ビットコインのマイニングは1年間で34億元相当の二酸化炭素を排出する

最近、ビットコインはエネルギー消費と炭素排出の問題で国内外で幅広い注目を集めています。 10億ドル以上の資産を持つテスラのCEO、イーロン・マスク氏も最近、マイナーがマイニングに50%以上のクリーンエネルギーを使用した場合、テスラはビットコインを使用した取引を再び許可すると述べた。

今日の国際環境において、炭素排出量はテスラとビットコインの両方にとって極めて重要です。 2020年のテスラの純利益は7億2100万ドルで、炭素排出権の販売だけで15億8000万ドルの利益を上げた。

以前、最大規模の暗号デリバティブ取引プラットフォームの1つであるBitMEXは、ユーザーが支払う1ドルごとに、少なくとも0.0026ドルを寄付してカーボンフットプリントを相殺すると発表しました（注：カーボンフットプリントとは、個人またはグループの「炭素消費」を指します）。取引プラットフォームFTXは、カーボンオフセットは仮想通貨の環境フットプリントに対処する唯一の方法ではないが、良いスタートだと述べた。

7月16日、中国の炭素排出権取引が上海環境エネルギー取引所で正式に開始された。第一マッチング価格は1トン当たり52.78元、総取引量は16万トン、取引額は790万元であった。これは中国にとって炭素取引への第一歩でもある。

国連環境計画が2019年に発表した報告書によると、世界の炭素排出量は2030年までに二酸化炭素換算で560億トンに達すると予想されており、地球温暖化が1.5℃を超える可能性がある。排出量が 25 GtE 未満に削減されれば、地球温暖化を 1.5°C に抑えられる可能性がまだあります。

このため、ビットコインのマイニングによって生成される炭素排出量を理解することが重要です。もちろん、新しいテクノロジーは常に完璧であるとは限りません。ビットコインが環境に与える甚大な影響と同様に、デジタル変革の波の予期せぬ結果を明らかにすることに特化したプラットフォームである Digiconomist は最近、ビットコインの持続可能性と炭素排出量について調査する記事を公開しました。 BlockBeats のオリジナルの翻訳は次のとおりです。

ビットコインはエネルギーを消費する

最小のエネルギー消費量は、ビットコイン ネットワーク全体の計算能力に基づいて計算されます。 2019 年 2 月 13 日より前のデータは、消費電力 1,500 ワットの Antminer S9 を使用して計算されました。 2019年2月13日から2019年11月7日まで、Antminer S15を使用して計算を行いました。計算は、2019年11月7日以降はAntminer S17e、2020年10月31日以降はAntminer S19 Proを使用して行われます。

ビットコインの年間カーボンフットプリント

ビットコイン1枚の炭素排出量

現在、ビットコインの年間二酸化炭素排出量は6,444万トンで、セルビアとモンテネグロの二酸化炭素排出量に相当します。年間電力消費量は135.66テラワット時で、1356.6億キロワット時に相当し、これはスウェーデンの電力消費量に相当します。同時に、6,350トンの電子廃棄物が発生します。上海環境エネルギー取引所の1トン当たり52.78元の価格に基づいて計算すると、ビットコインの年間炭素排出量は約34億元に相当する。

1ビットコインの年間二酸化炭素排出量は817.02kgで、これはVISA銀行カード取引181万回分、またはオンラインビデオ視聴13万時間に相当します。年間電力消費量は1,720kWhで、これは平均的なアメリカの家庭の58日間の電力消費量に相当します。同時に80.5gの電子廃棄物が発生します。

ビットコインの持続可能性について

ビットコインのマイニングはマイナーに安定した収入源を提供し続けているため、マイナーはマイニングマシンを購入し、電力を消費することでこのゲームに参加する意思があります。このため、ビットコイン ネットワークの総計算能力とエネルギー消費量は新たな高値を記録し続けています (注: これは四川省、雲南省などの地域でマイニングが廃止される前に発生しました)。ビットコインが国だとしたら、エネルギー消費量では世界第28位となるでしょう。

もちろん、大量のエネルギーを消費することがビットコインの最大の問題ではないかもしれません。おそらくビットコインにとって最大の問題は、ビットコインネットワークのマイニング設備のほとんどが石炭火力発電に大きく依存している地域に設置されていることだろう。

ビットコインマイニングで消費されるエネルギーのうち、クリーンエネルギーが占める割合は依然として比較的低い。

近年、ビットコイン ネットワークの炭素影響を判断することは難しい問題となっています。なぜなら、ビットコイン ネットワークの電力消費量だけでなく、この電力の供給源も知る必要があるからです。

電気がどこから来ているのかを知る一つの方法は、ビットコインマイナーの所在地を調べることです。もちろん、ビットコインマイナーを見つけるのは簡単な作業ではありません。

ご存知のとおり、当初ビットコインのマイナーは主に中国に拠点を置いていました。これは中国の電力網の平均排出係数が 700g CO2/kWh だったためです。この係数は、ビットコインのマイニングに使用される電力の炭素強度を推定するために使用できます (注: 炭素強度は、GDP 単位あたりの CO2 排出量を指します)。ビットコインのマイニングの 70% が中国で行われ、そのうち 30% がクリーンエネルギーを使用していると仮定すると、加重平均炭素強度は 490 gCO2eq/kWh になります。

