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Bitcoin è davvero una catastrofe ecologica ?

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E’ vero che Bitcoin consuma talmente tanta energia elettrica da poter essere considerato una Catastrofe Ecologica?

E’ l’accusa, mossa da un blog italiano che si occupa di tematiche ambientali, contro la moneta elettronica decentrata che funziona dal Gennaio 2009 e che consente pagamenti diretti tra utenti senza passare per nessuna banca. Solitamente ad accusare le criptovalute sono banchieri ed esponenti della finanza, ma la cosa è assolutamente naturale, visto che devono difendere la loro quota di mercato.
Questa volta invece si stratta di una critica che prende in considerazione il lato etico del consumare energia elettrica. Il problema dei consumi elettrici esiste ma, come vedremo in seguito, è stato affrontato in modo grossolano, tanto da dare al lettore un messaggio fuorviante.

 

Premessa

Il presente articolo non pretende di avere la risposta assoluta al problema dei consumi energetici delle Criptovalute, dovuti sostanzialmente al modo in cui se ne garantisce la sicurezza, ma vuole inquadrare il problema facendo una panoramica su tutti gli aspetti.
Le comunità di sviluppatori di questi software “Open Source” con i quali funzionano le Criptovalute, sono comunque ben a conoscenza del problema tanto che numerose proposte sono state già avanzate.
Attenzione inoltre a fare semplificazioni : la materia è molto complessa perché bisogna equilibrare aspetti economici, energetici, tecnologici ed etici.
Da un certo punto di vista sono anche dell’opinione che sia prematuro fare questi ragionamenti, perché non è possibile darne alcun rigore tecnico-scientifico vista la mancanza di dati ufficiali.
Vorrei quindi evitare, come ha fatto qualcuno, di saltare alle conclusioni, addirittura “spannometricamente” (è stato scritto proprio così). Al contrario spero di portare sul piatto della bilancia tutti gli elementi possibili, per fare in modo che il lettore si faccia una propria opinione.

Quanto consumo la Playstation ?

Vi starete già chiedendo cosa c’entra questa domanda con il consumo della rete Bitcoin. Niente, ma mi serve per dare un metro di paragone con quello di cui parleremo tra poco.

Projected Video Game Console EConsupmtion

Innanzi tutto occorre ricordare che Playstation, XBox, Wii sono dispositivi ludici che hanno riempito le case di tutto il mondo, pertanto si tratta di milioni di dispositivi (qualche sito azzarda che al mondo ci sono 100 Milioni di consolle modello PS4).
Questi “aggeggi” non sono indispensabili per vivere, eppure esistono ed hanno un consumo elettrico, un consumo piuttosto importante.
Stando ai dati pubblicati dall’associazione NRDC (Natural Resources Defense Council), nel 2014 negli Stati Uniti sono stati consumati circa 10 Terawattora per far funzionare le console che hanno in casa i cittadini americani.

Un numero piuttosto importante. Ancora più importante se proiettato su scala planetaria.
Dobbiamo quindi domandarci se le console sono una “catastrofe ecologica” ?
Per il sottoscritto, che la consolle non ce l’ha, forse anche si. Per una mamma che si trova una giornata di maltempo ed i ragazzi da intrattenere mentre sistema la casa, forse anche no.
In pratica… dipende dai punti di vista.

Bitcoin

Veniamo a Bitcoin, una moneta decentrata ed elettronica ma comunque una moneta, e quindi un bene che ha la necessità di garantire la sicurezza dei pagamenti che avvengono tra gli utenti.
Sono operazioni (dette transazioni) in tutto e per tutto simili ai bonifici bancari, e che possono partire da qualunque dispositivo, che può essere un PC o uno smartphone, dotato dell’opportuno software (nel gergo Wallet).
Per fare questo Bitcoin prevede la presenza di due “figure” :

  • I nodi, PC accesi 24 ore su 24, nei quali è contenuta una copia dell’archivio dei pagamenti (detta nel gergo Blockchain), che chiunque può avere, anche a casa propria;
  • I minatori, coloro che si occupano della validazione delle transazioni.

