A jak je to tedy s tou ekologií???

O Bitcoinu byly napsány hromady článků, ale jedním tématem se zabývá jen málokterý z nich – jak moc ekologický Bitcoin vlastně je? A zde přichází na řadu analýza serveru digiconomist.net, který si dal tu práci spočítat (lépe řečeno odhadnout) spotřebu energie na běh celého systému. Na uvedené stránce hned navrchu je denně updatovaný graf. Výchozí hodnoty pro výpočet upravuje následující tabulka:

Popis Hodnota
Odhadovaná současná spotřeba energie (TWh) 16,33
Roční výnosy z těžby (USD) 3 487 490 402
Roční náklady na těžbu (USD) 816 366 276
Země spotřebou energie nejbližší Bitcoinu Kuba
Spotřeba wattů na GH/s 0,292
Hashrate sítě v PH/s (1 000 000 GH/s) 7 544
Spotřeba elektřiny na transakci (KWh) 182
Počet amerických domácností, které by roční spotřeba BTC stačila napájet. 1 511 789
Počet dní, po které by energie z 1 transakce vystačila průměrné americké domácnosti. 6,15
Podíl spotřeby energie na běh BTC sítě na světové spotřebě. 0,08%

Víte, že…?

Od chvíle, kdy byl vytěžen první Bitcoin v bloku Genesis, spotřebovávají těžební stroje stále větší množství energie. Kvůli tomu byl vytvořen Bitcoin Energy Consumption Index, který nám ukazuje spotřebu energie na těžbu a běh sítě. Jeho cílem je také zvýšit povědomí o neudržitelnosti algoritmu proof-of-work, na kterém důvěra v síti zcela závisí. Graf aktualizovaný v reálném čase a původní anglický text naleznete zde. Podobný index pro ethereum zase zde.

Cože to ti těžaři dělají?

Trik je v tom, že se všichni těžaři musí shodnout na společné historii transakcí. Všichni mají za úkol připravit další ranec transakcí (rozuměj blok) pro umístění do blockchainu. Ale jen jeden z bloků, které těžaři připraví, bude do blockchainu skutečně umístěn. Náhodný výběr v distribuované síti není jednoduchý, a proto přichází na řadu algoritmus proof-of-work. Díky němu bude do blockchainu umístěn blok od prvního těžaře, který vyrobí platný blok. To se lehce řekne, ale hůře udělá – BTC protokol to těžařům zrovna neulehčuje. Obtížnost těžby je protokolem pravidelně (každých 2016 bloků – 14 dní) upravována tak, aby byl platný blok vytěžen jednou za deset minut. Jakmile konečně těžař platný blok vyrobí, informuje o tom zbytek sítě. Ostatní těžaři tento blok akceptují, jakmile ověří, že vyhovuje pravidlům sítě, a zároveň zahodí všechny bloky, na kterých oni sami pracovali. Šťastný těžař dostane odměnu za blok (v současnosti 12,5 BTC) a také transakční poplatky za transakce umístěné do tohoto bloku. Poté začne celý koloběh nanovo.

Proces nalezení platného bloku je z poměrně velké části dílem pokusu a omylu, protože těžaři dělají množství pokusů (hashů) každou sekundu, aby našli správnou hodnotu parametru bloku zvanou „nonce“. Pak doufají, že výsledný blok bude vyhovovat pravidlům sítě (není žádný způsob, jak předpovědět, jestli to tak bude). Díky tomu se těžba někdy přirovnává k loterii, kde si můžete zvolit vlastní čísla. Počet pokusů za sekundu je dán výkonností vašeho těžebního vybavení. Tato výkonnost je obvykle udávána v gigahashích za sekundu (tj. miliardách hashů). Z uvedeného je tedy asi jasné, že síť většinu energie prostě jen zbytečně vyplýtvá.

