Bitcoin jest największą kryptowalutą świata pod względem wartości rynkowej — i jedną z najbardziej energochłonnych sieci obliczeniowych na planecie. Jego apetyt na energię elektryczną wynika z mechanizmu Proof of Work, procesu kopania, który zabezpiecza sieć. Górnicy nieustannie uruchamiają wydajne komputery, aby walidować transakcje i zdobywać nowo wytworzone monety, a te nieprzerwane obliczenia pochłaniają ogromne ilości prądu.

Niniejszy artykuł zestawia najnowsze dostępne dane dotyczące śladu środowiskowego Bitcoina, obejmujące zużycie energii elektrycznej, emisje dwutlenku węgla, zużycie wody i odpady elektroniczne, a także porównania z tradycyjnymi systemami płatniczymi i innymi branżami.

Zużycie energii przez Bitcoina w pigułce

Sieć Bitcoina zużywa szacunkowo 204,44 terawatogodziny (TWh) energii elektrycznej rocznie — to mniej więcej tyle, ile wynosi roczne zużycie prądu w Tajlandii, kraju liczącym 72 miliony mieszkańców. Dla porównania: Finlandia zużywa około 85 TWh rocznie, a Węgry około 43 TWh. Szacowane zużycie Bitcoina jest ponad dwukrotnie wyższe od fińskiego i blisko pięciokrotnie wyższe od węgierskiego — mimo że sieć nie zasila żadnych domów, fabryk ani miast.

Dane pochodzą z Bitcoin Energy Consumption Index (BECI), który śledzi zużycie energii przez sieć za pomocą modelu ekonomicznego. Indeks zakłada, że dochody górników i koszty energii elektrycznej zmieniają się w parze: gdy górnicy zarabiają więcej, mogą pozwolić sobie na uruchomienie wydajniejszych maszyn, co podnosi łączne zużycie.

Zamiast pojedynczej wartości model generuje przedział. Dolna granica to 82,45 TWh przy założeniu najlepszej możliwej wydajności sprzętu,omiast górna granica sięga 309,35 TWh przy starszym, mniej wydajnym sprzęcie. Szacunek środkowy, wynoszący około 160–204 TWh, uznawany jest za najbardziej wiarygodną wartość dzienną.

Zużycie energii przez Bitcoina po raz pierwszy przyciągnęło szeroką uwagę publiczności około 2017 roku, gdy jego cena gwałtownie wzrosła, a kopanie szybko się rozszerzało. W szczycie na początku 2022 roku zużycie energii przez sieć według niektórych szacunków przejściowo przewyższyło poziom Finlandii. Od tego czasu wartości wahały się wraz z ceną Bitcoina, co potwierdza bezpośredni związek między nimi.

Wydajność sprzętu kopczego wynosi obecnie szacunkowo 17,01 dżula na terahesz (J/TH). Najwydajniejsze maszyny pracują z poziomem około 9,50 J/TH, podczas gdy starsze jednostki mogą osiągać 30 J/TH lub więcej. Łączne zapotrzebowanie sieci na moc szacowane jest na 18,35 gigawata (GW).

To zapotrzebowanie nie jest stałe. Gdy ceny rosną, kopanie staje się bardziej opłacalne, przyciąga więcej górników i podnosi zużycie; gdy ceny spadają, mniej wydajni górnicy wyłączają sprzęt, a zużycie energii maleje.

Ślad węglowy Bitcoina

Łączny ślad węglowy Bitcoina szacowany jest na 114,03 miliona ton CO2 (Mt CO2) rocznie — mniej więcej tyle, ile wynoszą roczne emisje Czech jako kraju.

Pojedyncza transakcja Bitcoin generuje szacunkowo 465,63 kilograma CO2. Dla porównania: jedna transakcja Visa produkuje około 0,45 grama. Jedna transakcja Bitcoin generuje więc tyle samo dwutlenku węgla co około 1 031 993 transakcji Visa — czyli odpowiada 77 605 godzinom oglądania YouTube.

Emisja dwutlenku węgla w przeliczeniu na wytwarzaną energię w miksie energetycznym Bitcoina rośnie. Badanie opublikowane w 2022 roku w czasopiśmie Joule wykazało, że średnia intensywność emisyjna wzrosła z 478,27 grama CO2 na kilowatogodzinę (gCO2/kWh) w 2020 roku do 557,76 gCO2/kWh w sierpniu 2021 roku.

