Развенчивая мифы: так ли страшен биткоин для экологии?

В мире по-прежнему не утихают дебаты касательно энергоемкости майнинга биткоина и его влияния на экологию.

В декабре 2021 года сенатор США Элизабет Уоррен выразила мнение, что потребление электроэнергии при добыче цифрового золота «сопоставимо с показателями Дании, Чили, Аргентины и штата Вашингтон». В начале 2022 года она запросила у шести майнинговых компаний данные о воздействии на экологию. 

В июне Банк Швеции призвал запретить биткоин и другие криптовалюты, добываемые с помощью Proof-of-Work (PoW), из-за влияния на окружающую среду. Согласно отчету финучреждения, энергопотребление такого метода майнинга равняется показателю 200 000 домохозяйств.

Не исключено, что после активации The Merge в сети Ethereum экологические дискуссии вспыхнут с новой силой — биткоин, оставшийся крупнейшей PoW-криптовалютой, станут еще больше критиковать.

Насколько велико энергопотребление цифрового золота в мировом масштабе? Каким оно будет через несколько десятилетий, если цена первой криптовалюты вырастет до $2 млн? 

Вооружившись аналитическими материалами Arcane Research и Кембриджского центра альтернативных финансов (CCAF), ForkLog выяснил долю биткоина в глобальной структуре энергопотребления и перспективы ее роста в долгосрочной перспективе.

Между Казахстаном и Пакистаном

На сайте CCAF приведены занимательные сравнения, призванные дать представление о «прожорливости» сети биткоина.

Например, энергопотребление сети первой криптовалюты сопоставлено с аналогичным показателем золотодобычи.

Сайт позволяет сравнить энергопотребление биткоина с различными отраслями и сегментами — например, со всеми холодильниками и телевизорами в США или с глобальным производством цемента.

По уровню энергопотребления сеть биткоина сопоставима с такими странами, как Филиппины, Казахстан, Пакистан и Нидерланды.

Показатель в почти 100 ТВт⋅ч может показаться впечатляющим. Однако в глобальном масштабе он не так уж велик — менее 1% от объема мирового потребления.

Еще пример: энергии, выработанной при сжигании факельного газа, хватило бы для обеспечения работы семи сопоставимых с биткоином сетей.

Согласно данным Bitcoin Mining Council (BMC), энергоэффективность майнинга повышается, увеличивается и доля зеленой энергии в индустрии добычи цифрового золота. Впрочем, есть и немало критиков BMC, сомневающихся в объективности подобных исследований.

Сколько сеть биткоина будет потреблять в будущем?

В долгосрочной перспективе цена биткоина стремится к росту. Это обусловлено жестко ограниченным предложением, растущим принятием криптовалют в мире и планомерным снижением темпов эмиссии вследствие халвингов награды за блок. 

Можно предположить, что с ростом цены первой криптовалюты будет развиваться и майнинговая индустрия, наращивая мощности. Это означает рост энергопотребления сети, даже несмотря на более эффективные и зеленые технологии.

Исследователь Arcane Research Джаран Меллеруд смоделировал показатели энергопотребления биткоина до 2040 года при различных ценах актива. Он перечислил наиболее существенные компоненты своей модели:

• цена биткоина;
• транзакционные комиссии;
• процент от дохода, который направляется на покрытие затрат на электричество;
• средняя цена электроэнергии.

Меллеруд вывел следующую формулу:

Годовое потребление сети биткоина = цена биткоина * (вознаграждения за добытый блок + средняя транзакционная комиссия в расчете на блок) * число добытых блоков за год * процент от дохода, потраченный на электроэнергию / средняя цена электричества в майнинговой индустрии

По его словам, рыночная стоимость криптовалюты — наиболее важный фактор, определяющий потребление ее сети в будущем.

«Цена биткоина, умноженная на вознаграждение за блок, определяет общеотраслевой доход майнеров. Он покрывает затраты и обеспечивает прибыль. Рост цены криптовалюты увеличивает доходы майнеров в масштабах всей отрасли и их прибыль в краткосрочной перспективе», — отметил исследователь.

Он подчеркнул, что добыча биткоина — «гиперконкурентная» отрасль с низкими входными барьерами. Следовательно, потенциально высокая рентабельность может в будущем привлечь в сегмент множество игроков, увеличив энергопотребление.

По словам Меллеруда, большинство майнеров почти не обращает внимания на поступления от транзакционных комиссий — их доля в общих поступлениях пока крайне низка.

«Поэтому вас может удивить, что уровень дохода от комиссий имеет решающее значение для будущего энергопотребления», — добавил эксперт.

Биткоин-майнеры добывают 52 560 блоков в год. При этом, согласно Coin Metrics, исторически средний объем транзакционных сборов в расчете на блок составляет 0,4 BTC.

«Комиссии могут показаться маловажным компонентом награды, но их значение в будущем будет постепенно расти из-за халвингов. Последние происходят каждые четыре года, сокращая вдвое награду за блок», — констатировал Меллеруд.

Его модель предполагает сохранение показателя в 0,4 BTC до 2040 года. По расчетам исследователя, доля комиссий в поступлениях майнеров достигнет к этому времени 67%. Происходящие каждые четыре года халвинги сократят к 2040 году награду за блок до 0,195 BTC.

«Биткоин-майнеры будут тратить определенный процент своего дохода на электроэнергию. И чем выше этот процент, тем значительнее будет энергопотребление в индустрии», — отметил исследователь.

Меллеруд напомнил, что затраты в любой отрасли можно разделить на два основных компонента:

• CAPEX (капитальные затраты);
• OPEX (операционные затраты).

У биткоин-майнеров CAPEX включают инвестиции в оборудование и электрическую инфраструктуру. OPEX представляют собой преимущественно расходы на электроэнергию.

Приняв во внимание общее энергопотребление сети первой криптовалюты и среднюю цену в $50 за МВт·ч, исследователь пришел к выводу, что биткоин-майнеры тратят около 50% от своего дохода на электроэнергию.

«Я уверен, что доля затрат майнеров на электроэнергию будет расти по сравнению с текущим уровнем по мере взросления сегмента, — поделился прогнозом Меллеруд. — Конкурентные силы, скорее всего, снизят прибыль в долгосрочной перспективе. Исключением станут майнеры с доступом к очень дешевому электричеству».

Исследователь предположил, что компонент CAPEX будет постепенно снижаться, по мере замедления внедрения инноваций в производстве ASIC-устройств. 

Учитывая вышеперечисленные тренды, ежегодный прирост доли затрат майнеров на электричество составит 2%. К 2040 году показатель достигнет 71%.

«Я оцениваю среднюю стоимость электричества в майнинговой индустрии в $50 за МВт·ч. Считаю, что показатель останется на этом уровне в обозримом будущем. Во всем мире уже наблюдается высокая инфляция, которая, вероятно, сохранится. Однако ультраконкурентная природа майнинга со временем мотивирует участников рынка на поиски дешевых источников энергии», — поделился мнением исследователь.

Меллеруд уверен, что майнеры разместятся в самых различных уголках планеты. Некоторые участники рынка монетизируют тепловую мощность своих устройств, что также «компенсирует влияние инфляции».

«Обращая внимание на любые новостные заголовки о биткоин-майнинге, вы могли поверить, что индустрия — крупный потребитель энергии мирового масштаба», — отметил исследователь.

Однако доля сети первой криптовалюты в глобальной структуре энергопотребления ничтожно мала — около 0,05%. Цифра, по мнению Меллеруда, «на грани погрешности округления».

С другой стороны, исторически вместе с ценой всегда росло потребление энергии. Следовательно, ралли биткоина в течение следующих пары десятилетий может действительно сделать сеть «глобальным потребителем».

Исследователь смоделировал три сценария:

• бычий: цена криптовалюты растет линейно до $2 млн к 2040 году;
• нейтральный: биткоин достигает $500 000 к 2040 году;
• медвежий: $100 000 к 2040 году.

На графике ниже видно, что будущее энергопотребление сети биткоина в значительной мере зависит от цены криптовалюты.

По расчетам исследователя, при достижении $2 млн к 2040 году сеть биткоина будет потреблять ежегодно 894 ТВт⋅ч — примерно в 10 раз больше по сравнению с текущим уровнем.

«Это 0,36% от предполагаемого глобального энергопотребления в 2040 году, что подразумевает значительное увеличение в сравнении с нынешним показателем в 0,05%», — отметил Меллеруд.

Нейтральный вариант развития событий предполагает годовое потребление энергии на уровне 223 ТВт⋅ч, что чуть более чем в два раза превышает текущий уровень. 

Исследователь также предложил анализ сценариев, учитывающий не только цену, но и транзакционные комиссии.

«В таблице выше мы видим, что при цене биткоина в $2 млн в 2040 году транзакционные комиссии оказывают огромное влияние на энергопотребление. На каждые дополнительные 0,1 BTC комиссий в расчете на блок энергопотребление сети растет на 150 ТВт⋅ч — значение, почти вдвое превышающее текущий показатель», — пояснил эксперт.

Другой интересный вывод заключается в том, что при исторически средней сумме транзакционных комиссий в расчете на блок (0,4 BTC) и достижении $200 000 к 2040 году потребление энергии останется примерно на текущем уровне. Это, по словам исследователя, результат халвингов, которые отсекают низкоэффективных игроков от рынка.

Следующая таблица похожа на предыдущую. Однако вместо значений в ТВт⋅ч в ячейках указана доля в глобальном энергопотреблении. Предполагается годовой прирост показателя на 2% до 2040 года.

Как уже говорилось, при достижении ценой биткоина отметки в $2 млн к 2040 году доля его в глобальном энергопотреблении составит 0,36%. По словам Меллеруда, показатель хоть и высок в сравнении с текущим, но все же гораздо ниже «апокалиптических оценок», сделанных некоторыми критиками цифрового золота.

«При таком потреблении майнинг биткоина будет считаться довольно энергоемкой индустрией. Однако он все же будет значительно уступать отраслям вроде производства цемента, на которое расходуется 2% от мировой энергии», — отметил исследователь.

Он также убежден, что регулярные халвинги ограничат рост энергопотребления сети, даже несмотря на постепенное увеличение рыночной стоимости криптовалюты.

«Награда уполовинивается каждые четыре года. Чтобы компенсировать этот эффект, цена криптовалюты должна удваиваться в течение каждого из этих периодов. Следовательно, чтобы энергопотребление сети превысило текущий уровень, рыночная стоимость биткоина должна быть в районе $650 000 к 2040 году», — пояснил Меллеруд.

Выводы

Энергопотребление сети биткоина зависит от различных факторов, спрогнозировать его на будущее довольно сложно. Однако можно прийти к выводу, что цифровое золото станет действительно значимым потребителем энергии, если его цена достигнет нескольких миллионов долларов.

Рост рыночной стоимости биткоина стимулирует активность майнинга и, соответственно, повышает энергопотребление. Но регулярные халвинги дают обратный эффект: чтобы в долгосрочной перспективе повысить совокупные затраты электричества, цена криптовалюты должна расти чрезвычайно быстрыми темпами. 

Увеличение доли транзакционных комиссий может несколько смягчить последствия халвингов для добытчиков цифрового золота. Но это возможно лишь при активном использовании биткоина в качестве платежного средства. 

Цена первой криптовалюты преимущественно зависит от рыночного спроса на нее как средства сохранения стоимости. В свою очередь, размер комиссии определяется использованием биткоина в качестве средства обмена.

Общее энергопотребление сети вырастет только если первая криптовалюта в ближайшие десятилетия продолжит успешно выполнять вышеперечисленные основные функции денег.

Показатель в 0,36% при цене $2 млн в 2040 году — не такой уж высокий, учитывая полезность и потенциал использования биткоина миллионами участников рынка по всему миру.

Читайте биткоин-новости ForkLog в нашем Telegram — новости криптовалют, курсы и аналитика.