Kryptowaluty przeniknęły do mainstreamu. Wraz ze wzrostem ich popularności, przybywa zarówno zwolenników, jak i przeciwników tej technologii. Często przywoływanym argumentem ich oponentów jest duża energochłonność tego alternatywnego środka płatniczego. Zarzut ten jest szczególnie silny w czasach globalnego ocieplenia i wzrostu cen nośników energii elektrycznej – pisze Paweł Lachowski z Instytutu Jagiellońskiego.
Czym są kryptowaluty i jak możemy je klasyfikować?
Nazwa kryptowaluta określa już w pewnym stopniu naturę tego tworu. Jest to środek płatniczy oparty na kryptografii, czyli szyfrowaniu. Ważną cechą kryptowalut jest decentralizacja systemu. Oznacza to, że w wymianie nie uczestniczą pośrednicy. W przypadku transakcji za pomocą klasycznych walut takim pośrednikiem często są banki. Wysyłając przelew na czyjeś konto, tak naprawdę nie przesyłamy środków na nie, ale do banku, do którego konto jest przypisane. W takim układzie bank jest instytucją zaufania która gwarantuje że transakcja doszła do skutku.
W przypadku kryptowalut rolę banku zastępuje technologia blockchain. Jest to rejestr wszystkich transakcji, które zostały zawarte w ramach danej kryptowaluty. Za pomocą blockchaina można prześledzić każde zdarzenie oraz poznać ilość posiadanych aktywów dowolnego, zanonimizowanego użytkownika. Istotne z perspektywy tej analizy jest wyróżnienie dwóch sposobów uwierzytelniania tzw. konsensusu: Proof of Work (PoW) oraz Proof of Stake (PoS).
W systemie PoW uwierzytelnianie odbywa się za pomocą mocy obliczeniowej komputerów, np. koparek kryptowalut. To właśnie ta metoda uważana jest za energochłonną. W systemie PoS walidacja transakcji następuje za pośrednictwem jednostek, które posiadają duże ilości kryptowaluty. W uproszczeniu można powiedzieć, że tacy użytkownicy wcielają się w rolę banku.
Bitcoin vs Ethereum
Bitcoin i Ethereum to obecnie dwie największe kryptowaluty na rynku. Do niedawna ich sposób uzyskiwania konsensusu był tożsamy – działały one na systemie PoW. 15 września 2022 roku oficjalnie ogłoszono The Merge. Tego dnia Ethereum zmienił istniejący mechanizm uwierzytelniania z Proof of Work na model Proof of Stake. Praktycznie z dnia na dzień ilość energii elektrycznej potrzebnej do utrzymania infrastruktury tej kryptowaluty spadła o 99,9 procent.
Indeks Konsumpcji Energii sporządzany przez Digiconomis estymuje ile energii zużyto by na utrzymanie sieci kryptowaluty w ciągu roku przy założeniu, że warunki dla konkretnego dnia są stałe. 14 września wartość indeksu dla Ethereum wynosi 77,4 TWh rocznie, dwa dni później spada do 0,01 TWh. Dla porównania Bitcoin w tym okresie zużywałby około 130 TWh rocznie, a w szczytowym momencie do 204 TWh.
Co te liczby oznaczają w praktyce? Najłatwiej to sobie uzmysłowić jeśli porównamy je dorocznego zapotrzebowania na energię w krajach europejskich.
Okazuje się, że zmianę systemu uwierzytelniania kryptowaluty można porównać do nagłego zniknięcia kraju takiego jak Finlandia. Natomiast Bitcoin w kwestii zużycia prądu mógłby się mierzyć np. z Polską lub Szwecją.
Innym porównaniem pomagającym zobrazować skalę zjawiska jest fakt, że po zmianie sposobu funkcjonowania Ethereum w ciągu roku zużywa mniej więcej tyle energii co Polska w ciągu jednej godziny w środku nocy.
Opuszczając Stary Kontynent przybliżmy zużycie energii w dwóch największych światowych gospodarkach. Roczne zużycie Stanów Zjednoczonych wynosi około 4000 TWh. Chiny w 2019 roku wykorzystały aż 7230 TWh. Na tle tych liczb 80 TWh nie robi już takiego wrażenia. Nie dziwi też fakt, że USA i Chiny przodują w kwestii udziału wydobycia Bitcoina.
Autorem badania jest Uniwersytet w Cambridge, a dane pochodzą z raportu The Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index.
Na wykresie widać, że jeszcze w 2019 i 2020 roku Chiny były hegemonem w kopaniu kryptowalut. Kraj Środka był odpowiedzialny za 75 procent wydobycia we wrześniu 2019. Udział ten z czasem stopniowo się zmniejszał głównie na rzecz Stanów Zjednoczonych. Do ciekawego wydarzania doszło w lipcu 2021 roku, kiedy to władze chińskie ustawowo zabroniły kopania kryptowalut. Później z tego przepisu się wycofano, ale Chiny straciły pozycję lidera.
