Skalowanie sieci blockchain zwiększa presję na produkcję energii

Przeciętny inwestor, skupiający się na doniesieniach płynących z rynków crypto i śledzący cenowe wykresy kryptowalut, nie zastanawia się zazwyczaj nad procesami w tle umożliwiającymi wykonywanie milionów transakcji. Tymczasem, mechanizm Proof of Work wymaga ogromnej mocy obliczeniowej. Według Cambridge Centre for Alternative Finance sieć Bitcoin zużywa rocznie od 90 do 140 TWh energii, co można porównać z rocznym zużyciem prądu przez kraje takie jak Argentyna czy Holandia. Globalne zużycie energii przez wszystkie sieci oparte na intensywnym wydobyciu przekracza 160 TWh rocznie.

Takie liczby mogą robić wrażenie i są bezpośrednim skutkiem rosnącej trudności obliczeń związanej z wydobyciem tokenów. Gdy rośnie liczba górników, konkurencyjność sieci wymusza zwiększanie mocy sprzętowej. Nowe generacje układów ASIC są coraz wydajniejsze, ale pobór energii również wzrasta. Dla systemów energetycznych oznacza to konieczność zapewnienia stabilnego, nieprzerwanego zasilania dla ogromnych klastrów komputerowych, które pracują 24 godziny na dobę.

Rozwój kopalni kryptowalut destabilizuje lokalne sieci energetyczne

Jednym z największych problemów są lokalne przeciążenia sieci energetycznej. Górnicy często instalują farmy w miejscach z relatywnie tanim prądem, jednak nie oznacza to, że sieć została zaprojektowana do obsługi tak dużego i ciągłego zapotrzebowania. Według danych amerykańskiej Energy Information Administration działalność kopalni kryptowalut w niektórych regionach USA zwiększyła lokalne zużycie energii o 3–6 procent, co doprowadziło do przeciążeń infrastruktury i częstszych awarii transformatorów.

W innych krajach problem jest jeszcze większy. W Kazachstanie, po gwałtownym napływie górników w latach 2020–2021, zużycie energii wzrosło o ponad 8 procent w skali roku, co doprowadziło do przerw w dostawach prądu i konieczności szybkiej modernizacji sieci przesyłowych. Podobne wyzwania pojawiły się w niektórych regionach Kanady i Chin, gdzie intensywne wydobycie prowadziło do lokalnych blackoutów lub konieczności reglamentowania energii odbiorcom indywidualnym.

Zapotrzebowanie na chłodzenie sprzętu pogłębia problem energetyczny

Wydobycie kryptowalut generuje ogromne ilości ciepła. Jedna koparka ASIC pobiera od 2 do 3 kW mocy, a duże farmy składają się z tysięcy takich urządzeń. Oznacza to, że ich chłodzenie staje się kluczowym czynnikiem, który należy uwzględnić w kosztach wydobycia. Międzynarodowa Agencja Energetyczna szacuje, że systemy chłodzenia mogą podnosić całkowity pobór energii farm wydobywczych o dodatkowe 20–40 procent. W praktyce oznacza to, że jeśli farma zużywa 50 MW energii na same obliczenia, to chłodzenie może wymagać kolejnych 10–20 MW.

Jak nietrudno się domyślić, w regionach o gorącym klimacie koszt chłodzenia rośnie jeszcze bardziej. Wysoka temperatura otoczenia sprawia, że standardowe systemy wentylacyjne przestają być skuteczne, co wymusza wdrażanie bardziej zaawansowanych rozwiązań. Te instalacje, choć działają efektywniej, zwiększają zarówno koszty energii, jak i wymagania techniczne dotyczące infrastruktury. To kolejny element presji na lokalne sieci energetyczne.

Czy przejście z Proof of Work na Proof of Stake rozwiązuje problem?

Wielu ekspertów uważa, że zmiana mechanizmu konsensusu mogłaby odciążyć sektor energetyczny. Przykładem jest sieć Ethereum, która po przejściu na Proof of Stake zmniejszyła zużycie energii o około 99,95 procent. Przed zmianą pobierała ponad 20 TWh rocznie, a po aktualizacji konsumuje mniej niż gospodarstwo domowe średniej wielkości. To pokazuje, że alternatywne rozwiązania istnieją i mogą działać skutecznie.

Jednak przejście całego sektora na modele mniej energochłonne nie jest proste. Bitcoin, największa i najbardziej rozpoznawalna kryptowaluta, jest głęboko związany z Proof of Work i zmiana tego fundamentu wymagałaby globalnego konsensusu społeczności. Poza tym wielu zwolenników argumentuje, że Proof of Work zapewnia wyższy poziom decentralizacji i bezpieczeństwa, co utrudnia porzucenie tej technologii.

Czy sektor energetyczny potrafi się dostosować do rosnących wymagań związanych z kryptowalutami?

W niektórych regionach zaczęto wdrażać rozwiązania mające ograniczyć skutki działalności górniczej. Operatorzy sieci coraz częściej wymagają od farm wydobywczych elastyczności, np. wyłączania części sprzętu w godzinach szczytowego zapotrzebowania. W Teksasie program Demand Response pozwala operatorowi nakazać górnikom czasowe ograniczenie wydobycia w sytuacjach kryzysowych. Umożliwia to stabilizowanie sieci bez konieczności natychmiastowej rozbudowy infrastruktury.

Jednak długoterminowym wyzwaniem pozostaje efektywność energetyczna całego systemu. Rosnąca liczba transakcji i zwiększająca się skala działania sieci blockchain wymuszają inwestycje w nowe linie przesyłowe, magazyny energii, źródła odnawialne oraz systemy zarządzania obciążeniem. To działania kosztowne i czasochłonne.

Jak widać, kryptowaluty stały się potężnym wyzwaniem dla sektora energetycznego, ponieważ wymagają infrastruktury zaprojektowanej z myślą o nieprzerwanym, intensywnym zapotrzebowaniu na moc. Mechanizmy oparte na Proof of Work powodują zużycie energii porównywalne z krajami średniej wielkości, a szybki wzrost branży prowadzi do przeciążeń lokalnych sieci, rosnących kosztów chłodzenia i konieczności modernizacji infrastruktury energetycznej. Chociaż nowe technologie, takie jak Proof of Stake, znacząco zmniejszają obciążenie energetyczne, ich powszechne wdrożenie wciąż napotyka bariery techniczne i społeczne.