Биткоин: грязный след цифровой валюты

Добыча биткоинов

В 2008 году человек, скрывающийся под псевдонимом Сатоси Накомото, создал пиринговую — т.е основанную на децентрализованной компьютерной сети — платежную систему биткоин. Теперь биткоин — самая известная и популярная криптовалюта. Устройства, добывающие биткоины, называют майнерами (miner), так же как и людей, которые занимаются добычей. Майнинг (mining) в буквальном переводе с английского — это горное дело, добыча ископаемых. Сатоши сам сравнивал майнинг с добычей золота. Процесс «добычи» происходит так: подключенные к биткоиновой сети устройства подбирают параметры для добавления нового блока в информационную цепочку, которая называется блокчейном. Тот, кто верно подбирает эти параметры, получает вознаграждение в виде определенного количества валюты. 

Но майнинг биткоинов и добычу угля и другого ископаемого топлива связывает не только название. Любой вычислительный процесс это также и физический процесс, требующий энергии. Растет майнинг — растет нагрузка на электросети. То есть добыча криптовалют зависит, в том числе, от добычи ископаемого топлива, сжигаемого на тепловых электростанциях. В 2018 году были опубликованы результаты исследования, согласно которому майнинг биткоина может подорвать усилия стран-участниц Парижского соглашения по снижению содержания углекислого газа в атмосфере. 

Основная доля мирового майнинга приходится на Китай — 65%. Добыча биткоина там осуществляется по-настоящему в промышленных масштабах. 

В России биткоиновый Клондайк возник в Иркутской области. Крупнейшая майнинговая ферма в нашей стране расположена вблизи Братского алюминиевого завода и получает недорогую энергию от Братской ГЭС. По данным гендиректора компании Bitfury Russia Вадима Крутова, «около 10% мировых майнинговых мощностей располагается в России, существенная часть сосредоточена в Иркутской области». Помимо Братской ГЭС, иркутские майнеры получают также энергию от Ново-Иркутской ТЭЦ. Если верить репортажу Форбс, то Иркутск уже превратился в киберпанк-столицу России. В городе можно даже купить мясо на рынке за биткоины, украденное оборудование для майнинга ищут шаманы и местная «ведьма» принимает плату за консультации в биткоинах.  

На постсоветском пространстве майнинговый бум переживает Грузия. От СССР Грузии достались 20 ГЭС, так что страна долго сохраняла положительный энергетический баланс и могла торговать излишками энергии. Теперь эти излишки идут на добычу биткоинов. Даже здания некоторых закрывшихся фабрик и заводов в ряде грузинских регионов (Кахетии и Картли) перепрофилированы для майнинга.

В Исландии, которую часто называют биткоиновым раем, для майнинга используется геотермальная энергия. Среди стран Персидского залива самая выгодное место для майнинга — это Кувейт. Там очень дешевая электроэнергия — по данным ОПЕК, эта небольшая арабская страна находится на 8 месте по добыче нефти. 

Углеродная цена биткоина

Алекс де Фриз, специалист по блокчейнам в фирме PricewaterhouseCoopers и автор блога Digiconomist, подсчитал, что в 2018 году для майнинга биткоинов было использовано 40–62 ТВт⋅ч энергии — столько же, сколько потребляют Венгрия или Швейцария. В пересчете на углеродный след это 19–30 миллионов тонн выбросов углекислого газа. По словам де Фриза, на биткоин уже приходится не менее 20% энергии, потребляемой мировыми центрами обработки данных. А на каждую транзакцию в биткоиновой сети уходит около 657 кВт⋅ч (для сравнения: на «обычную» валютную операцию требуется 0,4 кВт⋅ч), столько же потребляет британская семья за 59 дней.

Результаты исследования 2019 года, проведенного командой ученых под руководством Кристиана Столла, уточнили эти расчеты, показав, что на обслуживание сети биткоина ежегодно тратится 45,8 тераватт электроэнергии и майнинг биткоинов за год оставил в атмосфере углеродный след мощностью от 22 до 22.9 миллионов тонн. 

При этом, как отмечают некоторые эксперты, добыча биткоина похожа на игру в казино: отдельный майнер или пул майнеров может сорвать большой куш, но за счет остальных. И сеть биткоина теперь не такая уж и децентрализованная, какой она была сначала. Выигрыш, как правило, получают крупные игроки — те, кто может позволить себе потреблять больше энергии, чем конкуренты. 

ГЭС приходят на помощь? 

Казалось бы, если есть ГЭС или возобновляемые источники энергии, то все хорошо: ископаемое топливо не сжигается, биткоины майнятся. Но не все так просто. 

Журнал Wired рассказал о майнинговой ферме в округе Миссула, штат Монтана. Местные майнеры используют энергию от дамбы. Но дело в том, что повышая нагрузку на энергосеть, они вынуждают весь округ в целом больше использовать энергию от работающей на угле мощной ТЭС, находящейся за пол-штата от Миссулы. 

Так что даже у возобновляемых источников энергии, используемых для добычи биткоинов, есть свои проблемы. В частности, гидроэнергетика часто оказывает даже большее влияние на экологическую обстановку в регионе, чем ТЭЦ, и иногда ее приходится поддерживать ископаемым топливом.

Другим примером может служить индустрия биткоинов в Китае, значительная часть которой до недавнего времени располагалась в провинции Сычуань. Из-за субтропического климата средняя мощность выработки электроэнергии в сезон дождей там в три раза выше, чем в сухой сезон. Сезонная изменчивость гидроэнергетики там уже превышает 30% и, как ожидается, будет увеличиваться в дальнейшем из-за изменения климата. Дефицит гидроэлектроэнергии в этой китайской провинции уже побудил местные власти принудительно отключить несколько майнинговых ферм. 

В другой китайской провинции — Внутренней Монголии — также множество майнинговых ферм. Добытчиков биткоинов привлекает дешевая электроэнергия, производимая на угольных тепловых электростанциях в этой провинции. И когда в Сычуани случаются проблемы с энергией, многие майнеры перебираются во Внутреннюю Монголию. То есть рассуждения о том, что майнинг «зеленеет» — это вольный или невольный гринвошинг, ведь при выборе места для добычи биткоина майнеры руководствуются только стоимостью энергии, не интересуясь ее источником.

Пока речь шла только об углеродном загрязнении, вызванном добычей биткоинов. Но если учесть другие криптовалюты — Ethereum, Monero, zCash и еще 615 менее известных систем — то, по мнению Столла, суммарная мощность углеродных выбросов от майнинга увеличится в два раза. 

В нашей стране пока не проводились исследования, подобные работам Де Фриза и команды Столла. Но если биткоиновая лихорадка, разразившаяся в Иркутске и его окрестностях, продолжится, они определенно понадобятся. 

Еще и электронный мусор

Выбросы углекислого газа это еще полбеды: биткоин не только потребляет огромное количество энергии, но и является растущим источником электронных отходов. Мощность вычислительного оборудования для майнинга определяется количеством электроэнергии, необходимой для выполнения определенного объема вычислений, и измеряется в хешрейтах. Хешрейт показывает количество комбинаций, которое устройство для майнинга может перебрать за одну секунду. Чем больше вычислений на единицу энергии, тем больше вероятность получить прибыль. Это вызвало гонку в разработке оборудования для майнинга. 

Когда валюта была запущена в 2009 году, пользователи добывали биткоины на обычных компьютерах. Но к концу 2009 года стало ясно, что их мощности недостаточно, и майнеры перешли на графические процессоры (GPU). На этом «прогресс» не остановился. В 2011 GPU сменили программируемые вентильные матрицы (FPGA). А уже в 2013 им на смену пришли специализированные интегральные схемы (ASIC), предназначенные выполнять только майнинговые алгоритмы. Это стало началом промышленного майнинга и вызвало гонку вычислительных мощностей, в которой самые мощные ASIC побеждают в конкуренции за новые биткоины.

После выпуска новых версий схем — примерно раз в 18 месяцев — существующие «асики» (как их любовно называют российские майнеры) устаревают. «Они жестко связаны с майнингом, и если они не могут принести прибыль, они превращаются в мусор», — объясняет Де Фриз. — Их действительно нельзя перепрофилировать ни для чего, кроме майнинга».

Тут необходимо также пояснить, что размер вознаграждения майнерам за добавление нового блока в блокчейн периодически сокращается в два раза — это называется халвинг (halving, «уполовинивание»). Сатоши Накамото запрограммировал халвинги в сети биткоина через каждые 210 тысяч блоков, то есть раз в 4 года — до того момента, когда с добычей 21 млн монет (ожидается в 2140 году) эмиссия криптовалюты будет закончена. Уже было три халвинга, третий в мае этого года, четвертый запланирован на 2024 год. Согласно исследованию Де Фриза индустрия биткоина уже производит более 10 тысяч тонн электронных отходов в год, что больше, чем весь Люксембург, и ожидается, что после халвинга это число только увеличится.   

Будущее (без) биткоина

Система биткоина была разработана таким образом, чтобы противостоять любому вмешательству правительства. Cообщество биткоин-майнеров тоже сопротивляется мерам контроля со стороны государств. Но уже сейчас очевидно, что майнинг биткоина и других криптовалют требует серьезной регуляции, ведь на кону цели Парижского соглашения и предотвращение климатической катастрофы. 

Поэтому в Китае уже вводят ограничения на майнинг, и есть предложение вообще его запретить. А в Европейском Союзе планируют ввести в 2025 году углеродный налог, который коснется и майнеров.

Некоторые эксперты предполагают, что завершение пандемии подстегнет интерес к биткоину и другим криптовалютам. Точного подтверждения этому нет, но после катастрофического падения в 2018 биткоин стабильно растет. Ожидается, что вскоре его цена должна преодолеть рубеж в 20 тысяч долларов. Второй возможный сценарий — это схлопывание биткоинового пузыря. Наконец, даже если реализуется сценарий простого снижения курса, биткоиновая индустрия продолжит расширяться, вовлекая все новых майнеров. 

Биткоин — далеко не единственный и даже не самый значительный цифровой источник углеродных выбросов. Стриминговые сервисы, например, оставляют значительно больший углеродный след, но мы редко задумываемся о том, сколько энергии поглощают сервера Netflix, Spotify или Twitch. Мы находимся только в самом начале цифровой эпохи, и углеродный след цифрового мира продолжает расти.