استخراج بیت کوین چه مقدار انرژی مصرف می‌کند

تحقیقات نشان می‌دهد که بیت‌ کوین به‌عنوان با‌ارزش‌ترین ارز رمزنگاری شده‌ی جهان، تا پایان سال جاری میلادی حدود ۰.۵ درصد از مصرف انرژی برق در کره‌ی زمین را به خود اختصاص خواهد داد. این تحقیقات هیچ‌گاه مقدار صحیحی را گزارش نمی‌کنند؛ اما همین تخمین نیز نگرانی‌ها را از عواقب مصرف انرژی این رمزپول افزایش داده است.

مقدار تخمین زده‌شده، برابر با انرژی سالانه‌ی مورد نیاز کشور اتریش است؛ کشوری که ۹ میلیون جمعیت دارد. این تخمین توسط اقتصاددان مالی، الکس دوریس انجام و در مجله‌ی انرژی Joul منتشر شده است. این اولین باری است که انرژی مصرف‌شده توسط بیت‌کوین در یک مقاله‌ی جامع بررسی و چاپ می‌شود.

دوریس در مصاحبه‌ای تلفنی با نویسنده‌ی وبسایت وایس گفته است:

اکثر مردم از مقدار انرژی مصرفی توسط بیت کوین شوکه می‌شوند. من تصور می‌کنم این واکنش، کاملا منطقی است. نیم درصد از کل انرژی مورد نیاز جهان عدد بسیار بزرگی است؛ مخصوصا اگر این انرژی برای مقصدی نه‌چندان مهم و تنها برای انجام محاسبات استفاده شود.

وبلاگ دوریس با نام Digiconomist پیش از این به خاطر محاسبه‌ی انرژی مورد نیاز برای انجام یک تبادل بیت کوین به شهرت زیادی رسید. این انرژی در حال حاضر برابر با انرژی مصرفی یک خانه‌ی هلندی در طول یک ماه است. او از این نتیجه برای محاسبه‌ی انرژی مصرفی کل شبکه استفاده کرد که در حال حاضر برابر با انرژی مصرفی کشور ایرلند تخمین زده شده است.

دوریس در تحقیقاتی که ابتدای سال جاری میلادی انجام داد، به این نتیجه رسید که فرآیند حفظ امنیت شبکه‌ی بلاک چین بیت کوین که به ماینینگ مشهور است، بیش از سه برابر معدن‌کاوی طلا به ازای هر دلار، انرژی مصرف می‌کند.

این تحقیقات و انتشار نتایج آن در اینترنت، عصبانیت سرمایه‌گذاران بیت کوین را به همراه داشته است. آن‌ها این حرکت را حمله‌ای غیر عادلانه به بیت‌کوین می‌دانند. در همین راستا در یک تاپیک در وبسایت ردیت، انتقاداتی جدی به نتایج دوریس وارد شد و اکثر آن‌ها، موارد دیگر مانند لامپ‌های درخت کریسمس را نیز  پرمصرف دانسته‌اند. دوریس در مورد این انتقادات می‌گوید:

طرفداران متعصبی در جامعه‌ی بیت کوین هستند که به‌ خاطر سرمایه‌گذاری در آن، علاقه‌ای به بحث در مورد مصرف انرژی ندارند. آن‌ها معتقدند این بحث‌ها به بیت کوین ضربه می‌زند. از طرفی، افراد متعددی با روی خوش از تحقیقات من استقبال کرده‌اند. آن‌ها از اینکه به این پدیده پرداخته شده و مشکل رو به‌رشد آن کشف شده است، ابراز خرسندی کرده‌اند.

نکته‌ی مهم این‌که خود محقق، اولین نفری است که تخمین خود را دقیق نمی‌داند. دلیل این عدم قطعیت آن است که شاید هیچ‌گاه نتوان مقدار دقیق انرژی مصرفی بیت کوین را حدس زد. البته مشخص شدن بازه‌ی مصرفی با استفاده از مدل‌های اقتصادی در این زمینه نیز مفید خواهد بود. به‌هرحال افزایش دقت در این محاسبات نیاز به اطلاعات بسیار زیادی دارد که در حال حاضر موجود نیست. به عقیده‌ی دوریس دلیل کمبود اطلاعات، فضای عموما بی‌قانون ارزهای رمزنگاری شده است.

چگونه آینده‌ی مصرف انرژی بیت کوین را تخمین بزنیم

در مقاله‌ی دوریس آمده است که شبکه‌ی بیت کوین در حال حاضر ۲.۵۵ گیگاوات انرژی مصرف می‌کند و این مقدار تا پایان سال جاری به ۷.۶۷ گیگاوات خواهد رسید. این محقق برای محاسبه‌ی حداقل انرژی مصرفی شبکه، نیروی مصرفی استخراج را در کل شبکه محاسبه و آن را تقسیم بر مصرف انرژی پربازده‌ترین دستگاه ماینینگ موجود در بازار یعنی Antiminer S9 کرده است.

