جنبه‌های مختلف زندگی انسان مدرن اثرات مخرب بسیاری برای محیط زیست به‌دنبال دارد. در ده سال اخیر، صنعت ارزهای دیجیتال به فرایندهای آسیب‌زننده به محیط زیست اضافه شده است و یک تهدید جدی برای محیط زیست و اکوسیستم طبیعی به شمار می‌رود. علت اصلی اثرات مخرب استخراج بیت کوین بر طبیعت، نیاز فرایند استخراج به برق است.
درحال‌حاضر، عمده برق مورد نیاز برای استخراج ارزهای دیجیتال با سوزاندن سوخت‌های فسیلی چون ذغال‌سنگ تأمین میشود. سوخت‌های فسیلی به‌خاطر تولید گازهای گلخانه‌ای، برای طبیعت مضر هستند. حجم زیاد آلودگی استخراج ارزهای دیجیتال (بخاطر نیاز به انرژی فراوان) باعث نگرانی دولت‌ها و دوستداران محیط زیست شده است. به همین دلیل، بسیاری از دولت‌ها فرایند استخراج بیت کوین را محدود کرده‌اند و با اجرای سیاست‌های مختلف به‌دنبال پیشگیری از اثرات مخرب این فرایند بر محیط زیست هستند.
در این مقاله از مجله صرافی ارز دیجیتال اکسبیتو، بررسی می‌کنیم که چرا مصرف برق صنعت استخراج ارزهای دیجیتال تا این اندازه به طبیعت آسیب می‌رساند و چه راه‌هایی برای حل این مشکل وجود دارند.
مصرف انرژی صنعت کریپتوکارنسی چگونه است؟
بلاک چین بیت کوین و سایر بلاک چین‌های مشابه، از الگوریتم اثبات کار (PoW) برای تایید تراکنش‌ها و استخراج بلاک‌های جدید بهره می‌برند. در فرایند اثبات کار، دستگاه‌های ماینر به‌عنوان نودهای شبکه کار می‌کنند. این دستگاهها باید با پیدا کردن نرخ هش، بلاک‌های جدید بلاک چین را استخراج کنند تا تراکنش‌ها تایید شوند؛ اولین ماینری که نرخ هش درست را پیدا کند، برنده خواهد بود و پاداش استخراج را به دست می‌‌آورد.
ماینرها برای کار کردن به برق نیاز دارند و برق زیادی هم مصرف می‌کنند. آمار نشان می‌دهد برای استخراج هر بیت کوین، برقی به اندازه نیاز ۹ سال یک خانوار معمولی مصرف میشود؛ این مقدار برابر با ۹۵ تراوات ساعت است. عرضه کل بیت کوین‌ها قرار است ۲۱ میلیون عدد باشد. بر اساس این آمار احتمالا می‌توانید تصور کنید تولید این مقدار برق برای استخراج بیت کوین با سوخت‌های فسیلی تا چه اندازه برای محیط زیست ضرر دارد. تداوم استخراج بیت کوین با روش‌های کنونی، حتی باعث محدودیت شدید منابع انرژی برای سایر مصارف و نیازها میشود.
در سال‌های اولیه استخراج بیت کوین، استخراج‌کنندگان با یک دستگاه ماینر هم می‌توانستند در پردازش شبکه مشارکت داشته باشند و پاداش بگیرند؛ اما اکنون سختی شبکه بیت کوین زیاد شده است. به همین خاطر، ماینرها باید قدرت پردازش خود را باهم ترکیب کنند تا توانایی محاسبه نرخ هش درست را داشته باشند و پاداش بگیرند. فعالیت گروهی ماینرها به‌معنی مصرف برق بالاتر و آسیب بیشتر به محیط زیست است.
چرا فرایند استخراج ارز دیجیتال نیازمند انرژی است؟
بلاک چین‌هایی مانند بیت کوین، کوین‌های جدید خود را به‌عنوان پاداش در ازای کاری که ماینرها در شبکه انجام می‌دهند، به آن‌ها پرداخت می‌کنند. ماینرها کامپیوترهایی با قدرت پردازش بالا هستند که محاسبات پیچیده شبکه بلاک چین را انجام می‌دهند تا بلاک‌های جدید را استخراج کنند و در ازای این کار پاداش بگیرند. پاداش ماینرها، ارز دیجیتالی است که برای اولین‌بار وارد چرخه بازار میشود؛ به همین دلیل، فرایند تایید تراکنش و تشکیل بلاک‌های جدید را با نام «استخراج ارز دیجیتال» می‌شناسند. ماینرها برای به‌دست‌آوردن ارزهای دیجیتال جدید، باید کاری انجام دهند و انجام این کار، به مصرف انرژی نیاز دارد.
