تخمین جهانی مصرف برق بیت کوین

CBCEI مصرف برق استخراج بیت‌کوین را در دنیا و به‌صورت منطقه‌ای و به تفکیک ۷۶ کشور فعال در این زمینه بررسی کرد.

کد خبر: ۵۳۷۸۲۳

۳۰ خرداد ۱۴۰۰

به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از دنیای اقتصاد؛ در این مقاله که از سوی کارشناسان معاونت برق و انرژی وزارت نیرو ترجمه شده است، سه پژوهشگر تاثیرات زیست‌محیطی شبکه بیت‌کوین را با استفاده از «داده‌های شاخص مصرف برق بیت‌کوین کمبریج» مورد محاسبه قرار داده‌اند. طبق آخرین محاسبات (آوریل ۲۰۲۱)، شبکه استخراج بیت‌کوین در سال ۱۳۲تراوات‌ساعت برق مصرف می‌کند که ۱۴۰درصد بیشتر از تخمین برق سالانه در ژوئن ۲۰۲۰ است. انرژی الکتریکی مصرف‌شده توسط استخراج‌کنندگان بیت‌کوین در ایران حدود ۵ تراوات‌ساعت در سال ارزیابی می‌شود.

این عدد بر مبنای اظهارنظرهای رسمی محاسبه شده است؛ حال آنکه براساس تخمین‌های غیررسمی، میزان مصرف برق بسیار بالاتر است؛ چراکه برق مصرفی رمزارزهای دیگر به ویژه اتریوم را نیز باید لحاظ کرد. طبق تخمین‌های صورت‌گرفته توسط کارشناسان، حدود 8 تا 10 درصد از استخراج بیت‌کوین در ایران در حال انجام است. بر اساس آخرین آمار، مجموع مصرف برق شبکه بیت‌کوین و اتریوم در جهان حدود 175تراوات‌ساعت در سال است؛ در نتیجه میزان برق استفاده‌شده از شبکه برق ایران برای استخراج بیت‌کوین حدود 14 تا 5/ 17تراوات‌ساعت تخمین زده می‌شود که حدود 8/ 4 تا 6درصد از کل مصرف شبکه برق کشور است. با لحاظ کردن حدود 3000 ساعت خاموشی ماینرهای قانونی در سال، میزان کل توان مصرفی ماینرها در شبکه برق ایران را می‌توان حدودا 1707 تا 2106 مگاوات تخمین زد. در رتبه‌بندی کشورها بر مبنای میزان آب مصرف‌شده برای استخراج رمزارز نیز، فقط آب اتلاف‌شده در نیروگاه‌های برق‌آبی لحاظ شده است. ازآنجاکه بالای 90درصد از تولید برق در ایران توسط نیروگاه‌های حرارتی صورت می‌گیرد، مصرف آب آنها نیز باید لحاظ شود. در حال حاضر در ایران سالانه چیزی حدود 128میلیون متر مکعب آب شیرین صرف خنک کردن برج‌های نیروگاه‌های حرارتی می‌شود. درنظر گرفتن آب مصرفی نیروگاه‌های حرارتی، رتبه ایران را در تخریب منابع آبی بالاتر خواهد برد. ایران به‌دلیل پرهزینه بودن برق تولیدی (حرارتی) و تخصیص یارانه قابل‌توجه به مشترکان از یک‌سو و بحران آب از سوی دیگر، به هیچ‌عنوان مکان مناسبی برای استخراج رمزارز نیست. این گزارش از سوی مرتضی آقایی، کارشناس معاونت برق و انرژی وزارت نیرو ترجمه شده و نویسندگان آن ساناز چمن‌آرا، آرمان غفاری‌زاده و کاوه مدنی هستند.