Zmiana ta nastąpiła po chińskich represjach wobec kopania Bitcoina wiosną 2021 roku. Przed zakazem chińscy górnicy korzystali w znacznym stopniu z energii hydroelektrycznej w sezonach deszczowych. Po przeniesieniu się do Stanów Zjednoczonych i Kazachstanu przeszli na energię z węgla i gazu, co podniosło ogólną intensywność emisyjną sieci. Udział odnawialnych źródeł energii w miksie kopania spadł z 41,6% przed zakazem do 25,1% tuż po nim — to jeden z najwyraźniejszych przykładów, jak decyzja polityczna w jednym kraju może szybko zmienić globalny koszt środowiskowy kopania.

Bitcoin kontra tradycyjne systemy płatnicze

Pojedyncza transakcja Bitcoin zużywa szacunkowo 834,82 kilowatogodz (kWh) energii elektrycznej — to wystarczy, by zasilać przeciętne amerykańskie gospodarstwo domowe przez 28,61 dnia.

Visa obsłużyła w 2019 roku 138,3 miliarda transakcji, zużywając 740 000 gigadżuli energii na wszystkie swoje globalne operacje, co daje około 0,00149 kWh na transakcję. Jedna transakcja Bitcoin zużywa tyle energii, co 561 675 transakcji Visa.

Różnica w emisjach jest jeszcze większa. Bitcoin emituje około 465,63 kg CO2 na transakcję wobec 0,45 grama w przypadku Visy. Po uwzględnieniu czystszego miksu energetycznego Visy jedna transakcja Bitcoin ma ślad węglowy równy ponad milionowi transakcji Visa.

Porównanie to nie jest jednak proste. Zużycie energii przez Bitcoina nie zależy od liczby obsługiwanych transakcji, lecz od rentowności kopania. Nawet gdyby nikt nie używał Bitcoina do płatności, górnicy zużywaliby mniej więcej tyle samo prądu. Koszt energii na transakcję jest wysoki przede wszystkim dlatego, że liczba transakcji jest bardzo niska.

Blockchain Bitcoina jest ograniczony do około 7 transakcji na sekundę — około 220 milionów rocznie w idealnych warunkach. Globalny system finansowy obsługuje ponad 700 miliardów płatności cyfrowych rocznie, a sama Visa jest w stanie przetworzyć ponad 65 000 transakcji na sekundę w szczycie. Łączna teoretyczna roczna przepustowość Bitcoina to zaledwie 0,03% globalnego wolumenu płatności cyfrowych. Przekraczają go kraje o skromnych systemach płatniczych: Węgry obsługują na przykład ponad 300 milionów płatności elektronicznych rocznie, co oznacza, że Bitcoin musiałby przeznaczyć całą swoją roczną przepustowość wyłącznie na obsługę Węgier, nie zostawiając nic dla reszty świata.

Kwestia odnawialnych źródeł energii

Nie całe kopanie Bitcoina opiera się na paliwach kopalnych. Badania analityka ESG Daniela Battena wykazały, że ponad 52% kopania Bitcoina korzysta obecnie z odnawialnych źródeł energii.

Energia hydroelektryczna jest największym pojedynczym źródłem, stanowiącym 23,12% miksu energetycznego, a następnie energia wiatrowa z 13,98%. Energia słoneczna dostarcza 4,98%, a inne odnawialne źródła 2,40%, co daje łączny udział odnawialnych na poziomie 52,40%. Źródła jądrowe i nieodnawialne odpowiadają za 7,94%. Pozostałe około 47,6% pochodzi z paliw kopalnych — głównie węgla i gazu ziemnego w Stanach Zjednoczonych i Kazachstanie, które stały się największymi regionami kopania Bitcoina po tym, jak chińskie represje z 2021 roku wypędziły górników z Chin.

Udział odnawialnych źródeł gwałtownie spadł po tym zakazie. Wcześniej odnawialne stanowiły szacunkowo 41,6% miksu, częściowo dzięki taniej chińskiej energii hydroelektrycznej w sezonie deszczowym. Odsetek spadł do 25,1% bezpośrednio po zakazie, a następnie odbudował się w miarę przyjmowania przez górników czystszych rozwiązań.

Barierą strukturalną ograniczającą zakres odnawialnych źródeł jest charakter ich działania. Górnicy Bitcoina potrzebują stałego zasilania, godziny na dobę, 365 dni w roku, podczas gdy odnawialne źródła, takie jak wiatr i słońce, są zmienne i nie zawsze wytwarzają energię, gdy istnieje na nią popyt. Gdy produkcja odnawialna spada, górnicy korzystają z dostępnego zasilania rezerwowego — a w większości regionów jest to paliwo kopalne. Recenzowany artykuł w czasopiśmie Joule pt. „Renewable Energy Will Not Solve Bitcoin's Sustainability Problem