 

Cosa fa il Minatore ?

Il minatore è la persona deputata a garantire la validazione e la sicurezza delle transazioni tra gli utenti di una determinata criptovaluta. Il software Bitcoin prevede che il minatore raggruppi i pagamenti avvenuti nell’arco degli ultimi 10 minuti, quindi verifichi la loro correttezza e li “impacchetta” dentro ad un file che nel gergo viene chiamato “Blocco”.
Inoltre, il minatore deve “concludere” ciascun blocco con una stringa alfanumerica (che nel gergo si chiama Hash), che viene generata facendo dei calcoli sulla base del contenuto del blocco stesso, come una sorta di firma digitale. Questa procedura, detta Proof of Work (Prova di lavoro) ha un elevato impegno computazionale che si traduce un un elevato consumo di energia elettrica.
Questo perché il calcolo dell’Hash, pur essendo di media complessità, deve essere fatto ripetutamente, per tentativi, finché non si trova un risultato che soddisfa i vincoli del protocollo Bitcoin.

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Competizione Quotidiana

Bitcoin nel suo decorso dal Gennaio 2009 ad oggi, ha riproposto quel fenomeno spontaneo che porta alla formazione di professioni specialistiche separate da quelle generalistiche (lo trovate spiegato nel libro di Adam Smith, La ricchezza delle nazioni, del 1776).
Ecco quindi che siamo passati dalla situazione iniziale, dove l’Hash di ciascun blocco veniva calcolato dagli stessi utenti usando il PC, alla fase successiva, nella quale alcune persone hanno visto in questa operazione un vero e proprio mestiere. Ma per riuscire a determinare l’hash più velocemente degli altri sono passati prima dall’uso della CPU alla GPU, poi alle più potenti schede grafiche ad uso Gaming, ed infine agli Hardware dedicati (ASIC), che riescono a calcolare Migliaia di Miliardi di Hash al secondo.
Questo perché i minatori sono in competizione tra loro, e solo il più veloce nel calcolo dell’hash riesce a chiudere il blocco e vedersi assegnate le commissioni sui pagamenti contenuti (le Fee) e il premio di nuovi bitcoin generati da zero.
In pratica ogni 10 minuti conducono una gara contro il tempo per vedere chi per prima si aggiudica il premio.
Ecco perché generalmente i minatori hanno capannoni pieni di “macchine” per calcolare l’Hash.

03_Bitcoin_Miner

 

Evoluzione Tecnologica

Oltre ad una gara tra minatori, il mondo delle criptovalute offre lo spettacolo di un’altra gara : quella dei costruttori di chip ASIC. I costruttori sono infatti in competizione tra chi produce il chip più performante in termini di calcoli al secondo e chi produce il chip più efficiente dalpunto di vista energetico.
Questa continua evoluzione ha una conseguenza molto importante per i minatori : devono continuamente verificare se il loro “parco macchine” è allineato con il progresso tecnologico,  oppure se conviene “rottamarlo” per sostituirlo con macchine più performanti / efficienti.
Dalle poche informazioni che si trovano in rete, si ricava comunque che le macchine ASIC hanno un ciclo di vita di circa 2 anni, dopodiché devono essere sostituite perché inefficienti/obsolete, sempre che non si siano guastate prima.
Questo comporta un necessario ed importante esborso economico per i minatori stessi, che altrimenti vedono i consumi energetici raggiungere costi sempre maggiori, con lo spettro incombente del fallimento.

Si vengono cioè a creare delle disparità di guadagno tra minatori, che li costringono all’innovazione. Un concetto che farebbe bene anche in tanti altri settori che invece sono distorti da sussidi pubblici!

 

Qui sotto la notizia del fallimento del grande minatore svedese KNC Miner su Coin Desk.

