Miljöboven bitcoin – kryptovalutorna konsumerar allt mer energi

2018-10-31 06:00  

En vanlig dag drar de största kryptovalutorna mer el än Nederländerna enligt en beräkning. Tekniken bakom bitcoin har blivit en tickande miljöbomb.

– Kolla hur bitcoin fungerade i december förra året. Du fick i praktiken betala 50 dollar för att ens kunna utföra en transaktion. Det är inte gångbart för ett betalmedel, så vi slösar massiva mängder energi på en valuta som bara kan användas av spekulanter, säger Alex de Vries.

Han är anställd som expert på blockkedjeteknik på konsultfirman PwC och driver sedan fyra år tillbaka bloggen Digiconomist som kretsar kring kryptvalutor i allmänhet och bitcoin i synnerhet.

Bloggen har fått enormt genomslag sedan han började ställa bitcoins energikonsumtion i förhållande till hela länder. Enligt hans index drar nätverket bakom bitcoin i dag mer el än hela Österrike – över 73 terawattimmar om året.

Läs mer: Warren Buffett: Bitcoin är som råttgift

Miljöengagemanget började när Alex de Vries snubblade över en artikel som publicerades på tekniksajten Motherboard sommaren 2015. En reporter försökte göra en uppskattning av hur mycket el som nätverket konsumerade och kom fram till en omskakande siffra: två bitcoin-transaktioner drar lika mycket el som två genomsnittliga amerikanska hushåll använder under ett dygn.

– Jag blev ärligt talat förvånad. Det var ett så stort tal, så varför skrev ingen om det här problemet? Jag började leta fler källor, men alla var flera månader gamla och utvecklingen av bitcoin gick så fort att de redan kändes förlegade. Det fanns inget sätt att följa utvecklingen i realtid, säger Alex de Vries.

Det finns förstås goda skäl till det. När bitcoin dök upp på nätet för snart tio år sedan omfamnades valutan av libertarianer och cyberpunkare som ville ha ett betalsystem som varken stater eller storbankerna hade inflytande över. Det låg förstås rätt i tiden strax efter finanskrisen 2008 där storbanker i flera länder kollapsade, och intresset växte sakta för den nya valutan.

Finns miljövänliga alternativ

För att utvinna nya bitcoin kopplar du upp en dator mot nätverket och löser komplicerade matematiska problem. Att skapa bitcoin kallas för ”mining”, som i gruvdrift, och konceptet med att lösa krångliga formler kallas för ”proof-of-work”. Du kan läsa mer om tekniken i en artikel som Ny Tekniks reporter Peter Ottsjö skrev förra året.

I bitcoins underliggande mjukvara finns en funktion som gör de matematiska problemen svårare att lösa ju fler datorer som kopplar upp sig mot nätverket. Därmed krävs ständigt mer datorkraft för att gräva fram nya digitala pengar. När bitcoin lanserades räckte det med en kraftfull speldator i källaren hos en tidig entusiast för att få en del av kakan. I dag är gruvarbetarna företag som fyller datacenter med specialbyggda datorer som gräver dygnet runt.

Den här stegrande användningen av datorkraft finns bara i kryptovalutor som använder proof-of-work, som bitcoin. Lösningar som använder den bakomliggande tekniken blockkedjan dras inte med samma problem.

– Företag som är intresserade av blockkedjan frågar ofta om de kommer att behöva använda lika mycket el som bitcoin. Jag säger alltid att det inte är så. Det här är mjukvara, de kan plocka ut proof-of-work och ersätta med ett mer miljövänligt alternativ, säger Alex de Vries.

Så räknar man ut energikonsumtionen

Företagen som livnär sig på att gräva bitcoin är allt annat än transparenta med sin verksamhet och delar sällan med sig av sina elräkningar. Men det finns vägar att göra en kvalificerad uppskattning. Den enklaste är att kolla hur många beräkningar, eller hashar, datorerna i bitcoin-nätverket gör varje sekund. Sedan räknar du hur mycket energi som går åt för att göra de beräkningarna.

Det är en snårig metod. Hur många beräkningar en dator klarar av kan variera vilt. II en forskningsrapport på ämnet som Alex de Vries publicerat i tidskriften Joule konstaterar han att en Antimer S9, en toppmodern specialkonstruerad dator för att bryta bitcoin, kan lösa 14 tusen miljarder hashar i sekunden – lika många som en halv miljon spelkonsoler av modell Playstation 3. Men där en Antminer drar 1 372 watt skulle spelkonsolerna konsumera 40 megawatt.

Det är förstås att dra situationen till sin spets. Men det illustrerar hur svårt det kan vara att beräkna energikonsumtion utifrån hårdvaran. Alex de Vries använder ändå den här modellen för att räkna ut ett absolut minimum för hur mycket energi som bitcoin konsumerar genom att räkna med att alla som gräver kryptovaluta använder just en relativt energisnål Antminer S9.

