Биткоин губит планету: «углеродный след» мирового майнинга равен выбросам крупного города
Несмотря на то, что биткоин — виртуальная валюта, ее функционирование представляет собой вполне реальный сектор экономики, требующий реальных ресурсов. В частности, на поддержание ее существования тратится много электроэнергии. Международный коллектив исследователей проанализировал данные «железа» и IP-адреса майнеров биткоина, оценил энергозатраты, связанные с этой криптовалютой, и рассчитал углеродный след. Исследование опубликовано в журнале Joule.
По оценкам исследователей, на обслуживание блокчейн-сети биткоина ежегодно тратится 45,8 Терраватт электроэнергии. В перерасчете на углеродный след выходит, что при выработке такого количества энергии в атмосферу было выброшено от 22 до 22,9 мегатонн углекислого газа. Сопоставимые объемы СО2 производят некоторые города — например, Гамбург и Лас-Вегас, — или даже небольшие страны, как Шри-Ланка или Иордания.
Согласно приведенным расчетам, энергопотребление биткоина значительно возросло с момента его анонсирования. Связано это с увеличением мощностей, необходимых для майнинга криптовалюты. Первые поколения майнеров использовали обычные персональные компьютеры мощностью 0,01 гигахэш в секунду, затем майнеры перешли на графические процессоры (GPU) мощностью в 0,2–2 GH/s. С 2013 у майнеров в ходу специализированные системы на базе интегральных схем (ASIC) мощностью вплоть до 44,000 GH/s.
Исследование IP-адресов показало, что майнеры распределены географически неравномерно. 67% майнинговых мощностей расположены в азиатских странах, 17% — в европейских и еще 15% приходится на Северную Америку. На основе анализа мощностей «железа», вовлеченного в майнинг биткоинов, ученые вычислили энергопотребление виртуальной валюты и, учитывая географическое распределение майнеров, рассчитали углеродный след от биткоина.
Своей работой авторы пытались привлечь внимание к неочевидной проблеме блокчейн-технологии. Высокая степень защиты операций требует высоких производственных мощностей и, соответственно, большого количества электроэнергии. По оценкам исследователей, если взять в расчет все существующие криптовалюты, то их суммарный углеродный след будет вдвое больше рассчитанного для биткоина.
Распространение технологии за рамки криптовалют многократно увеличивает энергопотребление, вместе с которым растет и углеродный след. Выброс двуокиси углерода, сопровождающий производство электроэнергии, в свою очередь ведет к усилению парникового эффекта на планете.
«Разумеется, есть и более важные факторы, способствующие изменению климата. Однако углеродный след криптовалютного майнинга достаточно велик, чтобы обсудить возможность его регулирования, особенно в тех регионах, где производство электроэнергии особенно углеродоемко. Один из путей улучшения экологического баланса — объединение крупных майнинговых ферм и перевод их на возобновляемые источники электроэнергии», — приводят слова ведущего автора исследования, сотрудника Мюнхенского технического университета и MIT Кристиана Столла в официальном пресс-релизе.
По данным недавнего отчета компании CoinShares, 77,6% электричества, которое использовала вся майнинговая инфраструктура биткоина в 2018 году, получены из возобновляемых источников энергии. Майнинговая индустрия стремится в ближайшем будущем полностью перейти на «зеленую» энергию.
Крупнейшие майнинговые фермы расположены в регионах, где большая часть электроэнергии получена из возобновляемых источников. Самый крупный азиатский майнинговый центр находится в Сычуане, где более 30% энергии производят ветряки и солнечные электростанции. Российские майнеры сосредоточены в Приангарье, где наиболее низкие тарифы на электроэнергию. Низкая цена на электричество обусловлено близостью к Иркутской ГЭС, которая также работает без выброса парниковых газов.
Что экологичнее: цифровые сервисы или физические носители?
Не только распространение технологии блокчейн приводит к парниковым выбросам. Недавнее исследование ученых из университетов Осло и Глазго показало, что развитие музыкальных стриминговых сервисов также способствует увеличению парниковых выбросов.
Методически исследования углеродного следа стриминговых сервисов и биткоина похожи. Авторы использовали данные Американской ассоциации звукозаписывающей индустрии за 2015 и 2016 годы, оценили объем интернет-трафика, используемого при прослушивании и скачивании музыки с сервисов. Зная затраты электроэнергии, необходимой для скачивания 1 Гб данных, исследователи рассчитали энергопотребление.
Расчеты углеродного следа с поправкой на географию трафика показали, что музыкальные стриминговые сервисы приводят к выбросам парниковых газов в 10 больше, чем вся биткоиновая индустрия. В 2016 году инфраструктура стриминговых аудиосервисов только в США была ответственна за выбросы CO2 в объеме от 200 до 350 мегатонн. Электроэнергию, которую затрачивают пользовательские гаджеты при прослушивании музыки с сервисов, исследователи не учитывали.
Ученые также сравнили углеродной след стриминговых сервисов и производства музыки на физических носителях. Даже на пике производства виниловых пластинок вся индустрия производства и продажи музыки приводили к вдвое меньшим выбросам СО2 — не более 140 мегатонн в год. Однако с физическими носителями ассоциирована другая проблема — около 58 мегатонн пластиковых отходов ежегодно.
Исследование углеродного следа от видеоигр в Великобритании также показало, что физические носители приводят к меньшим выбросам в эквиваленте CO2, чем цифровые сервисы. Экологичнее облачных сервисов физические носители становятся, если приобретать их на вторичном рынке. Результаты этого исследования справедливы только для британской индустрии видеоигр консоли PlayStation. Авторы планируют расширить географический охват своего исследования, чтобы сравнение углеродного следа аналоговых носителей и цифровых сервисов было более корректным.
Стриминговые сервисы стремятся сократить углеродный след и переводят свои дата-центры на возобновляемые источники энергии. Так, сервис Spotify в отчете об устойчивом развитии 2017 года заявили, что к концу 2018-го переведут большую часть серверных операций на платформу Google Cloud Platform (GCP). Переход на платформу Google уже позволил сократить углеродный след на 1,5 мегатонны в год. До конца 2019 года должен завершиться полный переход, и сервис станет углеродно нейтральным. Apple в 2018 году объявила о полном переходе всех помещений компании в 43 странах мира на возобновляемые источники энергии.
Целью исследований из этого обзора было вовсе не в том, чтобы призвать экологически ответственных пользователей отказываться от использования цифровых сервисов и виртуальных валют. Их авторы хотели привлечь внимание общественности к малоочевидным связям между цифровой экономикой, энергетикой и парниковыми выбросами, а также способствовать рациональному потреблению энергии. Если эти данные заставили кого-то из читателей задуматься о том, как его повседневные привычки и образ жизни влияют на природу, им можно порекомендовать разработку эколога из МГУ Андрея Стеценко: вместе с коллегами он создал калькулятор СО2, с помощью которого можно узнать свой углеродный след.