Udržitelnost

Stále se opakující těžební cyklus láká v závislosti na ceně BTC a elektřiny lidi z celého světa, aby s těžbou začali. Těžba totiž může poskytovat solidní a stabilní příjmy, takže jsou lidé ochotni kupovat stroje s velkým energetickým apetitem. Během let se tak nároky sítě na těžbu a zpracování transakcí stále zvětšují, jak roste její výkon k až absurdním výšinám. To se děje také díky současnému růstu ceny a tak se cena BTC a výkon sítě navzájem podporují v růstu. Celá bitcoinová síť má nyní větší spotřebu, než leckterý stát, jak uvedla Mezinárodní Energetická Agentura. Pokud by Bitcoin byl státem, umístil by se ve spotřebě energie následovně:

Srovnání s jinými platebními systémy

Abychom dali spotřebu energie do souvislostí, můžeme ji srovnat s jinými platebními systémy, například VISA. I když dostupnost dat pro VISA je dost omezená, dá se vyvodit, že datacentra této sítě spotřebovávají množství energie zhruba stejně velké, jako 50 000 amerických domácností. Z výkazů se lze dozvědět, že v roce 2016 zpracovala VISA asi 82,3 miliardy transakcí. S těmito čísly můžeme obě sítě srovnat a bez problémů vyvodit, že spotřeba energie na transakci v BTC je mnohonásobně větší, než spotřeba energie na transakci platební kartou VISA.

Tato čísla nejsou samozřejmě stoprocentní (není zahrnuta energie na kanceláře VISA), ale šokující rozdíl v náročnosti na energie je z nich jasně patrný. Dá se argumentovat, že jde o cenu za transakci, která nevyžaduje důvěryhodnou třetí stranu, ale jak uvidíme dále, spotřeba by zdaleka nemusela být tak vysoká.

Alternativy

Proof-of-work byl prvním v praxi funkčním algoritmem, který upravoval konsenzus v síti. Není to ale jediný funkční algoritmus. V posledních letech byly vytvořeny další, jako například proof-of-stake. S tímto algoritmem vytváří bloky vlastníci mincí a ne těžaři, proto není potřeba hladových strojů, které zvládnou obrovské množství hashů. Díky takovému uspořádání je energetická náročnost proof-of-stake daleko nižší, než je tomu u proof-of-work – už jen proto, že nejsou produkovány bloky zbytečně. Bitcoin by klidně na algoritmus proof-of-stake mohl přejít a pak by už nebyly třeba drahé těžební stroje typu ASIC. Zároveň by se zvýšila udržitelnost rozvoje. Jediným problémem je existence několika verzí proof-of-stake algoritmu a žádná z nich ještě dokonale neprošla ohněm reálného provozu. Každopádně je tato cesta do budoucna velice slibná a může Bitcoinu přinést spoustu užitku.

Model energetické spotřeby Indexu a klíčové předpoklady

Ačkoli se lze velmi snadno dopátrat hashrate celé sítě, s energetickou spotřebou je to již mnohem těžší. Neexistuje totiž žádný centrální registr těžebních strojů a jejich přesné spotřeby. V minulosti se energetická spotřeba počítala tak, že se podle prodejů odhadla spotřeba stále aktivních strojů a ta se přepočítala na GH/s. Tento přístup ale vedl k velkému rozptylu odhadů, často bez přihlédnutí k realističnosti takového odhadu z ekonomického hlediska. Bitcoin Energy Consumption Index se na problém dívá z opačné strany a to z hlediska ekonomického.

Díky rozdílným přístupům lze samozřejmě dojít k rozdílným výsledkům, ale výpočet Digiconomist dává rozhodně smysl. Parametry výpočtu byly vybrány tak, aby dávaly smysl z hlediska ekonomického, byly intuitivní a hlavně konzervativní. Skutečná výše spotřeby tak klidně může být vyšší. Nakonec úkolem tohoto indexu není poskytnout dokonale přesnou analýzu, ale uvěřitelný denně aktualizovaný odhad spotřeby, který má pevnější základy, než odhady založené na prodejích těžebního vybavení.

Index závisí na předpokladu, že náklady a výnosy těžby jsou závislou veličinou. Jelikož největší položkou nákladů těžaře jsou náklady na elektřinu, předpokládáme, že spotřeba energie musí být v korelaci s výnosy z těžby, jinak by se těžit nevyplatilo. V následující infografice je vysvětleno, jak se k takovému výpočtu dojde:

Chcete-li se o tématu dozvědět více, můžete pokračovat v angličtině na další články:

Bitcoin Consumes A Lot

Bitcoin Is Still Unsustainable

Electricity consumption of Bitcoin: a market-based and technical analysis

Proof of Work Flaws: Ethereum Lays Out Proof of Stake Philosophy

An Unsustainable Protocol That Must Evolve

Bitcoin Could Consume as Much Electricity as Denmark by 2020

Bitcoins are a waste of electricity

Bitcoin is Unsustainable

PŘIDEJTE SE DO DISKUZE