– Men då ingår inte heller andra saker som drar ström, som kylningen. Om du fyller en lokal med maskiner kommer de att generera enorm värme – och det är bara en av många faktorer som kan spela in, säger Alex de Vries.

Läs mer: Det här kan vara genombrottet blockkedjan har väntat på

Så för att få en bättre uppskattning valde han att angripa problemet som den ekonom han är.

– Det här är nästan en ideell miljö för att använda ekonomiska teorier. Så länge det kostar mindre än en bitcoin att skapa en bitcoin kommer folk att fortsätta att ansluta fler maskiner till nätverket – och om det blir olönsamt kommer de att ta bort dem, säger Alex de Vries.

Med den insikten började en formel ta fart, i faktarutan längst ned i artikeln kan du läsa hur den ser ut.

När Alex de Vries lanserade sitt Bitcoin Energy Consumption Index i början av 2017 kunde man enligt hans uträkning se att datacentren som grävde bitcoin världen över konsumerade dryga 9,5 terawattimmar om året. Det betyder att om bitcoin-nätverket vore ett land skulle det vara på topp 100-listan över de största energikonsumenterna.

Allt mer energi går åt till att driva nätverket

Siffran har mångdubblats sedan dess till 73 terawattimmar. Inte minst på grund av den enorma prisökningen för bitcoin och andra kryptovalutor under 2017. Bitcoin har stadigt tagit kliv uppåt på listan och passerat Irland, Danmark och nu senast Österrike på listan över största energikonsumenter. I dag uppskattar Alex de Vries att bitcoin legat på plats 39 om det varit ett land, mellan Österrike och Filippinerna, och står för runt 0,33 procent av världens samlade energianvändning.

Alex de Vries själv tror att hans uträkning kan vara i det försiktigaste laget. Även om kortsiktig ekonomisk vinning är det viktigaste målet för de flesta som gräver nya bitcoin finns det andra som struntar i hur mycket el de konsumerar.

De som vill använda bitcoin för att göra anonyma köp kanske tycker det är värt förlusten. Om du växlar till dig bitcoin mot kronor eller dollar kommer bitcoin-börsen du handlar hos kunna koppla dig till transaktionerna om polisen knackar på och frågar. Men har du själv grävt fram pengarna är de i stort sett omöjliga att spåra. Sedan finns spekulanterna som är övertygade om att kryptovalutan kommer att fortsätta öka i värde – och de rent kriminella.

– Tidigare i år såg vi hur en stor bitcoingruva i Ryssland stal elektricitet från kraftnätet för att driva tusentals datorer. Vi vet inte hur mycket den typen av verksamhet påverkar helheten, men det betyder att den faktiska konsumtionen kan vara högre än vad indexet visar, säger Alex de Vries.

”Det gav mig verkligen huvudvärk”

Samtidigt används valutan väldigt sparsamt. I dag görs bara ett par hundra tusen transaktioner varje dag, och många av dem tros vara investerare som köper eller säljer bitcoin i spekulationssyfte.

Om du delar energiåtgången för bitcoinnätverket med antalet transaktioner kan man konstatera att en bitcoinöverföring enligt de Vries-modell ”kostar” 819 kWh. Det är lika mycket som drygt 27 amerikanska snitthushåll konsumerar på ett dygn.

Bitcoin var först med proof of work, men fler kryptovalutor använder konceptet. Ethereum är den näst största valutan efter bitcoin, och dras med precis samma problem.

Det blev absurt inte minst under förra hösten. Några utvecklare byggde ett spel som gick ut på att samla på kattungar och använde ethereum-pengar som spelmarkörer. När värdet på valutan rusade som mest var dessa cryptokittens den mest populära tillämpningen av ethereum.

– Det gav mig verkligen en huvudvärk. Använder vi verkligen ett helt lands energibehov till att samla digitala kattungar? Är det dit världen har kommit?, undrar Alex de Vries.

”Kryptovalutorna drar mer ström än Nederländerna”

Börjar man räkna samman de ekologiska fotavtrycken från de största kryptovalutorna blir resultatet svindlande. Tim Swanson, författare och grundare till analysfirman Post Oak Labs, använder en liknande metod som Alex de Vries för att räkna fram en minsta energinivå som krävs för att hålla de fem valutorna bitcoin, bitcoin cash, ethereum, litecoin och monero flytande.

”Sammantaget konsumerar de här fem nätverken lika mycket elektricitet som Nederländerna, speciellt när du börjar ta in de enorma mängderna elektronikskrot som bildas av uttjänta datorer, och elektriciteten och råmaterialet som krävs för att bygga dessa. Kanske är siffran till och med högre om du räknar in markanvänding, arbetskraft, underhåll, transporter och annat”, skriver Tim Swanson i ett blogginlägg han publicerade i augusti.

Läs mer: Halv miljard i Bitcoin stals vid hackerattack

Han konstaterar samtidigt att Nederländerna är en av de största ekonomierna i världen och genererar 825 miljarder dollar varje år, medan bitcoin och andra kryptovalutor inte tillför särskilt mycket värde alls till samhället.