نمایی از استخراج بیت‌کوین

ارزیابی‌ها نشان می‌دهد طی یک‌سال گذشته، قیمت اغلب ارزهای دیجیتال به طرز قابل‌ توجهی افزایش یافته و به دنبال این افزایش قیمت، حجم معاملات و تعداد تراکنش‌های این ارزها نیز افزایش شدیدی را تجربه کرده است. تعدادی از شرکت‌های بزرگ اعلام کرده‌اند بخشی از دارایی‌های خود را به بیت‌کوین تبدیل کرده و حتی بیت‌کوین یا برخی دیگر از رمزارزهای محبوب را به‌عنوان یکی از روش‌های پرداخت پذیرفته‌اند که در عمل باعث افزایش اقبال و اعتماد به رمزارزها شده است.

وضعیت کنونی بیت‌کوین که بیشترین سهم از بازار رمزارزها را به خود اختصاص داده است با افزایش ناگهانی قیمت طلا در ابتدای دهه 1970 قابل مقایسه است که بحث جایگزینی طلا با بیت‌کوین را در اذهان تقویت می‌کند. با وجود این، برخلاف طلا که به دانش قبلی و دسترسی به یک منبع نیاز دارد، استخراج بیت‌کوین صرفا با یک سرمایه‌گذاری اولیه و دسترسی مطمئن به اینترنت و برق انجام می‌شود. آسانی ورود به استخراج بیت‌کوین باعث شده است که اشخاص بتوانند حتی با استفاده از برق منازل مسکونی خود نیز اقدام به استخراج آن کنند. داده‌ها نشان می‌دهد تاکنون بیش از 4500 نوع رمزارز در دنیا مورد معامله قرار گرفته است و حجم کل بازار رمزارزها در حال حاضر حدود 27/ 2تریلیون دلار است که در حال رشد است و بیشترین سهم آن متعلق به بیت‌کوین با حدود یک تریلیون دلار است.

در این میان، پردازش تراکنش‌های رمزارزها نیاز به سخت‌افزارهایی محاسباتی دارد که مسائل رمزنگاری‌شده شبکه را حل می‌کنند. این سخت‌افزارها برای عملیات اثبات کار ((Proof of Work (POW) پاداشی دریافت می‌کنند که به آن استخراج (ماینینگ) گفته می‌شود. این واحدهای محاسباتی (ماینرها) برای این کار مقدار بسیار زیادی برق مصرف می‌کنند. از آنجاکه پاداش دریافت‌شده ماینر بیش از هزینه برق مصرفی آن است، این فعالیت یک فعالیت سودده اقتصادی است که باعث رشد فزاینده مصرف برق در دنیا شده است. بر اساس تخمین‌ها، حدود یک‌میلیون ماینر در دنیا در حال فعالیت هستند.

اما مستقل از منبع تولید انرژی الکتریکی، تولید و انتقال برق برای استخراج رمزارزها تاثیرات زیست‌محیطی قابل‌توجهی از خود به جا می‌گذارد. آسیب‌شناسی‌ها نشان می‌دهد برای جبران تولید کربن ناشی از استخراج بیت‌کوین بیش از 3میلیارد درخت در مساحتی برابر با مساحت کشور انگلستان یا 5 درصد از جنگل‌های بارانی آمازون باید کاشته شود. همچنین استخراج بیت‌کوین به اندازه نیم‌میلیون برابر یک استخر المپیک یا آب مصرفی بیش از 300 میلیون نفر در جنوب صحرای آفریقا آب مصرف می‌کند. این در حالی است که اثرات محیطی (زمینی) استخراج بیت‌کوین بیش از 1412 کیلومتر مربع را شامل می‌شود که کمی بیشتر از مساحت لس‌آنجلس است.