KNCM_Bankruptcy

 

Stimiamo i Consumi

Attualmente non esiste nessun dato ufficiale sul consumo elettrico di tutti i minatori che ci sono al mondo, ma possono essere fatte delle stime piuttosto realistiche.
Ad esempio per Bitcoin c’è il sito https://blockchain.info/charts/hash-rate , dove si trova il valore di “Hashing Power” aggiornato in tempo reale.
Dividendo questo valore con l’Hashing Power di un dispositivo tipo reperibile in commercio, possiamo stimare quanti dispositivi stanno funzionando in questo momento.
Moltiplicando la quantità per i watt consumati da ogni dispositivo, avremo pertanto la potenza globalmente impegnata da tutti i minatori Bitcoin.

Antminer_Aperto

Come dispositivo di riferimento ho preso un modello piuttosto nuovo : il Bitmain “ANTMINER S9” , un dispositivo costituito da processori ASIC che calcola 13,5 Tera Hash al secondo, ma che consuma circa 1400 W.

Ebbene, in questo momento mentre scrivo [Ottobre 2017], la pagina Statistiche del sito Blockchain.info riporta come Hash Rate totale della rete Bitcoin un valore di circa 9 Milioni di TeraHash/secondo.
Ebbene, 9 Milioni ÷ 13….

Significa che in questo momento al mondo si sono circa l’equivalente di 700.000 dispositivi “S9” funzionanti , per una potenza totale assorbita di circa 1000 MW.
Tenendo conto che si tratta di impianti accesi h24 per 365 giorni l’anno, ne consegue un consumo annuale di circa 8 TWh (TeraWattora).
E’ un valore piuttosto importante, che potrebbe essere anche sottostimato se molti dei minatori usano ancora dispositivi più vecchi e meno efficienti (cosa che, come abbiamo visto, non può durare a lungo).
Comunque, c’è da tenere conto che la rete bitcoin è planetaria, quindi questo consumo consente il funzionamento di tutta la rete, non di un solo paese.

Riprendendo i dati della premessa, ricordo che 10 TWh è circa il consumo annuale di tutte le console per giochi solo negli Stati Uniti.

 

Costi e Ricavi

Una delle accuse volte a Bitcoin (ma anche ad altre criptovalute) è proprio la presenza dei minatori che consumano ed al contempo “guadagnano”. L’accusa è certamente bizzarra, in quanto qualunque attività imprenditoriale ha dei consumi e dei guadagni, comunque resta il fatto che al minatore si deve riconoscere il ruolo di garante della sicurezza, allo stesso modo di una guardia che controlla chi entra e chi esce dalla banca.
Vediamo comunque qualche dato finanziario :

secondo alcuni dati pubblicati, ma anche facilmente calcolabili visto che ogni 10 minuti il software Bitcoin assegna al minatore di turno 12,5 Bitcoin, nel 2016 tutti i minatori bitcoin esistenti al mondo si sono visti assegnare complessivamente circa 2 Miliardi di Dollari.
E’ un numero grande o piccolo ?

Tanto per fare un paragone, la Ferrari  fattura circa 3 Miliardi l’anno.

La divisione Gaming di Sony,  invece, ha fatturato 3 Miliardi di Dollari solo nel 1° Trimestre 2017 !

I minatori invece sono migliaia e sparpagliati in tutto il mondo, perciò il loro “fatturato” è frazionato in tante parti, in generale piuttosto piccole; nulla a che vedere con le grandi multinazionali.
In ogni caso il lavoro dei minatori “professionisti” richiede macchine, infrastrutture, ed energia elettrica. E’ cioè una attività “industriale” che naturalmente oltre ai ricavi (i 2 Miliardi di dollari citati sopra) ha anche dei costi, per cui il guadagno è dedotto dalla differenza tra queste due voci.
Da ricordare infine che Bitcoin funziona perché i minatori hanno una convenienza economica nel fare il loro lavoro, diversamente ci si troverebbe con una banca senza porte e senza cassaforte . Quale cliente affiderebbe i propri risparmi ad una banca del genere ?

 

Quanto consumano gli “Altri” ?

