Myslela jsem, že Bitcoin je špatný pro životní prostředí. Teď si tím nejsem tak jistá.
Souhrn
Video se zabývá kontroverzní otázkou, zda je těžba bitcoinů přínosná nebo škodlivá pro životní prostředí. Bitcoin spotřebovává ročně přibližně 150 TWh elektrické energie, což odpovídá spotřebě celého Polska a představuje více než 0,5 % světové spotřeby elektřiny. Těžba bitcoinů však vytváří ekonomickou motivaci k využívání energetických zdrojů, které by jinak zůstaly nevyužité, což je atraktivní zejména pro energeticky bohaté, ale jinak chudé země. Například El Salvador využívá geotermální energii z vulkánů k těžbě bitcoinů, zatímco v Kongu a Keni se k těžbě využívá hydroelektrická a solární energie.
Na druhé straně, levná energie neznamená automaticky ekologickou energii. Velká část těžby bitcoinů stále využívá fosilní paliva, což přispívá k emisím skleníkových plynů. V roce 2022 byla těžba bitcoinů zodpovědná za více než 65 megatun emisí CO₂, což je více než emise celého Řecka. Existují však i potenciální přínosy, jako je motivace ke zlepšování energetické účinnosti, využívání přebytků energie z obnovitelných zdrojů nebo využití odpadního metanu z odpadových systémů pro těžbu. Alternativním řešením by mohlo být přijetí energeticky méně náročných algoritmů konsenzu, jako je proof-of-stake, který používá Ethereum 2.0, nebo zvýšení podílu obnovitelných zdrojů při těžbě podle iniciativy Crypto Climate Accord.
Přepis
Co je Bitcoin a proč se o něm diskutuje
Slyšeli jste, že těžba bitcoinů je dobrá pro životní prostředí? Ano, pro mě to také byla novinka. Byla jsem přesvědčena, že bitcoin je vyloženě špatný, jen další věc, která přispívá ke klimatickým změnám. Ale když jsem se do toho začala více ponořovat, ukázalo se, že je to mnohem kontroverznější a zajímavější téma, než jsem si myslela. Takže jak to je? Je bitcoin dobrý nebo špatný? O tom budeme dnes mluvit.
Bitcoin je v současnosti nejrozšířenější digitální měna, jakési virtuální peníze, které nevlastní ani nereguluje žádná vláda. Co ho činí tak přitažlivým, je to, že je vytvářen a používán v zcela decentralizovaném systému. Je to v podstatě finance zdola nahoru, od lidí pro lidi. Alespoň podle Rogera Vera, přezdívaného “Bitcoin Jesus”, který byl nedávno zatčen za podvod a daňové úniky. Takže jeho slova berte s rezervou.
Princip těžby bitcoinů
Odkud se však bitcoiny berou? Podobně jako zlaté mince pocházejí z těžby. Ale nekopete v zemi, kopete v matematice. Těžba bitcoinů znamená hledání velmi velkého čísla. Toto číslo musí správně zapadat do předchozích nalezených čísel, aby poskytlo výsledek v cílovém rozsahu. Jediným známým způsobem, jak to udělat, je hádat velmi velká čísla a zkoušet je jedno po druhém.
Nalezení takového čísla je výpočetně extrémně náročné. Ale jakmile ho najdete, je snadné potvrdit, že funguje. Tomu se říká “proof of work” (důkaz práce). Pokud se prokáže, že vaše číslo funguje, dostanete za to určité množství bitcoinů.
Energetická náročnost těžby
Problém je, že výpočty pro těžbu bitcoinů vyžadují hodně elektřiny, což vyžaduje hodně energie. V současnosti jde zhruba o 150 TWh ročně. To je tolik, kolik spotřebuje celé Polsko, a více než půl procenta spotřeby elektřiny na celém světě. A stále roste.
Musím přiznat, že když jsem poprvé slyšela, že těžba bitcoinů spotřebovává tolik energie, nemohla jsem tomu uvěřit. Ale znělo to mnohem věrohodnější poté, co mi přítel, který se velmi zajímá o hraní her, řekl, kolik energie jeho zařízení spotřebovává. Například nová GPU od Nvidie spotřebovává kilowatt energie. To je přibližně stejně jako elektrický sporák.