بیت‌کوین چقدر برق می‌بلعد؟

یک دستگاه استخراج رمزارز به‌طور میانگین 5/ 1 کیلووات توان الکتریکی مصرف می‌کند که میزان انرژی مصرفی آن در طول شبانه روز به 36 کیلوات‌ساعت می‌رسد. این مقدار از سرانه مصرف برق در ایالات متحده که یکی از پرمصرف‌ترین کشورها در دنیا است، کمی بیشتر است. درحالی‌که با توسعه تکنولوژی دستگاه‌های استخراج، این دستگاه‌ها از لحاظ مصرف برق روزبه‌روز بهینه‌تر می‌شوند، افزایش 50درصدی هش‌ریت شبکه بیت‌کوین در سال اخیر نشان می‌دهد ماینرهای بیشتری به شبکه اضافه شده‌اند. مجموع توان الکتریکی مورد نیاز برای تامین برق ماینرها در 10 کشوری که بیشترین ماینرها را دارند برابر با توان مصرفی 10، 31 و 52 میلیون خانوار به ترتیب در ایالات متحده، آلمان و ژاپن است. همچنین این مقدار از 15درصد کل مصرف برق 54 کشور و 2/ 1میلیارد نفر در آفریقا بیشتر است.

مستقل از منبع تولید انرژی الکتریکی، تولید و انتقال برق برای استخراج رمزارزها تاثیرات مخرب زیست‌محیطی قابل‌توجهی از خود به جا می‌گذارد. این موضوع بازار در حال رشد ارزهای دیجیتال را تبدیل به یکی از منابع آلوده‌کننده محیط‌زیست می‌کند که تاثیرات مخرب آن به مراتب بیشتر از سایر روش‌های تراکنش دیجیتال است. به‌عنوان مثال اثری که یک تراکنش بیت‌کوین بر تولید کربن دارد برابر با اثر بیش از یک میلیون تراکنش VISA است. برآورد شده است که در کمتر از سه دهه، استفاده از بیت‌کوین به‌اندازه‌ای‌ گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کند که می‌تواند به تنهایی از توافق‌نامه پاریس مبنی بر محدود‌سازی افزایش گرمایش زمین توسط بشر تا 2 درجه سلسیوس فراتر رود. برخلاف این برآوردهای هشدارآمیز، جذابیت‌های مالی و تکنولوژیک رمزارزها، بحث‌های پیرامون اثرات مخرب زیست‌محیطی آنها را به حاشیه رانده است.

موضوع رمزنگاری به طور روزافزونی در سیستم مالی جهانی ادغام شده است. گذار جهان به اقتصاد دیجیتالی توسط دستاوردهای تکنولوژیک مزایایی دارد. اما ازآنجاکه تقاضا برای تبادلات و سرمایه‌گذاری در ارزهای دیجیتال بیشتر از همیشه درحال رشد است، جهان باید بادقت اثرات پنهان و نادیده گرفته‌شده این بخش را زیر ذره‌بین قرار دهد. اگرچه اخیرا مطالعاتی در زمینه تحلیل اثرات زیست‌محیطی ارزهای دیجیتال انجام شده است، اما هنوز عدم قطعیت‌های قابل‌توجهی پیرامون میزان این اثرات باقی مانده است. به علاوه، مطالعات گذشته فقط روی تولید کربن ناشی از استخراج بیت کوین متمرکز بوده است و اثرات مخرب آن روی بخش‌های دیگر مثل آب و زمین را که اتفاقا بخش بزرگی از کل اثرات مخرب ارزهای دیجیتال را تشکیل می‌دهند، انعکاس نداده است. برای پوشش این خلأ دانشی، در این مقاله از آخرین داده‌های شاخص مصرف برق بیت‌کوین کمبریجCambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBCE I)I استفاده شده است تا اولین تخمین جهانی از اثرات زیست محیطی (کربن، آب و زمین) استخراج بیت کوین را با توجه به متنوع بودن سبد تولید انرژی در نقاط مختلف جهان ارائه کنیم. آخرین اطلاعات دردسترس در زمان انجام این تحلیل مربوط به آوریل 2021 است. با در نظر گرفتن رشد پیوسته استخراج جهانی بیت‌کوین، نتایج این مقاله می‌تواند به‌عنوان حداقل مقادیر حاصله در سال 2021 لحاظ شود.

