Новые финансы: блокчейн, DeFi, Web3 и криптовалюты - Пётр Юрьевич Левашов
Энергопотребление при майнинге: механизм консенсуса PoW
Добыча криптовалют, особенно тех, которые используют механизм консенсуса PoW, может быть чрезвычайно энергоемкой. PoW – это первоначальный механизм консенсуса, используемый такими сетями, как Биткоин и Ethereum (хотя последний уже перешел на PoS). Он требует от майнеров решения непростых математических задач для подтверждения транзакций и добавления их в блокчейн, причем первый майнер, добившийся результата, получает вознаграждение в виде новой криптовалюты.
Механизм PoW разработан с учетом требований к вычислениям, что обеспечивает безопасность и децентрализацию сети. Однако это требует от майнеров использования специализированного оборудования, такого как прикладные интегральные схемы (ASIC) или мощные графические процессоры (GPU), которые потребляют значительное количество электроэнергии. Со временем сложность добычи возрастает и к сети присоединяется все больше майнеров, поэтому объем энергии, необходимый для поддержания системы, растет в геометрической прогрессии.
Энергопотребление одной только сети Биткоин сравнивают с потреблением небольших стран, что вызывает обеспокоенность по поводу ее воздействия на окружающую среду. По оценкам исследователей, годовой расход энергии при майнинге биткоина может составлять от 40 до 100 тераватт-часов (ТВт/ч), что ставит его в один ряд с потребностями таких стран, как Швейцария или Аргентина.
Критики утверждают, что экологические издержки майнинга PoW неустойчивы, особенно учитывая растущий мировой спрос на чистые и возобновляемые источники энергии. Более того, электричество, используемое для майнинга, часто поступает из невозобновляемых источников, таких как уголь и природный газ, что усугубляет углеродный след криптовалютной индустрии.
Сторонники PoW, с другой стороны, утверждают, что использование энергии необходимо для обеспечения безопасности сети, а воздействие на окружающую среду должно быть сопоставлено с потенциальными преимуществами децентрализованных, безграничных финансовых систем. Они также указывают на тот факт, что многие отрасли промышленности сжигают огромные объемы электричества и что следует сосредоточиться на переходе к возобновляемым источникам энергии, а не выделять криптовалюты в отдельную категорию.
Углеродный след
Углеродный след от майнинга тесно связан с энергопотреблением, поскольку электроэнергия, используемая для майнинга, часто вырабатывается из невозобновляемых источников. Это вызвало обеспокоенность по поводу воздействия отрасли на окружающую среду.
Использование электроэнергии сетью Биткоин в значительной степени является результатом энергоемкого механизма консенсуса PoW. По оценкам некоторых исследований, ежегодные выбросы углекислого газа при майнинге биткоина составляют от 22 до 23 миллионов метрических тонн CO2. Это ставит углеродный след Биткоина на один уровень с такими странами, как Иордания или Шри-Ланка.
Ethereum – вторая по величине криптовалюта по рыночной капитализации – до своего перехода на PoS использовала механизм консенсуса PoW. Хотя потребление энергии было не такое высокое, как у Биткоина, оно все равно внесло значительный вклад в общий углеродный след. Годовое потребление электричества Ethereum оценивается примерно в 25 ТВт/ч, что приводит к выбросу примерно 12 миллионов метрических тонн CO2.
Воздействие этих двух криптовалют на окружающую среду привело к созданию более экологичных альтернатив PoW. Одной из них является механизм консенсуса PoS, значительно снижающий энергопотребление за счет замены вычислительно интенсивного процесса майнинга на систему, основанную на залоге монет. Не так давно Ethereum совершил переход на Ethereum 2.0, в результате которого изменился механизм консенсуса с PoW на PoS, а воздействие на окружающую среду уже заметно снизилось.
Чтобы уменьшить углеродный след криптовалют, некоторые майнинговые организации начали прибегать к возобновляемым источникам энергии, таким как солнечный свет, ветер, водные потоки и геотермальное тепло. Кроме того, были предложены инициативы по сокращению выбросов углерода и инвестиции в проекты «зеленой» энергетики как способы компенсации вредного воздействия, производимого майнингом криптовалют. Хотя эти усилия являются шагом в правильном направлении, отрасль в целом должна продолжать уделять приоритетное внимание устойчивому развитию и разрабатывать инновационные решения для минимизации негативного эффекта на окружающую среду.