Abbiamo visto che oggi la rete Bitcoin per funzionare richiede la potenza di circa 1000 MW, equivalente ad una grande centrale termoelettrica. Abbiamo inoltre visto che il consumo di Playstation e XBox nei soli Stati Uniti equivale al consumo annuale dei minatori Bitcoin.
Per fare un ulteriore confronto, vorrei ricordare che Google per i suoi datacenter consuma circa 260 MW, equivalenti a 2 Terawattora/anno.
Ma soprattutto, per fare un confronto con Bitcoin, quanto consumano i diretti concorrenti, cioè tutte le banche del mondo ?
Questo dato non esiste ed è anche difficile da stimare. Per quanto riguarda l’Italia, dalle statistiche TERNA risulta che il nostro settore bancario ed assicurativo consuma circa 2TWh/anno, ma questo riguarda solo la parte elettrica. Mancano ad esempio i consumi per il riscaldamento (gas/gasolio, ecc).
Tra l’altro, al consumo delle banche in quanto edifici, si deve aggiungere il consumo di tutto quello che le criptovalute potrebbero eliminare, visto che si potrebbe fare tutto con lo Smartphone, e quindi :

  • l’industria per stampare BANCOMAT e CARTE DI CREDITO,
  • i lettori “POS” che hanno i negozi (anche quelli consumano energia elettrica),
  • l’industria necessaria a STAMPARE le banconote (zecca, inchiostri, cartiere, ecc),
  • gli sportelli ATM per l’erogazione delle banconote (40.000 solo in Italia, 200W ciascuno)
  • l’industria per coniare le MONETE con il relativo indotto (fonderie, laminatoi, miniere),
  • costi di movimentazione della cartamoneta (furgoni blindati, ecc).

 

Tutto questo costituisce un enorme punto di domanda. I consumi di così tanti “sistemi” possono essere davvero notevoli; lo conferma il fatto che le banche sono le prime a voler eliminare i contanti.

Qualche Vantaggio

A tutti i precedenti argomenti sarebbe utile aggiungere una ulteriore considerazione che riguarda moltissimi paesi del terzo mondo, dove mancano le banche ma dove è già presente una rete di telefonia cellulare.
In questi luoghi le criptovalute non sostituiscono il sistema bancario, ma lo creano senza che sia necessario realizzare nessuna banca fisica. Offrono cioè un servizio nuovo che prima non era presente.

E’ pertanto naturale che si presenti un costo energetico, visto che si è aggiunto un nuovo servizio. Allo stesso modo con cui aumenta la bolletta di casa se passiamo dal lavare il bucato a mano ad usare la lavatrice.

 

Trasparenza

Un altro vantaggio che hanno le criptovalute, rispetto al settore bancario, è certamente la trasparenza. Con pochissime operazioni ci è stato possibile stimare quanto introitano i minatori e quanto consumano. Con il settore bancario tutto questo è estremamente difficile, se non impossibile.
La trasparenza in questo caso è un vantaggio molto importante, ma il suo valore… è difficilmente calcolabile !

 

Pulizia Automatica

Le criptovalute come Bitcoin hanno nel software un “meccanismo” che aumenta automaticamente la difficoltà di calcolo dell’Hash se i minatori sono troppo veloci o se sono troppi. Questo sistema porta minori introiti al minatore, mentre i consumi elettrici rimangono uguali : per certi versi è un sistema che “falcia” i minatori meno efficienti o troppo improvvisati (ad esempio quelli organizzati nel garage di casa).
Questo meccanismo non è presente sono in Bitcoin, ma anche in altre criptovalute, come ad esempio Ethereum.

 

Inoltre… Attenzione !

