительную мощность, эквивалентную 16 ГВт новых майнинговых мощностей, и нести огромные расходы на электроэнергию для питания этих машин — это чрезвычайно масштабный проект. Кроме того, сеть не стоит на месте: к тому времени, когда злоумышленник накопит значимую долю вычислительной мощности, хешрейт сети уже давно продолжит расти.
Майнеры — это прежде всего участники, движимые экономическими интересами, которые активно ищут электроэнергию с наименьшей стоимостью для максимизации прибыли. Поскольку майнеры по всей сети конкурируют друг с другом, каждый заинтересован в снижении операционных затрат и размещении себя на самом низком конце кривой затрат — даже если это означает переезд из региона, богатого энергией, в другой. Даже если майнеры оптимистично настроены по отношению к Биткоину, они будут инвестировать только в майнинговые фермы, которые, как ожидается, будут прибыльными; как только они станут убыточными, они выключат оборудование и уйдут. После последнего халвинга в мае 2020 года хешрейт сети снизился на 23% из-за падения доходов, но операционно эффективные майнеры остались прибыльными и выиграли от ослабления конкуренции.
Заключение: использование энергии само по себе не является злом
Это исследование с помощью количественных методов ставит энергопотребление Биткоина в одну таблицу с другими отраслями, но одновременно признает: ценность Биткоина не является исключительно количественной.
Субъективные взгляды на важность сети Биткоин различаются у разных людей, но свойства Биткоина не меняются в зависимости от человека: любой может использовать Биткоин, любой может сам хранить Биткоин, любая транзакция Биткоина может получить вероятностный окончательный расчет примерно в течение часа — 7×24 часа, круглый год без выходных. Для тех, кто не имеет доступа к стабильной и доступной финансовой инфраструктуре, эти характеристики означают финансовую свободу. Для сети Биткоин прерывистая и избыточная энергия нашли идеальное применение, что, в свою очередь, может принести пользу энергетическому сектору. И пока существует потребность в Adoption, сеть будет продолжать масштабироваться.
Использование энергии само по себе не обязательно является плохим. Как писал Вацлав Смил, энергия — единственная универсальная валюта. Человечество будет продолжать изобретать новые технологии, требующие больше энергии, чтобы бросить вызов существующему порядку, и Биткоин — лишь еще один пример.
Итак, возвращаясь к первоначальному вопросу: является ли энергопотребление сети Биткоин приемлемым способом использования энергии? Ответ однозначен — да.