اگر شبکه بیت‌کوین یک کشور بود، بیست‌و هفتمین مصرف برق را در میان کشورهای دنیا داشت. برق مصرفی شبکه بیت‌کوین از مصرف برق کشورهایی مانند هلند، نروژ و آرژانتین بیشتر است. این شبکه به شدت به برق حاصل از انرژی سوخت‌های فسیلی وابسته است؛ به‌طوری‌که 69 درصد از تامین برق آن از طریق سوخت‌‌های فسیلی انجام می‌شود و در میان سوخت‌های فسیلی تامین‌کننده برق شبکه بیت‌کوین، 53درصد سهم زغال سنگ است. در نتیجه استخراج بیت‌کوین در جهان باعث انتشار 17/ 69 میلیون تن CO2eq (معادل دی اکسید کربن) می‌شود. برای جبران این مقدار دی‌اکسیدکربن، بیش از 3میلیارد درخت در مساحتی برابر با مساحت کشور انگلستان یا 5 درصد از جنگل‌های بارانی آمازون باید کاشته شود. انرژی برق‌آبی با سهمی حدود 17درصد، بزرگ‌ترین منبع تجدیدپذیر تامین‌کننده برق شبکه بیت‌کوین است. این منبع انرژی به‌دلیل تبخیر سطحی آب اثرات مخرب شدیدی بر آب دارد و بعد از منابع بیوانرژی بیشترین تأثیرات منفی بر زمین را داشته است. استخراج بیت‌کوین حدود 31/ 1 کیلومتر مربع آب مصرف می‌کند. با این آب می‌توان بیشتر از نیم‌میلیون استخر المپیک را پر کرد. این مقدار آب از آب مصرفی 300میلیون نفر در جنوب صحرای آفریقا بیشتر است. همچنین اثرات محیطی استخراج بیت‌کوین بیش از 1412کیلومتر مربع را شامل می‌شود که کمی بیشتر از مساحت لس‌آنجلس است.

رده‌بندی بیشترین مصرف‌کنندگان برق

چین به‌عنوان بزرگ‌ترین مصرف‌کننده انرژی در دنیا، به‌تنهایی 65درصد از برق مصرفی استخراج بیت‌کوین را به خود اختصاص داده است و با اختلاف نسبت به سایر کشورهای استخراج‌کننده بیت‌کوین در رده اول مصرف برق قرار دارد. مصرف برق ماینرها در چین که حدود یک‌درصد از کل مصرف برق این کشور را شامل می‌شود، بیشتر از دوبرابر مجموع مصرف برق 9کشور بعدی در رتبه‌بندی مصرف برق استخراج بیت‌کوین است. این مقدار، از مصرف برق سالانه 166میلیون نفر در جنوب صحرای آفریقا بیشتر است. لیست 10کشور اول در استخراج بیت‌کوین، شامل کشورهای در حال توسعه‌ای مانند قزاقستان، ونزوئلا و ایران می‌شود؛ کشورهایی که دارای منابع غنی نفت هستند و برق ارزان و یارانه‌ای، استخراج بیت‌کوین را در این کشورها به‌شدت سودآور کرده است. رتبه کشورها در مصرف برق، تخریب آب، تخریب زمین و تولید کربن (به‌واسطه استخراج بیت‌کوین) متفاوت است. این موضوع به‌خاطر سبد متفاوت منابع انرژی برای تولید برق در کشورهای مختلف است. استخراج بیت‌کوین در چین به‌واسطه استفاده از سوخت زغال‌سنگ در نیروگاه‌ها، سالانه حدود 13/ 48میلیون تن CO2eq را در هوا منتشر می‌کند. باید بیش از 2میلیارد درخت برای جبران این سطح از آلودگی، کاشته شود که به مساحتی برابر با مجموع مساحت کشورهای پرتغال و ایرلند یا 46هزار برابر مساحت پارک مرکزی (Central Park) در نیویورک نیاز دارد. قزاقستان که در رتبه چهارم مصرف برق استخراج بیت‌کوین قرار دارد، به‌خاطر اینکه عمده تولید برق آن از منابع سوخت فسیلی است، دومین کشور آلوده‌کننده هوا (به‌خاطر استخراج بیت‌کوین) در جهان است. قیمت برق در قزاقستان یک‌سوم قیمت برق در ایالات‌متحده است و این کشور قوانین فدرالی در مورد تشویق سرمایه‌گذاران به تأسیس مزارع استخراج بیت‌کوین وضع کرده است. تایلند جزو 10کشور مصرف‌کننده برق استخراج بیت‌کوین نیست، ولی از آنجا که 84درصد نیاز برق آن از منابع سوخت فسیلی تامین می‌شود، در تولید کربن ناشی از استخراج، در میان 10کشور اول قرار دارد. در مجموع، 10کشور اول در تولید کربن، 97درصد از کربن حاصل از استخراج بیت‌کوین در جهان را تولید می‌کنند.