Příležitosti pro energeticky bohaté země
Co je tak převratné na těžbě bitcoinů, je to, že jelikož je lze směnit za tradiční peníze, každý, kdo má přístup k energii, může vydělávat peníze. To učinilo těžbu bitcoinů velmi atraktivní pro země, které jsou bohaté na energii, ale jinak chudé.
Například El Salvador, který leží na více než 20 sopkách a generuje asi čtvrtinu své elektřiny z geotermálních zdrojů. Vláda El Salvadoru úspěšně vytěžila téměř 500 bitcoinů v hodnotě téměř 30 milionů USD.
Těžba bitcoinů je obzvláště atraktivní v oblastech, kde je energie hojná, ale které jsou daleko od velkých elektrických sítí, takže nemohou profitovat z prodeje energie místně:
- V národním parku v Kongu provozují bitcoinový důl z hydroelektrické elektrárny a peníze používají na ochranu divoké zvěře.
- Ve venkovské Keni těží krypto společnost pomocí solární a geotermální energie, což nyní poskytuje elektřinu i městům v této oblasti.
V podstatě těžba bitcoinů stála za to investovat do výstavby elektrárny. Možná teď vidíte, proč jsou někteří lidé tímto tématem nadšeni.
Ekonomické aspekty těžby bitcoinů
Elektřina je hlavním nákladovým faktorem při těžbě bitcoinů. Je to tedy v podstatě způsob, jak stanovit cenu energie, což vytváří silnou motivaci k velmi efektivnímu využívání energie kdekoli.
Proto zastánci bitcoinů říkají, že těžba podporuje inovace, vyvažuje sítě a má moc přerozdělit bohatství a pomoci odstranit chudobu. Zní to dobře, že? Je to jako řešení hladu ve světě pomocí opravdu velkého kalkulačku. Konečný důkaz, že matematika je skutečně k něčemu dobrá.
Ekologické problémy s těžbou bitcoinů
Ano, pěkná myšlenka. Ale problém je, že levná elektřina není totéž jako ekologicky šetrná elektřina. Například jedna bitcoinová těžební operace v centrálním New Yorku, Greenidge Generation, vzkřísila starou uhelnou elektrárnu, která nyní běží na zemní plyn. Dodává asi 44 megawattů přibližně 15 300 počítačům. Během prvního čtvrtletí roku 2024 vytěžili více než 409 bitcoinů. To je více než 25 milionů dolarů.
V Montaně nakupuje bitcoinová těžební operace 100 % energie z uhelné elektrárny. V Kentucky nabízí státní vláda daňové úlevy, aby přilákala těžaře bitcoinů a zachránila uhelné společnosti. Nyní je to stát s největší uhlíkovou stopou bitcoinů v USA.
V současné době se většina těžby bitcoinů provádí za použití fosilních paliv, i když se podíl poněkud měnil v závislosti na zákonech a předpisech. Například v září 2021 zakázala Čína jak těžbu kryptoměn, tak obchodování s nimi, a mnoho operací opustilo zemi. Bohužel v Číně byla těžba prováděna většinou vodní energií, takže měla velmi nízkou uhlíkovou stopu. Poté se těžba bitcoinů přesunula k levnému plynu v USA a Kazachstánu. V důsledku toho uhlíková stopa vzrostla.
Vědci odhadují, že v roce 2022 byla těžba bitcoinů zodpovědná za více než 65 megatun emisí oxidu uhličitého. To je více než emise celé země Řecko a zhruba 0,2 % globálních emisí. Bitcoin není samozřejmě jedinou kryptoměnou, ale stále je nejpoužívanější a generuje přibližně dvě třetiny všech emisí skleníkových plynů z kryptoměn.
Zlepšování energetické účinnosti
Dobrou věcí na bitcoinu je, že skutečně vytváří velkou motivaci ke zlepšení energetické účinnosti. Za prvé, čím více lidí těží, tím těžší se to stává. Konkurence tedy zvyšuje potřebu zlepšit těžbu. A co je důležitější, v pravidelných intervalech, které jsou zhruba každé čtyři roky, se odměna za bitcoiny za těžbu snižuje na polovinu. Poslední takové “halvingové” události se stalo právě v dubnu. To znamená, že těžaři musí alespoň zdvojnásobit svou energetickou účinnost každé čtyři roky, aby jejich podnikání zůstalo ziskové.
A skutečně se účinnost výrazně zlepšila:
- Těžba bitcoinů začala s univerzálními CPU a GPU, v podstatě normálními počítači.
