4.1 Bitcoin a energie
Podle Cambridge University Electricity Consumption Index (CBECI) činí roční spotřeba elektřiny Bitcoinu přibližně 148 TW (k 3. říjnu 2024), což odpovídá asi 0,6 % celosvětové spotřeby elektřiny.
4.1.0 Energetická debata o Bitcoinu
Vztah sítě Bitcoinu k energii je pravděpodobně její nejkontroverznější a nejvíce nepochopenou vlastností. Ve světě, kde je politická debata stále citlivější na dopad člověka na životní prostředí kvůli rostoucí industrializaci a trendům v chování spotřebitelů, je vznik technologie, která využívá velké množství energie pro svůj provoz, předurčen k tomu, aby přitahoval značnou pozornost veřejnosti. Mnoho z této pozornosti však není příliš informativní a v mnoha případech je zcela nepřesná, jak ukazuje výše uvedený tweet Světového ekonomického fóra.
Kritici tvrdí, že energeticky náročná těžba Bitcoinu — poháněná konsensuálním mechanismem Proof-of-Work (PoW) — přispívá k emisím uhlíku a vytváří další tlak na globální energetické sítě, což následně podkopává klimatické cíle. Zprávy zdůrazňující spotřebu energie Bitcoinu, která někdy překonává celé státy jako Argentina, posilují obavy, že síť spíše zhoršuje environmentální degradaci, než aby podporovala udržitelnost.
Objevuje se však stále silnější protiargument, že těžba Bitcoinu může ve skutečnosti hrát pozitivní roli při modernizaci energetických sítí a usnadnění přechodu na obnovitelné zdroje energie.
Může tedy být Bitcoin čistým přínosem pro životní prostředí? Může přispět k efektivitě a stabilitě sítě a tím pomoci urychlit přechod na výrobu energie z obnovitelných zdrojů?
4.1.1 Energie jako bezpečnostní prvek
Hlavní funkcí sítě Bitcoinu je udržovat decentralizovanou účetní knihu transakcí. V nepřítomnosti centrální autority, která by ji ověřovala, síť potřebuje způsob, jak zajistit integritu účetní knihy a zabránit tzv. „dvojímu utracení“. Všichni účastníci sítě se musí shodnout na stavu účetní knihy (kdo co vlastní) v daném okamžiku. Zde přichází na řadu těžba.
Těžaři používají specializovaný počítačový hardware nebo ASICy (Application Specific Integrated Circuits), které jsou rozmístěny po celosvětové síti. ASICy jsou navrženy tak, aby opakovaně hádaly řešení kryptografické hádanky, což zahrnuje provádění kvintilionů výpočtů za sekundu. Úspěšné uhodnutí znamená odměnu pro těžaře ve formě nově vytěžených bitcoinů a síť kryptograficky v reálném čase ověřuje, že těžař byl úspěšný. Proto se tomuto procesu říká „proof-of-work“ (důkaz prací).
Celosvětová síť těžařů společně přispívá obrovským výpočetním výkonem. To je záměrné, protože to zajišťuje bezpečnost sítě – škodlivý aktér, který by se pokusil síť napadnout nebo manipulovat ve svůj prospěch, by musel nasadit dostatek výpočetního výkonu, aby ovládl většinu sítě. Pokud by to bylo možné, vyžadovalo by to obrovské finanční prostředky a i tak by bylo nepravděpodobné, že by si kontrolu udržel dostatečně dlouho na to, aby síť Bitcoinu významně narušil. Pravděpodobnost úspěchu takového útoku se proto díky energetické bariéře blíží téměř nule.
Bitcoin neplýtvá elektřinou, ta je využívána k zajištění bezpečnosti.
Kyle Torpey
4.1.2 Hledání ztracené energie
Těžaři Bitcoinu působí ve velmi konkurenčním prostředí, kde soupeří s ostatními hráči v nepřetržitém celosvětovém závodě o přidání dalšího bloku transakcí do účetní knihy a získání „blokové odměny“. Je pro ně komerčně zásadní hledat nejlevnější energii, která je zároveň dostatečně dostupná a má malou nebo žádnou konkurenci v poptávce. To vede těžaře ke ztraceným nebo nevyužitým zdrojům energie.