Сравнение энергопотребления криптовалют и традиционных финансовых систем
При обсуждении воздействия криптовалют на окружающую среду очень важно сравнить их энергопотребление с теми же показателями у традиционных финансовых систем. Хотя криптовалюты подвергаются критике за высокий расход электричества, важно учесть энергопотребление традиционных банковских и финансовых систем, чтобы обеспечить всестороннее рассмотрение с расчетом на перспективу.
Традиционные финансовые системы охватывают широкий спектр операций, включая центральные и коммерческие банки, компании по обработке платежей и центры обработки данных. Эти учреждения требуют значительного количества энергии для поддержания своей инфраструктуры и обработки транзакций. Например, только на дата-центры приходится примерно 1–3 % мирового энергопотребления. Более того, энергия, необходимая для питания миллионов банкоматов, отделений банков и офисов, также вносит свой вклад в общее воздействие на окружающую среду.
Прямое сравнение энергопотребления криптовалют и традиционных финансовых систем затруднено из-за различий в масштабе, объеме транзакций и инфраструктуре. Тем не менее существует несколько исследований, где была предпринята попытка приблизительного сравнения. По оценкам одного из них, сеть Биткоин потребляет предположительно 707 кВт/ч на транзакцию, в то время как традиционная банковская система – около 100 кВт/ч. Согласно другому исследованию, энергопотребление глобальной банковской системы составляет примерно 100–140 ТВт/ч в год, в то время как Биткоина – ориентировочно 130 ТВт/ч.
Стоит отметить, что эти сравнения могут не учитывать все аспекты традиционной финансовой системы или рост принятия криптовалюты. Кроме того, энергоэффективность обеих систем может меняться по мере внедрения новых технологий и практик. Например, по мере перехода криптовалют на более экологичные механизмы консенсуса, такие как PoS, их энергопотребление может значительно снизиться.
Таким образом, криптовалюты, особенно те, которые используют PoW, оказывают значительное влияние на окружающую среду. Однако важно сравнить их энергопотребление с традиционными финансовыми системами, чтобы получить более полное понимание проблемы. Обе системы вносят свой вклад в энергопотребление, и по мере развития криптовалютной индустрии крайне важно изучать устойчивые решения и практики, которые способны принести пользу как криптовалютному, так и традиционному финансовому сектору.
Экологические дебаты: критика и контраргументы
Воздействие криптовалют на окружающую среду вызвало жаркие дебаты среди экспертов, инвесторов и политиков. Критики утверждают, что такие криптовалюты, как биткоин, потребляют чрезмерное количество энергии, что приводит к увеличению выбросов парниковых газов и способствует изменению климата. По мере роста популярности и рыночной капитализации криптовалют ожидается увеличение потребления энергии, необходимой для поддержания и защиты сетей. Подобный рост вызывает опасения относительно долгосрочной устойчивости криптовалют на основе PoW. Некоторые противники криптовалют заявляют, что ресурсы, используемые для майнинга, можно было бы перенаправить в другие области, например для научных исследований, проектов по возобновляемым источникам энергии или других социальных и экологических инициатив.
Сторонники криптовалют полагают, что воздействие на окружающую среду может быть уменьшено за счет перехода на более чистые возобновляемые источники энергии для майнинга. Многие майнинговые предприятия уже переехали в регионы с обилием гидроэлектрической, ветровой или солнечной энергии, что помогает уменьшить их углеродный след.
Конкуренция в сфере добычи криптовалюты побуждает майнеров искать наиболее энергоэффективное оборудование и оптимизировать свою деятельность для снижения затрат на электричество, что может привести к технологическим инновациям, которые принесут пользу и другим отраслям.
По мнению приверженцев криптовалют, их воздействие на окружающую среду следует сравнивать с воздействием традиционных финансовых систем, которые также расходуют значительное количество энергоресурсов через дата-центры, банковскую инфраструктуру и обработку транзакций.
Многие криптовалюты переходят на более устойчивые механизмы консенсуса, такие как PoS, которые требуют значительно меньше энергии, чем PoW. Ethereum, вторая по величине криптовалюта по рыночной капитализации, в настоящее время совершила переход на систему PoS.
Переход к устойчивым механизмам консенсуса: PoS, DPoS и не только
Экологические проблемы, связанные с механизмами консенсуса PoW, привели к разработке и принятию менее вредных альтернатив, таких как PoS, DPoS и другие инновационные механизмы консенсуса.
Доказательство доли – это механизм консенсуса, который полагается на валидаторов, владеющих определенным количеством криптовалюты и вносящих ее в качестве залога для предложения и подтверждения новых блоков в блокчейне. В отличие от PoW, который требует от майнеров решения сложных математических задач, PoS выбирает валидаторов на основе суммы криптовалюты,