هرچقدر تعداد کاربران شبکه بلاک چینی بیشتر باشد، تعداد تراکنش‌های شبکه هم افزایش پیدا می‌کند. ماینرها برای پردازش و تایید این حجم از تراکنش، به صورت دائمی درگیر پردازش و محاسبات پیچیده ریاضی می‌شوند و برق مصرف می‌کنند. از طرف دیگر، استخراج‌کنندگان ارزهای دیجیتال برای به‌دست‌آوردن پاداش بیشتر، باید قدرت پردازش ماینرهایشان را افزایش دهند؛ در نتیجه تعداد بیشتری دستگاه تهیه می‌کنند تا با تجمیع قدرت پردازش آن‌ها، شانس بالاتری برای برنده شدن در استخراج بلاک و دریافت پاداش داشته باشند. ماینرهای گروهی در استخرهای استخراج بیت کوین یا مزرعه‌های استخراج بیت کوین کار می‌کنند. مقدار برق مصرفی استخرها و مزرعه‌های استخراج بیت کوین بسیار زیاد است؛ به همین دلیل، دولت‌ها تنها در شرایط ویژه اجازه راه‌اندازی چنین مجموعه‌هایی را صادر می‌کنند.
استخراج بیت کوین چگونه بر طبیعت اثر می‌گذارد؟
استخراج بیت کوین، برق زیادی مصرف می‌کند، تولیدکننده گرماست و آلودگی صوتی هم دارد. تأثیر منفی فرایند استخراج با الگوریتم PoW به اندازه‌ای است که بسیاری از دولت‌ها، استخراج را ممنوع کرده‌اند و بعضی از کشورها هم مجوزهای استخراج ارزهای دیجیتال را به صورت محدود صادر می‌کنند. در ادامه توضیح می‌دهیم اثرات منفی استخراج بیت کوین بر محیط زیست چیست.
مصرف انرژی و آزاد شدن گازهای گلخانه‌ای
مصرف بالای انرژی برای استخراج ارزهای دیجیتال و سوزاندن سوخت‌های فسیلی برای تولید برق مورد نیاز، باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای میشود. آمار نشان می‌دهد استخراج بیت کوین از سال ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۱، حدود ۸۵.۹ میلیون تن کربن دی اکسید وارد محیط زیست کرده است. این مقدار کربن دی اکسید معادل سوزاندن ۴۲ میلیارد کیلوگرم ذغال‌سنگ یا فعالیت ۱۹۰ نیروگاه گاز طبیعی یا از بین بردن ۲۵ میلیون تن زباله است!
آلودگی آب
فعالان محیط زیستی که با استخراج بیت کوین مخالفت می‌کنند، بیشتر روی آلودگی هوا و افزایش دمای زمین تمرکز کرده‌اند و کمتر کسی به آلودگی آب ناشی از استخراج بیت کوین توجه دارد. همان‌طور که پیش از این اشاره کردیم، تجهیزات استخراج بیت کوین حرارت زیادی تولید می‌کنند و اگر خنک نشوند، دستگاهها می‌سوزند. اغلب تجهیزات خنک‌کننده دستگاه‌های ماینینگ به آب وابسته هستند و برای خنک کردن محیط از آب استفاده می‌کنند.
از طرف دیگر، برق بعضی از استخراج‌کننده‌های بیت کوین در نیروگاه‌های آبی تولید میشود. همچنین، نیروگاه‌های تولیدکننده برق با سوخت فسیلی نیز در بخش‌های مختلف فرایند تولید برق مانند خنک‌کنندگی دستگاهها از آب استفاده می‌کنند. این یعنی استخراج بیت کوین حتی به‌صورت غیرمستقیم هم به آب وابسته است.
دمای آبی که برای خنک کردن تجهیزات استخراج یا تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد، افزایش پیدا می‌کند. وقتی آب با دمای بیشتر از حد طبیعی وارد محیط زیست میشود، به آبزیان آسیب می‌رساند. از طرف دیگر، ممکن است باکتری‌ها و جلبک‌های غیرطبیعی در آب گرم‌تر رشد کنند و باعث آلودگی منابع آب شوند. این موارد نیز جزء اثرات مخرب استخراج ارزهای دیجیتال بر طبیعت هستند؛ اما کمتر کسی به آن‌ها توجه نشان می‌دهد.
چگونه می‌توان صنعت کریپتوکارنسی را بهینه‌تر کرد؟
روش‌های مختلفی برای بهینه‌سازی استخراج ارزهای دیجیتال و کاهش آلودگی زیست‌محیطی ناشی از این صنعت وجود دارند. در ادامه دو راهکار کاربردی برای حل این مشکل را بررسی می‌کنیم.
۱. استفاده از مکانیزم‌های اجماع جایگزین اثبات کار
درحال‌حاضر، مکانیزم‌های اجماع پیشرفته‌تری نسبت به PoW طراحی شده‌اند که هم تراکنش‌ها را با سرعت بالاتری پردازش می‌کنند و هم به‌اندازه PoW، آلودگی زیست‌محیطی ندارند. مکانیزم اجماع اثبات سهام (PoS) یکی از بهترین جایگزین‌های اثبات کار (PoW) است. مکانیزم اثبات سهام، به هیچ سخت‌افزاری نیاز ندارد؛ این فرایند با سهام‌گذاری ارز دیجیتال بومی در شبکه بلاک چین انجام میشود. سهام‌گذاران ارز دیجیتال بومی شبکه، به‌عنوان نودهای تاییدکننده تراکنش شناخته می‌شوند و در ازای بلاک‌های جدیدی که تشکیل می‌دهند، پاداش می‌گیرند. درحال‌حاضر، بسیاری از بلاک چین‌ها مثل اتریوم از این مکانیزم استفاده می‌کنند.