Stosunkowo duży udział w wydobyciu Bitcoina mają kraje takie jak Rosja czy Kazachstan. Prawdopodobnie spowodowane jest to niską ceną energii w tym regionie. Z drugiej strony kraje europejskie mają mały udział w kopaniu kryptowalut. Autorzy zestawienie zastrzegają też, że część koparek używa usług VPN i ukrywa swoją prawdziwą lokalizację. Uważają więc, że dane odnośnie wydobycia z Niemiec i Irlandii są zawyżone.
Wiemy już, że utrzymanie infrastruktury dużej kryptowaluty działającej w systemie Proof of Work jest energochłonne, jednak na tle światowego zużycia prądu nie jest to duży udział. Podążając dalej, skupmy się na odpowiedzeniu na pytanie czy kryptowaluty są przyjazne środowisku?
Bitcoin a emisja gazów cieplarnianych
Podczas szacowania emisyjności istotne jest źródło energii. Paliwa stałe, głównie węgiel ale też gaz, podczas spalania emitują dwutlenek węgla. Źródła odnawialne: wiatr, słońce, woda zaliczane są do źródeł zeroemisyjnych. Do tej grupy należy także energia pozyskiwana z atomu. Ponownie,badanie Uniwersytetu w Cambridge będzie pomocne w przedstawieniu ile gazów cieplarnianych emituje sieć Bitcoina.
Mix energetyczny Bitcoina jest dość zróżnicowany. Na utrzymanie infrastruktury największej z kryptowalut wykorzystuje się zarówno odnawialne jak i nieodnawialne źródła energii. Jednak co może dziwić, z roku na rok spada sumaryczny udział źródeł zeroemisyjnych.Należy pamiętać, że strukturę Bitcoina utrzymują ludzie rozproszeni po całym świecie. Głównie używają energii taką jaka zostanie im dostarczona. Najwyraźniej odsetek inwestorów którzy samodzielnie wytwarzają energię na kopanie jest niewielki. Być może taki model biznesowy też nie sprawdza się najlepiej. Stabilne zasilanie pozyskiwanie przez spalanie paliwa jest bezpieczniejsze, niż opieranie się o słońce lub wiatr.
Podobnie jak w przypadku Indeksu Konsumpcji Energii, emisyjność szacowana jest dla każdego dnia. Pokazuje ile gazów cieplarnianych zostałoby wyemitowane w ciągu całego roku dla warunków z danego dnia.
Najnowsze szacunki wskazują, że sieć Bitcoina emituje około 50 mln ton ekwiwalentu CO2. Porównajmy tę liczbę do emisyjności wybranych krajów. Jak wynika z badania Instytutu Jagiellońskiego Energetyka w Liczbach, w 2022 roku Polska wyemitowała 118,9 mln ton CO2. Przy czym pamiętajmy, że Polska jest krajem z bardzo wysoką emisyjnością energetyczną w porównaniu do innych krajów europejskich. Na drugim końcu bieguna jest np. Szwecja, która wyemitowała zaledwie 4 mln ton CO2. Przy czym przypomnijmy, że oba państwa zużywają podobne ilości energii co Bitcoin.
Wnioski
Bardzo istotne jest źródło pozyskiwanej energii. Jeżeli Bitcion zasilany byłby jedynie przez źródła zeroemisyjne, zarzut o jego nieekologiczności można byłoby odrzucić. Jednak rzeczywistość wygląda tak, że Bitcoinzmierza w przeciwną stronę. Alternatywą dla modelu Bitcoina, jest model przyjęta przez Ethereum. Na jej przykładzie można potwierdzić, że kryptowaluty mogą być ekologiczne.
The Merge jest dowodem na to, że możliwe jest dokonanie zmiany sposobu uwierzytelniania na „zielony”przy zachowaniu pełnej funkcjonalności kryptowaluty. Czy w takim razie model Proof of Stake jest przyszłością kryptowalut? Przyglądając się kursom obu omawianych tu kryptowalut, nie widać szczególnego wpływu tej zmiany. Inwestorów najwyraźniej bardziej interesują wydarzenia gospodarcze.
Czy Bitcoin pozostanie przy swoim modelu tak długo jak będzie to opłacalne? Prawdopodobnie tak.Dopóki Bitcoin nie zacznie znacząco tracić zainteresowania na rzecz „ekologicznych” kryptowalut, dopóty ich model się nie zmieni. A dopóki Bitcoin pozostaje przy swoim modelu, dopóty kryptowaluty nie będą ekologiczne.