رتبه‌بندی کشورها براساس اثرات استخراج بر آب، منعکس‌کننده میزان تولید برق از منابع برق‌آبی در کشورهاست. کانادا با حدود 60درصد تولید برق از منابع برق‌آبی، رتبه ششم را در میان کشورهایی که به‌واسطه تولید بیت‌کوین منابع آب را تخریب می‌کنند، دارد. ایران، کشوری که هم‌اکنون دچار بحران آب است، در میان 10کشور با بیشترین مقدار تخریب منابع آب به‌واسطه استخراج بیت‌کوین قرار دارد. با این حال، وابستگی بالای تولید برق در ایران به سوخت‌های فسیلی، باعث شده است که آسیب به منابع آبی در این کشور (به‌واسطه استخراج بیت‌کوین) کمتر از کشورهایی مانند کانادا و نروژ (که بیشتر برق‌شان را از منابع برق‌آبی تولید می‌کنند)، نمود پیدا کند و از لحاظ تولید کربن در رتبه بالاتری قرار گیرد. پاراگوئه کشور دیگری است که تولید برق زیادی از منابع برق‌آبی دارد و در این لیست مشاهده می‌شود. از سوی دیگر آلمان که رتبه هشتم مصرف برق برای استخراج‌ بیت‌کوین و رتبه هفتم تولید کربن از آن را در اختیار دارد، به‌خاطر کم بودن سهم برق‌آبی‌ها در تولید برق در این کشور، در لیست 10کشور مخرب منابع آبی مشاهده نمی‌شود. روی‌هم‌رفته، 10کشوری که در این لیست قرار دارند، 94درصد تخریب منابع آبی استخراج بیت‌کوین را انجام می‌دهند.

در رتبه‌بندی مصرف برق، تایلند، ایتالیا و فنلاند حضور ندارند، اما این سه کشور در رتبه‌بندی 10کشور اول در اثرات استخراج بیت‌کوین بر زمین مشاهده می‌شوند که این موضوع به‌خاطر سهم زیاد منابع انرژی که به زمین وابسته‌اند (مانند بیوانرژی) در تولید برق این کشورهاست. درمجموع 95درصد اثرات ناشی از استخراج بیت‌کوین بر زمین ناشی از عملکرد این 10کشور است.

