O consumo de energia do Bitcoin: do que realmente trata o debate

Ideias principais

• A prova de trabalho do Bitcoin usa eletricidade por projeto. O custo de operar as máquinas de mineração é o que torna cara a reescrita do livro-razão.
• Ninguém sabe o total exato, porque os mineradores não informam seu consumo de energia. Toda estimativa se apoia em suposições, e este artigo não cita cifras.
• Os críticos se concentram nas emissões onde a energia é de origem fóssil, no lixo eletrônico das máquinas aposentadas e na eletricidade que poderia atender a outros usos.
• Os defensores apontam a energia isolada ou excedente, os mineradores como demanda flexível para a rede e o argumento de que a energia compra um livro-razão sem operador central.
• Pessoas bem informadas discordam, e a resposta depende de valores tanto quanto de engenharia. Este artigo não declara vencedor.

Por que o Bitcoin usa eletricidade?

O Bitcoin usa eletricidade porque a prova de trabalho transforma eletricidade em segurança. As máquinas de mineração testam números enormes de palpites de hash, e a primeira a achar um resultado válido adiciona o próximo bloco e leva a recompensa. A conta de luz é a prova de que um trabalho real foi feito.

Um banco paga por seguranças e cofres, e uma empresa responde por esses custos. O Bitcoin não tem operador, então a rede paga pela própria proteção por meio dos custos de mineração, financiados por bitcoin recém-emitido e por taxas de transação. Para reescrever blocos antigos, um atacante teria de igualar esse gasto e superar os mineradores honestos. Como funciona o Bitcoin? explica os blocos que estão sendo protegidos, e A mineração de Bitcoin por dentro trata das máquinas.

A energia é o mecanismo, e não um descuido, então o debate real é se ela vale o que custa.

Por que o consumo de energia do Bitcoin é tão difícil de medir?

É difícil de medir porque os mineradores não são obrigados a informar suas máquinas, localizações ou contas de energia. Os pesquisadores precisam estimar, e os métodos diferem.

Uma abordagem parte de baixo para cima. Ela toma o hash rate da rede, que por sua vez é uma estimativa (veja Hash rate e dificuldade de mineração do Bitcoin explicados), e presume qual é a eficiência das máquinas em uso. Outra parte de cima para baixo, tomando a receita dos mineradores e presumindo que parcela vai para a eletricidade a um dado preço da energia. As duas se apoiam em palpites sobre quais máquinas funcionam, com que frequência e a que custo.

A estimativa pública mais conhecida é o Índice de Consumo de Eletricidade do Bitcoin de Cambridge (Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index), publicado pelo Cambridge Centre for Alternative Finance, da Universidade de Cambridge. Ele mostra uma melhor estimativa junto com uma faixa. Outros pesquisadores e monitores usam outros métodos, e seus resultados não coincidem.

Este artigo não cita nenhuma cifra, porque qualquer número fica desatualizado e uma cifra única esconde a faixa que a cerca. Se você precisar de uma, leia-a na fonte original e anote a data.

O que os críticos argumentam?

Os críticos fazem quatro pontos principais.

As emissões dependem da rede elétrica. Onde as máquinas de mineração usam carvão ou gás, a mineração acrescenta emissões de gases de efeito estufa. As estimativas da parcela renovável da mineração variam muito.

A eletricidade tem outros usos. Mesmo a energia de baixo carbono poderia atender a casas, fábricas ou outros tipos de computação. A demanda da mineração pode elevar preços ou sobrecarregar uma rede local, e vizinhos de alguns locais já reclamaram do barulho.

Lixo eletrônico. Os chips de mineração são construídos para calcular uma única função, o SHA-256, e não conseguem fazer mais nada. À medida que máquinas mais novas se tornam mais eficientes, as antigas são aposentadas, e os críticos apontam o lixo resultante.

A visão por transação. A camada base processa poucas transações, então dividir a energia pelo número de transações dá um resultado alto em comparação com as redes de cartões.

O que os defensores argumentam?

Os defensores fazem três pontos próprios.

Energia isolada e excedente. Os mineradores vão atrás da energia mais barata, como capacidade hidrelétrica remota, produção eólica e solar que a rede não consegue absorver ou gás natural queimado em um poço de petróleo porque não há gasoduto por perto. Os defensores argumentam que usar esse gás para alimentar máquinas no local pode ser melhor para as emissões do que queimá-lo ou liberá-lo na atmosfera. Alguns críticos respondem que isso também pode dar aos operadores de petróleo um motivo para manter os poços funcionando.

Demanda flexível. As máquinas de mineração podem ser desligadas em instantes. Em algumas regiões dos Estados Unidos, mineradores concordaram em desligar as máquinas quando a rede está sob pressão, e os defensores argumentam que isso os torna uma carga flexível útil, que também pode absorver geração excedente.

Energia ligada à segurança. A energia compra um livro-razão que nenhuma empresa nem governo controla, e os defensores dizem que seu custo deve ser julgado pelo que isso vale. Isso é uma questão de julgamento.