その後、ギャリック・ハイルマン氏とミシェル・ラウクス氏による 2017 年グローバル暗号通貨ベンチマーク調査で、より詳細な情報が明らかになりました。この研究では、ビットコインネットワークの計算能力の約半分を占めるデバイスの総エネルギー消費量の下限は約232メガワットであると判明した。中国にある採掘設備は、このうち半分を占め、最小エネルギー消費量は約111メガワットです。

ギャリック・ハイルマン氏とミシェル・ラウクス氏が調査した採掘設備のエネルギー消費の内訳を下の図に示します。各国の電力網の炭素排出係数に合わせると、ビットコイン ネットワークの加重平均炭素強度は 475 gCO2eq/kWh と計算されます。

エネルギー消費の39%は再生可能エネルギーから得られている

一部のユーザーは、一部の国の特定の地域では炭素強度が低いエネルギーが供給される可能性があると述べています。 2018年、コインシェアーズは、中国のマイニングマシンのほとんどは四川省にあり、安価な水力発電を利用してマイニングしていると述べた。しかし、その後の研究ではこの主張を裏付けることはできなかった。この状況に直面して、Coinshares の論文の筆頭著者は「間違いを犯した」ことを認めた。

具体的には、四川省の雨期の発電量は乾期の3倍であるにもかかわらず、水力発電は継続的に行われていない。水力発電の変動により、鉱山労働者は限られた期間のみ安価な水力発電を利用できる。

クリスチャン・ストール氏らによるビットコインの二酸化炭素排出量に関する2019年の研究では、IPアドレスに基づくマイナーの位置が導入され、地域差を考慮したビットコインネットワーク全体の加重平均二酸化炭素排出量が計算されました。結果の値は 480 ～ 500 となり、上記の 475 とは少し異なります。

同様に、ケンブリッジ大学は同様の方法論を使用して、2020年にビットコインマイナーの所在地の変化を時系列でグラフ化しました。位置データとさまざまな電力網の炭素強度をさまざまな色で塗りつぶすことで、下の図に示すように、各地域の乾季の採掘活動の割合を取得できます。したがって、年間ベースで見ると、再生可能エネルギーのビットコイン ネットワークへの貢献は低いままです。 2020年にケンブリッジ大学が行ったインタビューによると、鉱山労働者らはエネルギー消費の約39％が再生可能エネルギー源から来ていると語った。

ビットコイン、VISA、金のうち、どれがより多くのエネルギーを消費しますか?

ビットコイン ネットワークのエネルギー消費をより正確に測定するために、VISA を参照として使用できます。 2019年に、VISAは合計1,383億件の取引を処理しました。 VISAは、全世界での事業で合計74万ギガジュールを消費したと発表した。これは、VISA が米国の 19,304 世帯と同じ量のエネルギーを消費していることを意味します。各 VISA 取引のカーボンフットプリントは 0.45 gCO2eq であると計算されています。

これらのデータは、ビットコインとVISAの間にはまだ大きな差があり、ビットコインの各取引のエネルギー強度はVISAよりも高いことを示しています。さらに、両者の二酸化炭素排出量の差はさらに大きい。

もちろん、VISA は世界の金融システムを完全に代表しているわけではありません。しかし、従来の金融システムにおける非現金取引と比較しても、ビットコイン取引にはより多くのエネルギーが必要です。

視点を変えてビットコインを「デジタルゴールド」と見れば、ビットコインのマイニングを金のマイニングと比較することができます。現在、毎年約3,531トンの金が採掘され、約8,100万トンのCO2が排出されています。ただし、このタイプの比較には、金の採掘は一時停止できるがビットコインの採掘は一時停止できないなど、特定の欠陥があります。

スケーラビリティが限られていると、二酸化炭素排出量が極端に増加する

ビットコインの各取引が過大な二酸化炭素排出量を生み出す主な理由は、基盤となるブロックチェーンがエネルギーを消費するアルゴリズムに基づいて構築されているだけでなく、取引処理能力も非常に限られているためです。楽観的なシナリオでは、ビットコインは年間約2億2000万件の取引を処理できます。世界の金融システムは毎年 7,000 億件以上の支払いを処理しており、VISA などの決済プロバイダーは 1 秒あたり 65,000 件以上の取引を処理できます。取引の処理速度が遅いため、ビットコインは世界的な通貨や決済システムとして主流に採用されることはありません。

ビットコインのスケーラビリティ問題にも、実際の解決策は存在しません。デジタル通貨支持者の中には、ライトニングネットワークなどのレイヤー2ソリューションがビットコインの規模拡大に役立つと考えている人もいるが、このソリューションは大規模な送金が不可能であるという点に明らかに矛盾している。ライトニング ネットワークに資金を送金するには、まずメインネット上で資金取引を実行する必要があります。現在のネットワーク性能では、ビットコイン ネットワークが地球上の 77 億人それぞれに対して 1 件のトランザクションを処理するには 35 年かかります。これまで、ビットコインのスケーラビリティ問題に対する唯一の実用的な解決策は、ビットコインブロックチェーンを使用するのではなく、信頼できる第三者を使用して内部でトランザクションを処理することでした。しかし、これは単に車輪の再発明に過ぎません。

PoW は、成功を証明した最初の企業向けアルゴリズムですが、唯一のアルゴリズムではありません。近年、PoS などのよりエネルギー効率の高いアルゴリズムが開発されています。 PoW と比較すると、PoS で消費されるエネルギーはごくわずかです。ビットコインが PoS に切り替わると、現在の PoW と比較してエネルギー消費を 99.95% 削減できると推定されています。