ビットコインのマイニングによる1年間の二酸化炭素排出量は340億円の価値があります。
VISAや従来の金融システムにおける非現金取引と比較して、ビットコイン取引はより多くのエネルギーを消費する必要があります。この記事の著者はDigiconomistで、律動 0x49が編纂しました。
最近、ビットコインはエネルギー消費や炭素排出の問題で国内外から広く注目を集めています。10億ドル以上を保有するテスラのCEO、イーロン・マスクも最近、マイナーが50%以上のクリーンエネルギーを使用してマイニングを行う場合、テスラはビットコインでの取引を再開すると述べました。
現在の国際環境において、炭素排出はテスラとビットコインの両方にとって非常に重要です。2020年全体で、テスラの純利益は7.21億ドルであり、炭素排出権の販売だけで15.8億ドルを得ています。
以前、最大の暗号派生商品取引所の一つであるBitMEXは、ユーザーが1ドルの手数料を支払うごとに、少なくとも0.0026ドルを炭素足跡のオフセットに寄付すると発表しました（律動注：炭素足跡とは、個人または団体の「炭素消費量」を指します）。取引所FTXは、炭素補償が暗号通貨の環境足跡に関する唯一の解決策ではないが、良いスタートであると述べました。
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、最初のマッチング価格は1トンあたり52.78元で、合計16万トンが取引され、取引額は790万元となりました。これは中国が炭素取引の第一歩を踏み出したことを示しています。
国連環境計画署が2019年に発表した報告書によると、2030年までの世界の炭素排出量は560億トンの二酸化炭素相当と予測されており、これにより世界の温暖化が1.5°Cを超える可能性があります。排出量を250億トン相当以下に減少させることができれば、世界の温暖化を1.5°C以内に抑えるチャンスがあります。
そのため、ビットコインマイニングによる炭素排出を理解することが非常に重要です。もちろん、新技術がすべて完璧であるわけではなく、ビットコインが環境に与える巨大な影響と同様に、デジタル変革の波がもたらす予期しない結果を明らかにすることに取り組むプラットフォームDigiconomistは、最近ビットコインの持続可能性と炭素排出について探る記事を発表しました。
ビットコインのエネルギー消費
最低エネルギー消費量はビットコイン全ネットワークのハッシュレートに基づいて計算され、2019年2月13日以前のデータはすべて消費電力1500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日まではAntminer S15を使用して計算され、2019年11月7日以降はAntminer S17e、2020年10月31日以降はAntminer S19 Proを使用して計算されました。
年間ビットコイン炭素足跡
単一ビットコインの炭素足跡
現在、ビットコインの炭素足跡の年換算総額は6444万トンで、セルビアとモンテネグロの炭素足跡に相当します。消費電力量の年換算総量は135.66テラワット時で、1356.6億キロワット時に相当し、スウェーデンの消費電力に相当します。また、6350トンの電子廃棄物も発生しています。上海環境エネルギー取引所の1トンあたり52.78元で計算すると、ビットコインの炭素足跡の年換算総額は約34億元に相当します。
単一ビットコインの炭素足跡の年換算総額は817.02キログラムで、VISAカードで181万回取引するか、13万時間のオンラインビデオを視聴するのに相当します。消費電力量の年換算総量は1720キロワット時で、普通のアメリカの家庭58日の電力消費に相当します。また、80.5gの電子廃棄物も発生しています。
一、ビットコインの持続可能性について
ビットコイン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機器を購入し、電力を消費する形でこのゲームに参加することを望んでいます。これにより、ビットコインネットワークの総ハッシュレートとエネルギー消費は新たな高値を更新し続けています（四川や雲南などでのマイニング撤退前に発生）。もしビットコインが国であれば、そのエネルギー消費は世界で28位にランクされています。
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。ビットコインネットワーク内でマイニングを行っているほとんどのマイニング機器が石炭発電に依存している地域にあることが、ビットコインの最大の問題かもしれません。
二、クリーンエネルギーのビットコインマイニングにおける消費エネルギーの割合は依然として低い
近年、ビットコインネットワークの炭素影響を特定することは難題となっています。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、その電力の出所も知る必要があるからです。
ビットコインマイナーの位置を通じて電力の出所を理解することは一つの方法です。もちろん、ビットコインマイナーの位置を特定することも簡単ではありません。
最初は、皆が知っているように、ビットコインマイナーは主に中国に位置しており、中国の電力網の平均排出係数は700g CO2/kWhです。この係数を使用して、ビットコインマイニングに使用される電力の炭素強度を推定できます（炭素強度とは、単位生産総値のCO2排出量を指します）。仮に、ビットコインマイニングの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すると、加重平均炭素強度は490 gCO2eq/kWhとなります。