Eles também respondem à crítica por transação. Produzir um bloco exige o mesmo esforço, tenha ele poucas ou muitas transações, então mais gente enviando pagamentos não aumenta diretamente o consumo de energia, embora uma receita maior de taxas possa atrair mais mineradores. Os pagamentos também podem sair da cadeia principal, como na Lightning Network. Alguns defensores acrescentam que as máquinas mais novas fazem mais hashes por unidade de energia e que alguns projetos reaproveitam o calor da mineração para aquecer prédios.

As comparações com outros setores são justas?

São imperfeitas, porque cada uma coloca lado a lado duas coisas que fazem trabalhos diferentes. Uma comparação com o setor bancário precisa decidir se conta agências, caixas eletrônicos, data centers e redes de cartões, e se um banco e o Bitcoin sequer oferecem o mesmo serviço. Uma comparação com um país inteiro põe uma carga industrial isolada ao lado de um total que inclui casas e fábricas. Trate qualquer comparação como uma forma de enquadrar a pergunta, e não como a resposta.

O Bitcoin é ruim para o meio ambiente?

Depende do que você mede e de como pesa. A mineração usa uma grande quantidade de eletricidade por projeto, o efeito disso nas emissões depende de onde vem a energia, e os números são incertos.

Pergunta	O que os críticos enfatizam	O que os defensores enfatizam
De onde vem a energia?	A parcela fóssil da matriz elétrica	Hidrelétrica, eólica e solar, além de gás que seria desperdiçado
A mineração acrescenta demanda?	Ela compete com outros usos	Ela pode usar excedentes e desligar quando solicitada
Para que serve a energia?	Um custo sem benefício público correspondente	Segurança sem operador central
Hardware	Máquinas de uso único que viram lixo	Ganhos constantes de eficiência e algum reaproveitamento de calor

Alguém pode aceitar os fatos dos defensores sobre a demanda flexível e ainda assim decidir que o uso total não vale a pena, e outra pessoa pode aceitar os fatos dos críticos e decidir que a segurança vale. É por isso que a discussão continua, e este site não toma partido. Se fatores ambientais importam para uma decisão sobre ter ou investir em bitcoin, um profissional qualificado pode ajudar você a pesá-los.

O que os halvings fazem com o incentivo?

Cada halving corta pela metade o bitcoin novo pago por bloco, o que reduz a energia que a renda da mineração consegue sustentar, a menos que algo compense. Os mineradores continuam gastando com eletricidade e hardware apenas enquanto a receita esperada cobre o custo. A receita vem do subsídio do bloco mais as taxas, então um subsídio menor deixa menos para gastar com energia, a não ser que o preço do bitcoin ou a receita de taxas suba.

Outras forças empurram na direção oposta. As máquinas continuam ficando mais eficientes, e um preço mais alto pode manter a mineração crescendo depois de um halving, então a direção do consumo total de energia não é fixada pelo cronograma. O que é o halving do Bitcoin? Datas, história e o que muda lista os quatro halvings até agora.

A pergunta de longo prazo é o que acontece quando o subsídio acabar, por volta do ano 2140 no cronograma atual. A mineração passaria a ser paga apenas por taxas, e o consumo de energia estaria ligado à receita de taxas. Quantos bitcoins faltam para minerar? O limite de 21 milhões explicado explica esse cronograma, e se as taxas conseguem pagar por segurança suficiente continua sendo uma questão em aberto.

O que mudaria o quadro?

Redes elétricas mais limpas reduziriam as emissões ligadas a cada quilowatt-hora que os mineradores usam. Mais mineração com energia excedente fortaleceria o argumento dos defensores, enquanto evidências de que ela desloca outros usos fortaleceriam o dos críticos. Mais transparência dos mineradores reduziria a incerteza, e regras locais sobre uso de energia ou barulho mudariam onde eles operam.

Trocar o Bitcoin para a prova de participação eliminaria a maior parte do consumo de energia, mas também mudaria o modelo de segurança, e Prova de trabalho versus prova de participação: qual é a diferença? expõe essas trocas. Isso exigiria amplo acordo entre usuários, operadores de nós e mineradores, e muitos usuários do Bitcoin valorizam a prova de trabalho justamente por aquilo que ela custa.

Como ler uma afirmação sobre energia?

Quatro verificações ajudam com quase qualquer manchete sobre Bitcoin e energia.

1. Eletricidade ou emissões? São grandezas diferentes, e as emissões dependem da fonte da energia.
2. Uma cifra ou uma faixa? Uma estimativa honesta declara sua incerteza e seu método.
3. Comparado com quê? Pergunte se a comparação é equivalente e se o denominador, como as transações, combina com o que o Bitcoin faz.
4. Quem escreveu, e quando? A mineração muda rápido, então uma fonte de alguns anos atrás pode descrever outro setor.

Para o quadro mais amplo, a trilha Comece aqui lista os guias essenciais em ordem.

Leia a seguir

• A mineração de Bitcoin por dentro: máquinas, refrigeração, pools e a economia da energia.
• Prova de trabalho versus prova de participação: qual é a diferença?: como os dois métodos de consenso se comparam em energia e segurança.
• Hash rate e dificuldade de mineração do Bitcoin explicados: as medições por trás de toda estimativa de energia.
• O que é o halving do Bitcoin? Datas, história e o que muda: como a recompensa dos mineradores diminui com o tempo.