- Poté přešla na tzv. pole programovatelných hradlových polí, což jsou obvody, které lze po výrobě přeprogramovat.
- Současným stavem techniky jsou aplikačně specifické integrované obvody. Jsou moderní verzí tiskáren peněz.
Díky stále specializovanějšímu hardwaru se těžba stala efektivnější. V důsledku toho se energetická účinnost těžby bitcoinů během jednoho desetiletí zlepšila o dva řády. Takže vidíte, že nyní plýtváme energií mnohem efektivněji.
Těžba bitcoinů a obnovitelné zdroje energie
A samozřejmě, nemusí se to dělat s fosilními palivy. Mohlo by se to dělat pomocí obnovitelné energie. Proto podporovatelé bitcoinů říkají, že těžba urychlí přechod na obnovitelné zdroje. Protože energie znamená peníze.
A to je správné v tom smyslu, že to dává lidem důvod investovat do obnovitelných zdrojů. Ale to samo o sobě nedělá těžbu bitcoinů dobrou pro životní prostředí. Jen to dělá méně špatnou. A jak jsme viděli dříve, také to pomáhá udržet společnosti zabývající se fosilními palivy v provozu. Takže je to smíšené a je to napůl plné uhlí.
Bitcoin a řešení přebytků energie
Dalším argumentem nadšenců bitcoinů je, že těžba je dobrá, protože využívá nadbytek nabídky. To znamená, že pomáhá poskytovatelům obnovitelné energie zůstat ziskovými, pokud nikdo jiný nechce energii, kterou vyrábějí například ze solární nebo větrné energie. A dělá zdroje obnovitelné energie ziskovými rychleji, protože často trvá nějakou dobu, než je připojí k síti.
Podle studie výzkumníků z Cornellovy univerzity je například v Texasu 32 plánovaných obnovitelných instalací, které by mohly vytvořit zisky ve výši 47 milionů dolarů předtím, než začnou komerčně fungovat, pokud těží bitcoin.
Nicméně loni texaská vláda zaplatila těžaři bitcoinů více než 31 milionů dolarů, aby během vlny veder snížil výkon. Přesto je pravda, že těžba bitcoinů může pomoci učinit obnovitelnou energii ziskovější a učinit ji ziskovou rychleji.
Nevyužitý metan jako příležitost pro těžbu
Další věc, na kterou je těžba bitcoinů dobrá, je používání energie, kterou je nepraktické používat k jiným účelům. Příkladem je znehodnocení nebo ventilace metanu.
Metan, hlavní složka zemního plynu, vytváří energii. Ale pokud metan uniká podél potrubí nebo bublá ze země na místech, která jsou příliš vzdálená od jakékoli existující elektrárny, nemá ekonomicky smysl tuto energii využívat. Takže buď provedou kontrolované uvolnění, kterému se říká ventilace, nebo ho spálí, čemuž se říká znehodnocení. Je to idiotská praxe, protože nejenže nevyužíváme energii, ale metan je také skleníkovým plynem. Takže buď ho spálí a vytvoří oxid uhličitý, nebo ho vypustí. A to také přispívá ke globálnímu oteplování.
V roce 2022 vedlo znehodnocení k 500 milionům tun ekvivalentu oxidu uhličitého v emisích skleníkových plynů. To je asi 1 % celosvětového celku. Takže to není malé množství a nic z toho nemáme.
Zde přichází na řadu těžba bitcoinů. Bitcoinové těžební operace mohou být lokální a mobilní, takže mohou být nasazeny, když a kde je plyn vypouštěn nebo znehodnocován, aby nepřišel nazmar. Například společnost Great American Mining to vyzkoušela s malými kontejnerovými těžebními operacemi, které by mohly být snadno poslány na místa. Nicméně, narazili na potíže, když ceny bitcoinů klesly na začátku roku 2022. Později v tom roce společnost koupila Crusoe Energy Systems, která pracuje na stejné věci.
Je to pěkná myšlenka, ale nakonec se oxid uhličitý stále dostává do vzduchu a také vytváří více pro průmysl fosilních paliv, proti čemuž někteří lidé protestují.
Inovativní využití skládek a odpadních vod
Dalším nápadem, se kterým přišli bitcoineři, je udělat totéž s metanem, který uniká ze skládek a čistíren odpadních vod. Je to v podstatě bioplyn, jen ho nikdo nepoužívá.