در نهایت به این نتیجه می‌رسیم که اگر همه‌ی افراد حاضر در شبکه از پربازده‌ترین سیستم برای ماینینگ استفاده کنند، انرژی مصرفی به ۲.۵۵ گیگاوات می‌رسد. اما در حقیقت بسیاری از حاضران در شبکه از دستگاه‌های قدیمی با بازدهی پایین استفاده می‌کنند و این رقم بسیار بیشتر است. البته تعیین تفاوت این رقم‌ها و این‌که در آینده چه مقدار افزایش در مصرف خواهیم داشت، بسیار دشوار است.

علاوه بر دشواری شناسایی دستگاه‌های مورد استفاده توسط ماینرها، تعیین تعداد افراد موجود در شبکه هم آسان نیست. در حال حاضر حدود ۱۰ هزار نود در شبکه‌‌ی بیت کوین موجود است؛ اما در هر نود احتمال حضور ده‌ها یا صدها ماینر وجود دارد. این موارد باعث می‌شود اختلافات زیادی در محاسبه‌ی انرژی مصرفی رخ دهد.

دوریس برای نشان دادن تفاوت‌ها، آنتی‌ماینر اس ۹ را با دستگاه‌های پلی استیشن ۳ مقایسه می‌کند. طبق تعریف او، هش‌ریت قابل دستیابی با یک دستگاه آنتی‌ماینر با ۵۰۰ هزار دستگاه پلی استیشن برابر است. از طرفی انرژی مصرفی آنتی ماینر ۱۳۷۲ وات است و این تعداد پلی استیشن، ۴۰ میلیون وات انرژی مصرفی می‌کنند.

تحقیقات دوریس برای محاسبه‌ی انرژی مصرفی استخراج بیت کوین در آینده، با استفاده از مدل‌های اقتصادی انجام شده است. این مدل‌ها، بیت‌کوین را یک کالای مجازی می‌دانند که بازار رقابتی آن در سمت تولیدکننده‌ها جریان دارد. این محقق در مقاله‌ی خود به تحقیقات سال ۲۰۱۵ آدام هیس، اقتصاددان دانشگاه ویسکانسین در مورد اقتصاد بیت‌کوین ارجاع داده است. در این مقاله پیش‌بینی شده است که ماینرها تا زمانی که هزینه‌ی معدن‌کاوی با مقدار بیت کوین به‌دست‌آمده برابر شود، به کار خود ادامه خواهند داد.

این تحقیق، به‌صورت اقتصادی بیان می‌کند که انرژی افزوده‌شده به این شبکه همیشه افزایش خواهد یافت. این افزایش زمانی متوقف می‌شود که هزینه‌ی انرژی اضافه کردن یک واحد نیروی ماینینگ برابر با ارزش بیت کوین استخراج‌شده یا کارمزد دریافت‎شده به خاطر انجام تبادلات توسط آن واحد بشود.

در این حالت، ماینرها به مرحله‌ی سربه‌سری می‌رسند و اضافه کردن واحد نیروی استخراج برای آن‌ها صرفه‌ی اقتصادی نخواهد داشت. رسیدن به این نقطه‌ی تعادل به معنای آن است که مصرف انرژی ثابت خواهند ماند یا حتی در طول زمان کاهش خواهد یافت.

محاسبات دوریس نشان می‌دهد که در حال حاضر (آخرین آمار مربوط به مارس سال ۲۰۱۸ است) ۶۰ درصد از ارزش بیت کوین استخراج‌شده توسط هر ماینر به هزینه‌ی انرژی مصرفی اختصاص خواهد یافت. طبق پیش‌بینی او، نقطه‌ی تعادل زمانی اتفاق می‌افتد که مجموع مصرف شبکه به ۷.۶۷ گیگاوات برسد.

در ادامه‌ی تحقیقات این اقتصاددان، نرخ تولید چیپ‌های استخراج بیت کوین نیز مد نظر قرار داده شده است. وی شرکت چینی Bitmain (فعال در تولید سخت‌افزار استخراج بیت کوین) را مورد مطالعه قرار داده و به این نتیجه رسیده است که این شرکت توانایی تولید چیپ‌ مورد نیاز برای رسیدن به عدد ۷.۶۷ گیگاوات را تا پایان سال جاری میلادی دارد. نکته‌ی مهم این است که در این محاسبه، قیمت بیت کوین ثابت در نظر گرفته شده و در این صورت، پس از رسیدن به نقطه‌ی تعادل، ماینرها افزایش مصرف نخواهند داشت و به حداکثر انرژی مصرفی بیت کوین خواهیم رسید.

چگونه دقت محاسبات مصرف انرژی بیت کوین را افزایش دهیم؟

نقطه‌ی تعادلی که دوریس در محاسبات خود به آن اشاره کرده است، فرضیات متعددی دارد. در تعریف ساده، این یک تصویر ایستا از بازاری است که فعالیتی کاملا پویا دارد. به بیان دیگر اگر قیمت بیت کوین تغییر کند، نقطه‌ی تعادل نیز تغییر خواهد کرد. نکته‌ی اساسی همین قضیه است که قیمت بیت کوین هر روز دچار نوسانات شدید می‌شود.