Bitcoin è solo una delle centinaia di criptovalute che esistono al mondo, pertanto ai suoi consumi andrebbero aggiunti i consumi anche di tutto l’intero ecosistema delle Crypto-Currecny , nel quale tanto per fare dei nomi, ci sono Ethereum, Dash, Ripple, ZCash, ecc. (si possono vendere in questo sito che le riassume quotidianamente https://coinmarketcap.com/  ).
Il calcolo si fa quindi ancora più complesso ma soprattutto porta a valori di consumo maggiori di quanto discusso fino a questo momento.
Per contro c’è da tenere in considerazione che stiamo discutendo di un mondo completamente nuovo, le cui evoluzioni al momento sono attualmente imprevedibili.
Anche le locomotive a carbone nei primi anni della loro vita erano estremamente inefficienti, tanto che c’è voluto quasi un secolo per vedere alla luce modelli efficienti (molti dei quali per merito di ingegneri italiani).
E’ quindi vero che il sistema delle criptovalute ha dei consumi elettrici sensibili, ma è altrettanto vero che le attività di ricerca e sviluppo per migliorarne l’efficienza sono in stadi molto avanzati, sia dal lato dei componenti hardware, sia dal lato degli algoritmi software.
Inoltre, a puro titolo di esempio cito la criptovaluta denominata IOTA, nata per le piccole transazioni, che non prevede la presenza dei minatori e/o di sistemi Hardware per le validazioni.

 

Paradossi

Abbiamo parlato del consumo delle Criptovalute e della rete Bitcoin, ma abbiamo dimenticato di dire che questo sistema di pagamento, operando uno scambio di valore tramite internet, potrebbe paradossalmente sostituire in toto le valute di stato (dette anche monete fiat).
Questa cosa è già successa, ad esempio con le macchine fotografiche digitali (per le quali nessuno si è posto il problema del consumo di energia elettrica), ma di esempi ce ne sono moltissimi. Forse succederà la stessa cosa per le automobili o per i piani cottura ad induzione.

 

Bitcoin e Riscaldamento

L’energia che dissipano le macchine di mining (anche se si tratta di semplici schede grafiche) si potrebbe estrarre per contribuire, quantomeno nella stagione invernale, al riscaldamento degli ambienti.

E’ un’idea interessante alla quale più qualcuno ci sta pensando. Il problema è comunque nella durata delle macchine : c’è il rischio di realizzare un impianto di riscaldamento e di poterlo utilizzare non più di una stagione invernale.
Inoltre, non esistendo nessuno standard “meccanico”, c’è il rischio di realizzare uno scambiatore di calore nel quale un eventuale nuovo dispositivo di mining non entra più perchè fisicamente o concettualmente diverso !
I tempi per queste applicazioni sono quindi prematuri.

 

Conclusione

Ogni oggetto frutto del lavoro dell’uomo consuma delle risorse, sia per essere costruito sia per funzionare.

Ma chi decide se sia corretto consumare risorse per quel tipo di oggetto ? Ed è eticamente giusto consumare risorse per oggetti di uso privato, come le console per giochi, piuttosto che strumenti di uso pubblico, come una valuta ?
La risposta è molto semplice : lo possono decidere gli utenti.
Qui non ci sono incentivi statali o quant’altro che possa distorcere il giudizio di chi usa questi struemti.

Quindi se un oggetto conviene economicamente (e quindi anche energeticamente) le persone lo acquistano, lo consigliano, lo usano. Diversamente l’oggetto perde di convenienza e non lo vuole più nessuno. Vale tanto per la console per giochi quanto per Bitcoin.

Soltanto che con Bitcoin tutto il vecchio e consolidato mondo delle valute statali potrebbe scomparire. Nuovi consumi sostituirebbero vecchi consumi. Nel bilancio energetico ci potrebbe essere un peggioramento, ma potrebbe anche esserci un notevole miglioramento.
A questo dubbio per ora non c’è risposta, quindi aspettiamo per vedere il risultato.

 

Link Utili & Curiosità

“Bitcoin, Catastrofe Ecologica” pubblicato nel blog di ASPO

Dimon condanna il bitcoin, ma poi JP Morgan è tra i principali acquirenti

Consumo Playstation & C.

Bitcoin, se le criptovalute consumano come uno Stato

La rete bitcoin potrebbe consumare l’energia della Danimarca

 

Articolo su Coindesk, del 2014, sui costi (non solo energetici) di Bitcoin.

Under the Microscope: Conclusions on the Costs of Bitcoin

Nota

Questo articolo è una riproposizione di un articolo che il sottoscritto ha già pubblicato nel portale Electroyou.it