۲. تأمین انرژی مورد نیاز برای استخراج به کمک سوخت‌های پاک و انرژی تجدیدپذیر
بیت کوین بزرگ‌ترین ارز دیجیتال جهان است و ماینرهای زیادی در سراسر دنیا برای استخراج این ارز دیجیتال کار می‌کنند. بیشترین آلودگی ناشی از صنعت ارزهای دیجیتال هم به استخراج بیت کوین برمی‌گردد. ازآنجایی‌که توسعه‌دهندگان ناشناس این ارز دیجیتال و بلاک چین، هیچ برنامه‌ای برای تغییر مکانیزم اثبات کار ندارند، باید از روش‌های جایگزین برای تأمین انرژی مورد نیاز ماینرها استفاده کرد تا اثرات مخرب آن بر محیط زیست کمتر شود. تولید برق با نیروی خورشیدی، بادی یا سایر انرژی‌های تجدیدپذیر، اثرات مخرب مصرف برق بالای ماینرهای استخراج‌کننده بیت کوین را کمتر می‌کند.
استفاده از سوخت‌های پاک برای تأمین انرژی، تنها مشکل سوزاندن سوخت فسیلی و آلودگی هوا را حل می‌کند؛ اما مشکل آلودگی حرارتی آب و مصرف زیاد آن همچنان باقی می‌ماند؛ چون دستگاهها در حین کار گرم می‌شوند و برای ادامه فعالیت، به سیستم خنک‌کننده نیاز دارند. به همین دلیل، استفاده از مکانیزم‌های اجماع جایگزین، بهترین روش برای پیشگیری کامل از اثرات مخرب استخراج ارزهای دیجیتال بر محیط زیست است.
کدام کشورها بیشترین مصرف انرژی را در صنعت کریپتوکارنسی دارند؟
در سال‌های قبل، بیشترین تعداد ماینرها در کشور چین قرار داشتند؛ اما بعد از مدتی، آلودگی محیط زیست به اندازه‌ای شد که دولت چین تصمیم گرفت سیاست‌های محدودکننده‌ای برای استخراج ارزهای دیجیتال در این کشور در نظر بگیرد. مطابق با این سیاست‌ها، میزان برق اختصاص‌یافته به مزارع و استخرهای ماینینگ کاهش پیدا کرد و بسیاری از مراکز استخراج بیت کوین نیز تعطیل شدند. همچنین استخراج بیت کوین در بعضی از ایالت‌های چین ممنوع شد. بسیاری از استخراج‌کنندگان بیت کوین، به‌خاطر سخت‌گیری‌های دولت چین، به سایر کشورها مهاجرت کردند و فرایند استخراج را در موقعیت جغرافیایی جدید ادامه دادند.
در سال ۲۰۲۳، ایالات متحده آمریکا به‌عنوان بیشترین مصرف‌کننده انرژی برای استخراج بیت کوین شناخته میشود و چین اکنون در رتبه دوم قرار دارد. لیست سایر کشورهایی که انرژی زیادی برای استخراج بیت کوین مصرف می‌کنند، عبارت است از:
- قزاقستان
- کانادا
- روسیه
- مالزی
- ایرلند
- آلمان
- ایران
سخن پایانی
استخراج بیت کوین، علی‌رغم تمام مزیت‌هایی که دارد، آسیب‌های جبران‌ناپذیری به محیط زیست وارد کرده است. درحال‌حاضر، ارزهای دیجیتال به یک صنعت بزرگ و مهم در جهان تبدیل شده‌اند؛ به همین دلیل، نمی‌توان استخراج ارزهای دیجیتال و به‌خصوص بیت کوین را متوقف کرد. نگرانی حامیان محیط زیست و افزایش تجربه توسعه‌دهندگان بلاک چین باعث شده شبکه‌های جدید از الگوریتم‌های بهینه‌تر از PoW برای استخراج ارزهای دیجیتال استفاده کنند. این الگوریتم‌های جدید، به سخت‌افزار وابسته نیستند، انرژی زیادی مصرف نمی‌کنند و خطر چندانی هم برای محیط زیست ندارند.
بیت کوین بزرگ‌ترین ارز دیجیتال دنیاست که با فرایند PoW استخراج میشود. استخراج این ارز دیجیتال انرژی زیادی مصرف می‌کند و از طرف دیگر، امکان تغییر مکانیزم اجماع آن نیز وجود ندارد. بهترین راهکار برای پیشگیری از اثرات مخرب استخراج بیت کوین بر طبیعت، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر برای تأمین برق مورد نیاز برای استخراج این ارز دیجیتال است.