Podle americké Agentury pro ochranu životního prostředí jsou skládky komunálního pevného odpadu třetím největším zdrojem emisí metanu souvisejících s lidskou činností v zemi, odpovídají za více než 14 % těchto emisí v roce 2022, asi 25 000 metrických tun ekvivalentu oxidu uhličitého. To není obrovské množství, ale stále se polovina plynu nevyužívá. Krypto-těžební operace tam mohou jít a používat tuto energii k vydělávání peněz.
To funguje zvláště dobře pro vzdálené nebo malé skládky, které nevyrábějí mnoho plynu. V tomto případě nemá finanční smysl budovat infrastrukturu pro využití plynu k dodávce energie do sítě. Ale těžba bitcoinů finanční smysl dává.
Americká společnost Marathon Digital Holdings na tom právě pracuje. Jedná se o 280 kW bitcoinový těžební pilotní projekt v Utahu, který je napájen výhradně skládkovým metanem.
Společnost Vespene, se sídlem v Kalifornii, má také takový pilotní závod ve Wisconsinu, o kterém říkají, že bude plně funkční ještě letos.
Alternativní přístupy ke kryptoměnám
Existuje zcela jiný způsob, jak učinit bitcoin udržitelnějším, a to je změnit způsob jeho těžby. Jak jsem řekla na začátku, abyste získali bitcoin za svou energii, potřebujete důkaz práce. To znamená, že musíte poskytnout číslo, o kterém všichni souhlasí, že skutečně vykonává práci.
Problém je, že výpočet, který musíte pro to udělat, vyžaduje hodně energie. Možností by tedy bylo změnit konsenzuální algoritmus pro to, co je potřeba k získání vašich bitcoinů v prvé řadě.
Kandidátem na nový konsenzuální algoritmus je známý jako “důkaz podílu” (proof of stake). V tomto případě je těžba a schválení nahrazeno návrhem na nový záznam a náhodným výběrem. Návrh přichází s podílem, což je množství měny, které jste ochotni do něj vložit. Čím vyšší je váš podíl, tím vyšší jsou šance, že váš návrh bude ověřen.
Pokud vám to dává stejně málo smyslu jako mně, podstatou je, že není žádný obtížný matematický problém k řešení, takže je dramaticky energeticky efektivnější.
Je nepravděpodobné, že bitcoin změní algoritmus. Pravděpodobnější a proveditelné je přejít na již existující kryptoměnu, která je ekologičtější. Ethereum 2.0 je například kryptoměna, která používá důkaz podílu a je mnohem energeticky efektivnější než bitcoin. Podle některých odhadů až 30 000krát.
Samozřejmě, učinit samotné kryptoměny energeticky efektivnější odstraňuje argument, že je to skvělá motivace k vývoji energeticky efektivních technologií. Takže v očích mnoha lidí v tomto oboru je to poněkud zbytečné.
Iniciativy pro ekologičtější kryptoměny
Jiným hnutím, které má učinit kryptoměny ekologičtější, je zvýšení podílu obnovitelné energie, která se při těžbě používá. To je myšlenka Crypto Climate Accord, iniciativy zahájené v dubnu 2021 s cílem dosáhnout 100% využití obnovitelné elektřiny do roku 2030 a nulových emisí skleníkových plynů do roku 2040. Dosud se k ní připojilo přes 200 společností a jednotlivců.
Závěrečné úvahy o bitcoinu a životním prostředí
Při práci na tomto scénáři jsem se hodně naučila a myslím, že nyní lépe chápu, proč je bitcoin tak kontroverzní. Základním problémem je, že těžba bitcoinů spotřebovává hodně energie, která by mohla být využita lépe, ale ve skutečnosti často není využita. Hodně energie jednoduše přichází nazmar.
A pak může nastoupit těžba bitcoinů, protože s těžbou bitcoinů mohou lidé vydělávat peníze z energie, která by jinak přišla nazmar. Je to jako najít peníze v polštářích pohovky, kromě toho, že vaše pohovka je sopka a peníze jsou kouskem řetězce.
Těžba bitcoinů má výhody nad rámec neplýtvání energií, protože povzbuzuje energetickou účinnost. Problém je, že hodně levné energie, kterou lze použít k těžbě bitcoinů, má vysoké emise oxidu uhličitého. Takže i když je energetická účinnost sama o sobě dobrá, nedělá bitcoin ekologicky šetrným.
Vzestup kryptoměn je fascinující vývoj, který mění celou světovou ekonomiku a finanční systém. To může být dobrá věc nebo to může být špatná věc. Co si myslíte?