دوریس در محاسبات خود ماینرها را افرادی منطقی تصور کرده است. البته او معتقد است برخی از این افراد رفتارهای ایدئولوژیکی برای استخراج بیت کوین دارند یا حتی از انرژی دزدیده‌شده برای مقاصد خود استفاده می‌کنند. این نوع استخراج را می‌توان استخراج ضررده بیت کوین نامید. به بیان دیگر او سعی دارد قیمت بیت کوین را در رفتار ماینرها بی‌اثر جلوه دهد.

یکی از مثال‌های استخراج ضررده بیت کوین،‌ استفاده از ابرکامپیوترهای بنیاد ملی علوم آمریکا برای استخراج بیت کوین به ارزش ۸ تا ۱۰ هزار دلار در سال‌ ۲۰۱۴ بود. نکته‌ی مهم این است که این استخراج برای بنیاد هزینه‌ای حدود ۱۵۰ هزار دلار داشت. از طرفی، افزایش بدافزارهای معدن‌کاوی دلیلی بر این ادعا است که برخی از استخراج‌های بیت کوین، (برای قربانی) ضررده هستند. با تمام این اوصاف به این نتیجه می‌رسیم که موارد ناشناخته در مطالعه‌ی انرژی مصرفی بیت کوین بسیار زیاد هستند و نتایج منتشرشده، تنها تخمینی بسیار کلی را بیان می‌کنند.

دوریس در این مورد می‌گوید:

در حال حاضر داده‌ی در دسترس ما بسیار محدود است. اطلاعاتی کلی در این مورد وجود دارد که عموما با هم متناقض هستند. اولین قدم این است که در مورد تجهیزات و محل‌های اصلی استخراج اطلاعات کسب کنیم تا بهتر آن‌ها را بشناسیم. ما با یک جعبه‌ی سیاه روبه‌رو هستیم که استخراج کامل اطلاعات آن بسیار دشوار است.

یکی از راهکارهایی که دوریس و نویسنده‌ی وایس برای افزایش دقت اطلاعات پیشنهاد می‌کنند، در خواست اطلاعات مصرف انرژی از واحدهای استخراج بیت کوین است. این برنامه‌ی آماری به‌زودی در روسیه اجرا خواهد شد و از سال جاری، ماینرهای ارز رمزنگاری شده باید اطلاعات خود را به سازمان‌های دولتی ارائه دهند. چالش این روش، گسترش جهانی بیت کوین است. به بیان دیگر، برای رسیدن به آمار دقیق باید آمریکا، روسیه، چین، کانادا و بسیاری کشورهای دیگر با هم همکاری کنند.

در این میان برای کاهش اثرات زیست‌محیطی استخراج بیت کوین، قانون‌گذاران می‌توانند محدودیت‌هایی برای ماینرها ایجاد کنند. به‌عنوان مثال هزینه‌ی برق مصرفی برای واحدهای استخراج بزرگ را افزایش دهند یا مقدار برق مصرفی آن‌ها را محدود کنند. در ماه فوریه‌ی امسال، شهری کوچک در شمال ایالت نیویورک، معدن‌کاوی بیت‌کوین را ممنوع اعلام کرد تا از افزایش هزینه‌ی برق برای شهروندانش جلوگیری کند.

در حال حاضر تعداد محدودی راهکار برای جلوگیری از افزایش مصرف انرژی بیت کوین وجود دارد. مبلغان بیت کوین مانند جان مک‌آفی اعتقاد دارند که قیمت این ارز تا سال ۲۰۲۰ به ۵۰۰ هزار دلار خواهد رسید. این پیش‌بینی تمایل به استخراج بیت کوین را بیش از پیش افزایش می‌دهد؛ چرا که این فرآیند بیش از هر زمانی سودده خواهد بود.

از طرفی مخالفان بیت کوین بر این باورند که بازار ارزهای رمزنگاری شده در یک حباب قرار دارد و با ترکیدن آن، قیمت‌ها کاهش شدید خواهد داشت و درخواست برای استخراج و در نتیجه انرژی مصرفی کاهش می‌یابد. علاوه بر این موارد، راه‌ حل‌های فنی مانند شبکه‌ی لایتنینگ بیت کوین وجود دارد که تراکنش‌ها را خارج از بلاک چین بیت کوین انجام می‌دهد و هزینه‌ی انرژی برای هر تراکنش را به مقدار قابل توجهی کم می‌کند. راه‌ حل دیگر، استفاده از توربین‌های بادی و انرژی‌های پاک برای استخراج بیت کوین است.

در نهایت پیش از هرگونه نتیجه‌گیری در مورد مشکل انرژی بیت کوین، باید چشم‌اندازی کلی از آن به دست آورد. نکته‌ی جالب این‌که رسیدن به راه‌ حل عموما نیاز به دخالت‌های دولتی دارد؛  درحالی‌که بیت کوین پدیده‌ای برای کاهش نظارت دولت است. در نتیجه به دوری باطل می‌رسیم که ارائه‌ی راهکار برای مشکل را بیش از پیش دشوار می‌کند!