その後、Garrick HilemanとMichel Rauchsが2017年に行ったグローバル暗号通貨ベンチマーク研究で、より詳細な情報が得られました。この研究では、ビットコインネットワークの約半分のハッシュレートを占める機器の総エネルギー消費の下限が約232メガワットであることが確認されました。中国にあるマイニング機器はその半分を占め、エネルギー消費の下限は約111メガワットです。
Garrick HilemanとMichel Rauchsの調査後のマイニング機器のエネルギー消費の詳細は以下の図に示されています。各国の電力網の炭素排出係数に対応させて計算した結果、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となりました。
三、39%のエネルギー消費が再生可能エネルギーから来ている
ユーザーの中には、特定の国の特定の地域が低炭素強度のエネルギーを提供している可能性があると指摘する人もいます。2018年、Coinsharesは中国の大部分のマイニング機器が四川にあり、安価な水力発電を利用してマイニングを行っていると述べました。しかし、その後の研究はこの主張を支持するものではありませんでした。この状況に直面して、Coinsharesの論文の主要著者は「間違いを犯した」と認めました。
具体的には、四川の雨季の発電量は乾季の3倍ですが、水力発電は持続的に発生するわけではありません。水力発電の変動により、マイナーは限られた時間内で安価な水力発電を利用することしかできません。
2019年にChristian Stollらが行ったビットコインの炭素足跡に関する研究では、IPアドレスに基づいてマイナーを特定し、地域差を考慮してビットコインネットワーク全体の加重平均炭素強度を計算した結果、480-500という値が得られ、上記の475とほぼ同じでした。
同様に、ケンブリッジ大学は2020年にビットコインマイナーの位置の時間的変化を示す図を提供しました。位置データと異なる電力網の炭素強度を色分けして埋め込むことで、以下の図のように乾季のマイニング活動の各地域の割合を得ることができます。したがって、年間で計算すると、再生可能エネルギーがビットコインネットワークに貢献する割合は依然として非常に低いです。ケンブリッジ大学の2020年のインタビューによれば、マイナーは約39%のエネルギー消費が再生可能エネルギーから来ていると述べています。
四、ビットコインとVISA、金、どちらがより多くのエネルギーを消費しているのか？
ビットコインネットワークのエネルギー消費量をより良く測定するために、VISAを参照物として使用できます。2019年、VISAは合計1383億件の取引を処理しました。VISAによると、世界中の運営活動で合計74万ギガジュールのエネルギーを消費しました。これは、VISAが消費するエネルギーが19,304のアメリカの家庭の消費量に相当することを意味します。計算によれば、1件のVISA取引の炭素足跡は0.45 gCO2eqです。
これらのデータは、現在ビットコインとVISAの間には大きな差があり、1件のビットコイン取引のエネルギー密度はVISAよりも高いことを示しています。また、両者の炭素足跡の差はさらに大きいです。
もちろん、VISAは世界の金融システムを完全に代表するものではありません。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、ビットコイン取引はより多くのエネルギーを消費する必要があります。
別の視点から見ると、ビットコインを「デジタルゴールド」と見なすことができるため、ビットコインマイニングと金のマイニングを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一定の欠陥があり、金の採掘は一時停止できるが、ビットコインマイニングは一時停止できないという点です。
五、限られたスケーラビリティが極端な炭素足跡を引き起こす
1件のビットコイン取引が過剰な炭素排出を引き起こす主な理由は、基盤となるブロックチェーンがエネルギー消費アルゴリズムに基づいているだけでなく、取引処理能力も極めて限られているからです。楽観的な見通しでは、ビットコインは年間約2.2億件の取引を処理できます。
一方、世界の金融システムは年間7,000億件以上の支払いを処理しており、VISAのような支払い提供者は毎秒65,000件以上の取引を処理できます。取引処理速度の制限により、ビットコインは主流に採用され、世界通貨または決済システムとして機能することができません。
ビットコインにとって、スケーラビリティの問題には実際の解決策がありません。一部のデジタル通貨の支持者は、ライトニングネットワークなどのLayer 2ソリューションがビットコインのスケールを拡大するのに役立つと考えていますが、このようなソリューションは明らかに大規模な送金が不可能であることと矛盾しています。資金をライトニングネットワークに移動するには、まずメインネットで資金取引を行う必要があります。
現在のネットワーク性能に基づくと、ビットコインネットワークは地球上の77億人に対して各人1件の取引を行うのに35年を要します。これまでのところ、ビットコインのスケーラビリティ問題を解決する唯一の実際的な方法は、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利用して内部取引を処理することです。しかし、これは単に車輪を再発明するだけに過ぎません。
PoWは最初に成功を証明した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、より省エネルギーなアルゴリズムであるPoSが発展しています。PoWと比較して、PoSが消費するエネルギーは無視できるほどです。推定によれば、ビットコインがPoSに切り替えれば、現在のPoWと比較して99.95%のエネルギー消費を節約できる可能性があります。