اثرات مخرب زیست‌محیطی استخراج رمزارز و توزیع ناهمگون آن در دنیا، هزینه‌های نگران‌کننده یک اقتصاد نوآور ولی «ناپاک» را آشکار می‌کند. این نگرانی زمانی تشدید می‌شود که درمی‌یابیم اغلب کشورهای موجود در لیست کشورهایی با بیشترین حجم استخراج رمزارز، دارای سرانه تولید ناخالص ملی (GDP) کمتر از میانگین جهانی هستند و درحال‌حاضر با مسائل عدالت اقتصادی و اجتماعی دست‌وپنجه نرم می‌کنند. فعالیت‌های ماینینگ قانون‌گذاری‌نشده و خارج از حوزه مالیات که فقط با انگیزه‌های مالی و سودآوری انجام می‌شود، نابرابری در این حوزه‌ها را افزایش می‌دهد و تاثیرات زیست‌محیطی ماندگاری خواهد داشت. در نتیجه مداخله فنی و علمی برای سیاستگذاری سریع‌تر در این حوزه با هدف کاهش این آسیب‌های فرامرزی و فرانسلی با پیامدهای قابل‌توجه عدالت زیست‌محیطی پیشنهاد می‌شود.

ماهیت فعالیت استخراج رمزارزها به‌گونه‌ای است که به‌سختی قابل ردیابی هستند. این موضوع سیاستگذاری بازار رمزنگاری‌‌شده‌ها و باری که بر شبکه برق تحمیل می‌کنند را دشوار می‌کند. ایران عامل اصلی خاموشی‌های ژانویه 2021 را فعالیت غیرمجاز و مخفیانه مزارع استخراج رمزارز دانسته است. در فوریه 2021 موردی در آلمان شناسایی شد که بیش از 1700بیت‌کوین (معادل 85میلیون دلار با بیت‌کوین 50هزار دلاری) را از طریق کامپیوتر افراد دیگر بدون اطلاع آنها استخراج کرده بود.

باید قوانینی در سطوح ملی و جهانی در جهت شفاف‌سازی استخراج رمزارزها تصویب شود. این قوانین باید با ابزارهای تنظیم‌گری و مالی مناسبی همراه باشند (به‌عنوان مثال، افزایش تعرفه برق استخراج رمزارزها، وضع مالیات بر تراکنش‌ها و درآمد رمزارزها، الزام توکن‌های بلاک‌چین به جبران کربن تولید شده، ممنوعیت استخراج رمزارز با استفاده از منابع انرژی ناپاک، کمپین واگذاری ارز رمزنگاری‌شده غیردوستدار محیط‌زیست) تا هزینه‌ها و آسیب‌های زیست محیطی بازار رمزارزها را محدود و جبران کند و وابستگی آن به انرژی‌های ناپاک را کاهش دهد (که شامل غیرتجدیدپذیرها با انتشار کربن بالا و تجدیدپذیرهایی که به منابع آبی و زمین آسیب می‌رسانند می‌شود).

از آنجا که رمزارزهای محبوب دیگری وجود دارند که انرژی بالایی مصرف می‌کنند و از طرف دیگر کربن تنها اثر منفی زیست‌محیطی استخراج رمزارزها نیست، موضوع مطالعات آینده باید جامع‌تر و فراگیرتر از کربن و بیت کوین باشد. تخمین‌ دقیق تاثیرات استخراج رمزارزها بر محیط‌زیست و روند رشد آنها در آینده، پیش‌نیاز بازار رمزنگاری‌شده پایدار هستند. دانش و در دسترس بودن چنین تخمین‌هایی برای دو گروه حیاتی است: 1) سیاستگذاران برای سیاستگذاری و 2) اشخاص حقیقی و حقوقی تا بتوانند اثرات زیست‌محیطی سرمایه‌گذاری خود را به حداقل کاهش دهند و از دارایی‌های مالی و اعتبار خود در مقابل خطرات این تحول که ناشی از تغییرات بازار و تغییرات سیاست‌ها (به دلیل مقابله جهان با تغییرات آب‌و‌هوایی) و همچنین خطرات فیزیکی ناشی از در دسترس بودن منابع است (به‌عنوان مثال آب یا ذخیره انرژی)، حفاظت کنند.