Kritické zhodnocení
Sabine Hossenfelder ve svém videu poskytuje relativně vyvážený pohled na environmentální dopady těžby bitcoinů, ale některé aspekty si zaslouží hlubší analýzu a upřesnění.
Energetická spotřeba bitcoinu je skutečně enormní, jak Hossenfelder uvádí. Podle Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI) se aktuální odhady pohybují mezi 120-150 TWh ročně, což odpovídá údajům zmíněným v přednášce. Pro srovnání, tento údaj převyšuje spotřebu elektřiny mnoha zemí, včetně Nizozemska, Argentiny nebo Švédska. Je však třeba poznamenat, že tyto hodnoty se neustále mění v závislosti na celkovém výpočetním výkonu sítě a aktuální ceně bitcoinu.
Diskuze o využívání obnovitelných zdrojů energie pro těžbu bitcoinů je komplexnější, než jak je prezentováno. Podle zprávy Bitcoin Mining Council z roku 2023 používá globální bitcoinová těžební komunita přibližně 52,2 % obnovitelné energie, což je výrazně vyšší podíl než u běžného energetického mixu většiny zemí. Kritici však poukazují na to, že tato obnovitelná energie by mohla být využita efektivněji pro jiné účely, což Hossenfelder správně zmiňuje.
Zajímavým aspektem je téma zachycování odpadního metanu. Studie publikovaná v časopise Energy and Environmental Science naznačuje, že využívání odpadního metanu pro těžbu bitcoinů by teoreticky mohlo snížit globální emise o 2-8 %, což je potenciálně významný přínos. Praktická implementace je však stále v počátcích a čelí mnoha technickým a ekonomickým překážkám.
Co se týče alternativních konsenzuálních mechanismů, přechod Etherea na proof-of-stake skutečně dramaticky snížil jeho energetickou náročnost. Podle Ethereum Foundation se energetická spotřeba sítě snížila o více než 99,95 % po přechodu z proof-of-work na proof-of-stake. Bitcoin však zůstává věrný svému původnímu protokolu proof-of-work, částečně kvůli bezpečnostním vlastnostem a robustnosti tohoto mechanismu.
Ekonomické dopady těžby bitcoinů na průmysl fosilních paliv jsou kontroverzní. Existují případy, kdy těžba bitcoinů pomohla udržet v provozu elektrárny na fosilní paliva, které by jinak nebyly ekonomicky životaschopné, což je z environmentálního hlediska problematické. Na druhou stranu, studie MIT a autorů z Columbia Business School zjistila, že těžba bitcoinů může podporovat investice do obnovitelných zdrojů energie vytvářením stabilní základní poptávky, která pomáhá financovat nové projekty.
Iniciativa Crypto Climate Accord zmíněná v prezentaci je významným krokem správným směrem, ale její skutečný dopad bude záviset na širším přijetí a implementaci v rámci odvětví kryptoměn.
Z hlediska dlouhodobé udržitelnosti bitcoinu je důležité poznamenat, že mechanismus “halvingu” (snížení odměny za vytěžený blok na polovinu každé čtyři roky) nevyhnutelně vede ke snižování energetické intenzity na transakční jednotku. Tento fakt naznačuje, že i když celková energetická spotřeba může nadále růst s hodnotou bitcoinu, efektivita systému se z hlediska energie na dolar hodnoty postupně zlepšuje.
Pro objektivní hodnocení environmentálních dopadů bitcoinu by bylo také užitečné porovnat jeho uhlíkovou stopu se stávajícím finančním systémem, včetně bank, platebních systémů, bankovní infrastruktury a těžby drahých kovů - toto srovnání v prezentaci chybí.
Zdroje pro další studium:
- Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI) poskytuje aktualizované odhady spotřeby energie bitcoinu.
- “The Carbon Footprint of Bitcoin” (2019) v odborném časopise Joule nabízí podrobnou analýzu environmentálních dopadů.
- Zprávy Bitcoin Mining Council obsahují aktuální data o podílu obnovitelných zdrojů energie v těžbě bitcoinů.
- Studie MIT a Columbia Business School “Bitcoin Mining and Electricity” (2022) zkoumá vliv těžby na energetické sítě a investice do obnovitelných zdrojů.
- Ethereum Foundation poskytuje data o snížení energetické spotřeby po přechodu na proof-of-stake.