”Utvecklingen från industrialiseringens början på 1700-talet till i dag handlar att mänskligheten har kunnat producera allt fler saker för varje enhet energi. Kryptovalutor som bygger på proof-of-work fungerar precis tvärtom […] i takt med att värdet på valutorna ökar får gruvbrytarna mer incitament att använda mer energi”, skriver Tim Swanson.

Fossil energi driver gruvorna

Nästa fråga är förstås var energin kommer ifrån. Koldioxidutsläppen från en bitcoin-gruva kan så klart variera enormt beroende på om den drivs med brunkol eller vindkraft. Därmed blir det svårt att säga exakt hur mycket utsläpp som kommer från nätverket, men vi vet att en stor del av gruvorna finns i Kina där en stor del av elproduktionen bygger på fossila bränslen.

I dagarna publicerade University of Hawaii en artikel i tidskriften Nature Climate Change där forskarna uppskattar att bitcoinnätverket orsakade 69 miljoner ton i koldioxidutsläpp under 2017. Det är mer än hela Sverige som enligt Naturvårdsverkets preliminära siffror släppte ut dryga 52 miljoner ton koldioxid under samma period.

Den amerikanska studien varnar för att bitcoinnätverket på egen hand skulle kunna krossa tvågradersmålet om utsläppen fortsätter öka i samma takt och valutan slår igenom på bred front. Artikeln har dock mött mot mothugg som i grova drag går ut på att forskarna gör ett antal antaganden som är långt ifrån säkra.

Om deras uträkningar stämmer kvarstår i alla fall ett faktum: bitcoinnätverket släpper redan ut stora mängder koldioxid.

Förnyelsebar energi inte självklart val

Att driva bitcoingruvorna med förnyelsebar i stället för fossil energi är inte självklart ett bra alternativ menar Alex de Vries.

Han yfter den kanadensiska delstaten Quebec som exempel. Tack vare god tillgång till vattenkraft är energipriserna bland de lägsta i Nordamerika. Det har fått kryptogrävarna att flocka sig och anströmningen av bolag har blivit något av en het potatis i lokalpolitiken. Den gröna elen som går åt till att driva bitcoingruvorna skulle kunna användas till att driva industrier som skapar jobb eller exporteras till andra delar av Kanada och USA menar kritikerna.

– Visst, det låter fint med att gräva kryptvaluta på förnybar energi, men jag undrar om det inte finns bättre saker att använda den energin till? Den bästa lösningen borde vara att använda mindre energi, säger Alex de Vries.

Eftersom bitcoin är en helt decentraliserad valuta kan ingen dra ut sladden och stoppa experimentet. En lösning måste komma inifrån, och den kräver grundläggande förändringar i mjukvaran som definierar bitcoin och andra proof of work-valutor.

– Den bästa lösningen är att uppgradera protokollen som ligger bakom med en bättre algoritm. I slutänden är bitcoin ändå bara mjukvara, den går att uppgradera, säger Alex de Vries.

Läs mer: Bitcoin faller hårt efter ny hackerattack

När det gäller ethereum finns redan långt gångna planer på att byta ut proof of work mot en annan, mindre energikrävande mekanism. Kryptovalutan och betalsystemet ripple är ett exempel på ett framgångsrikt alternativ som bygger på blockkedjan men inte kräver några avancerade och energikrävande matematiska beräkningar.

Alex de Vries hoppas att även bitcoin kan gå den vägen på sikt. Men det kräver att de tunga spelare som bestämmer nätverkets framtid går med på att förändra sin valuta.

– Det första steget är att uppmärksamma problemet som jag gör. Det måste finnas tillräckligt med påtryckningar mot nätverket för att de ska gå med på att göra ändringar i protokollet, säger Alex de Vries.

Formeln bakom energiuträkningen

Alex de Vries använder en formel i fyra steg för att räkna ut hur mycket energi som bitcoinnätverket konsumerar. Som framgår i artikeln är det ett uppskattat värde.

1. Först räknar han ut hur stora intäkterna är för företagen som bryter bitcoin. Det är ganska lätt att räkna ut eftersom ett förutbestämt antal bitcoin genereras varje dag.

2. Sedan gör han en uppskattning av hur stor del av intäkterna som företagen har råd att lägga på att betala elräkningen. Han uppskattar att siffran ligger på 60 procent av intäkterna.

3. Nästa steg är att räkna ut hur mycket gruvföretagen betalar per kilowattimme. Alex de Vries uppskattar att det i genomsnitt ligger på cirka fem cent.

4. Till sist konverterar han utgifterna till kilowattimmar och kommer då fram till en siffra för bitcoinnätverkets totala elkonsumtion.

För en detaljerad genomgång av hur Alex de Vries index fungerar kan du läsa hans artikel Bitcoin's growing energy som publicerats i tidskriften Joule.

Simon Campanello

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt