Bitcoin porabi toliko elektrike kot Slovenija
V zadnjih tednih in mesecih je bila ena izmed najpogostejših kritik bitcoina, posredno pa tudi drugih sorodnih kriptovalut, velikanska poraba energije. Nekatere ocene so energijo, ki je potrebna za obratovanje omrežja bitcoina, primerjale s porabo energije celotne države Danske ali Irske. Hkrati smo lahko prebrali, da bitcoin za to, da izvede eno transakcijo, porabi tisočkrat več energije od omrežja Vise. Poskusimo oceniti, koliko energije je bitcoin res porabil v začetku tega leta.
Prvi pomemben podatek je število transakcij, ki se izvajajo v omrežju. Znano je, da je od silovite rasti vrednosti bitcoina novembra in decembra omrežje zasičeno. Pogled na stran blockchain.info pokaže, da je omrežje bitcoin v teh dneh opravilo 3–5 transakcij na sekundo, zato bomo za naše potrebe kot grob približek vzeli 4 transakcije na sekundo. Zgornja meja omrežja s trenutno tehnologijo (brez Lightning Network, SegWit in drugih predlogov) je okrog sedem transakcij na sekundo.
Potrjevanje transakcij poteka z rudarjenjem blokov. Težavnost iskanja novega bloka se prilagaja obremenjenosti omrežja, tako da se nov blok narudari v povprečju vsakih 10 minut. Tu že vidimo prvi problem pri oceni, koliko energije se porabi za posamezno transakcijo. Problem je slabo definiran. Po eni strani je število transakcij navzgor omejeno, po drugi strani pa računska moč za njihovo potrjevanje ni. Čim več ljudi rudari in temu primerno vpreže več računske moči, tem bolj bo omrežje zaostrilo težavnost rudarjenja, tako da bo še vedno trajalo 10 minut, da bo nekdo našel nov blok. Čim več energije vložimo v bitcoin, tem več je porabi, rezultat pa je enak.
Najditelj novega bloka je nagrajen z novo ustvarjenimi bitcoini (trenutno 12,5 na blok) in provizijami, ki so določene v transakcijah. Ker lahko rudarji sami izbirajo, katere čakajoče transakcije bodo uvrstili v blok, vidimo, zakaj je zasičenost omrežja problem. Logično je, da bodo izbrali tiste, kjer so uporabniki ponudili najvišje provizije, preostale pa čakajo in čakajo. V začetku leta so provizije za hitro izvedbo transakcij presegle 20 evrov, zaradi česar je bitcoin postal neuporaben za izvajanje mikroplačil.
Na strani blockchain.info vidimo, da se vložena računska moč za rudarjenje bitcoinov nenehno povečuje, v začetku leta je bila okrog 15 EH/s ali 15 milijard milijard izračunanih zgoščenih vrednosti (torej preizkušenih blokov) na sekundo, ko to berete, pa bo verjetno še nekaj deset odstotkov več.
Rudarjenje pač poteka tako, da rudarji naključno vstavljajo objavljene (čakajoče na potrditev) transakcije v blok, pripišejo ustrezno naključno število (nonce) in še nekaj detajlov, potem pa izračunajo zgoščeno vrednost (po algoritmu SHA-256) takega bloka. Če je po srečnem naključju zgoščena vrednost, ki je vedno 256-bitna številka, dovolj nizka, da ustreza pogoju (težavnosti) omrežja, omrežje blok sprejme. Čim več zgoščenih vrednosti izračunamo, tem strožji pogoj bo postavilo omrežje.
Za našo oceno je ključen podatek, koliko vatov nas stane izračun ene zgoščene vrednosti. Na to vprašanje ni enotnega odgovora, saj je to zelo odvisno od tega, s čim jih računamo. Poraba energije na osrednjem procesorju bi bila grozovita in bi presegala nagrado in provizije, zato tega ne počne nihče. Tudi rudarjenje na grafičnih karticah ni več dobičkonosno, čeprav so učinkovitejše od procesorjev. Dandanes se bitcoini rudarijo na namenskih napravah, ki jim pravimo ASIC (application-specific integrated circuit). Gre za silno hitra, a neumna vezja in čipe, ki ne znajo početi nič drugega, kakor zelo hitro in učinkovito izračunavati SHA-256.
Bitcoin trenutno potrebuje za svoje delovanje dobri dve jedrski elektrarni.
Brez velike škode lahko predpostavimo, da se skoraj vsi bitcoini dandanes narudarijo tako. V reklamah in na forumih lahko preberemo, da današnji ASICi porabijo okrog 0,1–0,3 J/GH. Če predpostavimo, da rudarji pogosto posodabljajo svojo strojno opremo, in za konservativno oceno vzamemo nižjo vrednost (0,1 J/GH), dobimo za porabo omrežja bitcoin 15 EH/s ∙ 0,1 J/GH, to je 1,5 GW. Preračunano na letno raven bi bilo to 13 TWh.
Nekaj številk za primerjavo. Svetovna poraba električne energije je bila leta 2015 22 PWh, preberemo na straneh International Energy Agency. Slovenija pa je leta 2016 po podatkih Statističnega urada porabila – 13 TWh električne energije. Toliko kot bitcoin.
Seveda lahko številke premetavamo naprej. Če bitcoin porabi 1,5 GW električne energije in opravi 4 transakcije na sekundo, ena transakcija stane 104 kWh elektrike. Enotarifni odjem električne energije v Sloveniji stane 0,06 EUR/kWh, a ker je treba prišteti še razne omrežnine, je poštena ocena okrog 0,10 EUR/kWh. Če bi torej bitcoin rudarili v Sloveniji, bi za vsako transakcijo porabili 10 evrov elektrike! Seveda ga večinoma rudarijo tam, kjer je energija cenejša, na primer na Kitajskem. Ko bodo sčasoma narudarjeni vsi bitcoini, se bodo rudarji financirali le še iz provizij (ne bo več nagrade, ki je trenutno 12,5 bitcoina na blok), ki bodo morale pokriti vsaj porabo električne energije in amortizacijo opreme.
Ali je 1,5 GW oziroma 13 TWh na leto veliko, je stvar perspektive. Leta 2008 je ameriški urad za energijo ocenil, da so Američani porabili 6,63 TWh samo za božično-novoletno razsvetljavo. Slovenci s 13 TWh poganjamo celotno državo. Jedrska elektrarna Krško na leto proizvede okrog 5,4 TWh električne energije, torej bitcoin za svoje delovanje trenutno potrebuje dobri dve jedrski elektrarni.
Po drugi pa je bistveno teže oceniti, koliko energije porabijo kartični plačilni sistemi za svoje delovanje. Visa je v letnem poročilu 2016 zapisala, da so tega leta izvedli 141 milijard transakcij, to je v povprečju 450 na sekundo, v konicah pa vsaj nekajkrat toliko.
Primerjati porabo energije bitcoina in kartičnega omrežja pa je nepošteno in, če smo iskreni, tudi nemogoče. Za delovanje plačilnih sistemov potrebujemo delujoče banke, bankomate, kartične terminale, procesne centre itd. Bitcoin pa tudi ne obstaja v vakuumu, saj poleg rudarjev potrebuje še delujočo internetno infrastrukturo. Nič od tega ni zastonj.