Hlavním důvodem je nákladová efektivita. Elektřina je pro těžaře hlavním provozním nákladem, protože těžba je velmi energeticky náročná. Využíváním ztracené energie – tedy energie, která by jinak zůstala nevyužita, například přebytečné energie z obnovitelných zdrojů nebo spalování zemního plynu – mohou těžaři výrazně snížit náklady na energii. Ztracená energie je často levnější, protože není snadno dostupná nebo po ní není vysoká poptávka. Například v regionech s přebytkem vodní nebo větrné energie mohou ceny klesnout kvůli nedostatku infrastruktury pro distribuci energie. To vytváří příležitosti pro těžaře uzavírat smlouvy na levnou elektřinu a zlepšovat své marže.
Smlouvy na elektřinu mohou zajistit přístup ke ztraceným nebo odpadním zdrojům energie, což těžařům umožňuje chránit se před volatilitou tradičních energetických trhů. Ceny elektřiny kolísají v závislosti na sezónní poptávce, cenách fosilních paliv a geopolitických událostech. Ztracená energie nabízí těžařům stabilnější a předvídatelnější dodávky energie, což usnadňuje dlouhodobé plánování a zvyšuje ziskovost. Využívání ztracené energie má také reputační přínos, protože snižuje uhlíkovou stopu těžaře a zmírňuje environmentální kritiku.
Kromě přínosu pro těžaře získává i výrobce energie díky spolehlivému odběrateli přebytečné energie. Výrobci energie, zejména v odlehlých nebo na zdroje bohatých oblastech, mají často omezené možnosti, jak přebytečnou energii prodat. Těžaři Bitcoinu představují atraktivního „kupce poslední instance“ pro tuto jinak ztracenou energii. Partnerství mezi výrobci energie a těžařskými společnostmi tak může být vzájemně výhodné – výrobci mohou zpeněžit ztracenou energii a těžaři získat levnou elektřinu.
Obnovitelné zdroje energie, jako je slunce a vítr, navíc často produkují přebytečnou energii během období nízké poptávky nebo na místech vzdálených od hlavních spotřebitelů. Těžaři Bitcoinu mohou provozovat své zařízení v blízkosti těchto zdrojů a komerčně využít energii, která by jinak byla omezena (tj. ztracena). To je zvláště důležité pro větrné nebo solární elektrárny s přerušovanou výrobou. To je v kontrastu s elektrickými sítěmi poháněnými fosilními palivy, kde je nevyužité palivo snadno přepravitelné tam, kde je komerční poptávka. Díky tomu jsou elektrárny na fosilní paliva méně atraktivní, protože jen zřídka nabízejí dostatečně levnou energii pro ziskovou těžbu.
4.1.3 Výzva stabilizace sítě
Z pohledu výrobce elektřiny je stabilizace sítě významnou výzvou pro obnovitelné zdroje energie kvůli přerušované povaze mnoha z nich, například solární a větrné energie. Na rozdíl od tradičních zdrojů (např. uhlí, plyn nebo jaderná energie), které mohou vyrábět elektřinu nepřetržitě, jsou obnovitelné zdroje závislé na podmínkách prostředí. To vede k výkyvům ve výrobě energie, což ztěžuje vyrovnávání nabídky a poptávky v reálném čase.
Například výroba solární a větrné energie závisí na počasí a denní době. Solární energie funguje pouze, když svítí slunce, a větrné turbíny vyrábějí elektřinu jen tehdy, když fouká vítr. To vede k proměnlivosti výkonu, což ztěžuje sladění nabídky elektřiny s poptávkou v každém okamžiku. Náhlý pokles výroby z obnovitelných zdrojů (například když přestane foukat vítr nebo je zataženo) může způsobit prudký pokles dostupné energie, což může vést k výpadkům proudu nebo nutnosti využít záložní zdroje z fosilních paliv.
Navíc v obdobích vysoké výroby z obnovitelných zdrojů (například slunečné nebo větrné dny) a nízké poptávky (například mezi 1–4 hodinou ranní) musí být část obnovitelné energie omezena, aby nedošlo k přetížení sítě. To snižuje ekonomickou životaschopnost projektů obnovitelných zdrojů a vytváří neefektivitu.
Často se ptáme, zda baterie nebo jiné technologie skladování energie mohou pomoci vyrovnat proměnlivost výroby elektřiny. Tyto technologie sice mohou pomoci uchovávat přebytečnou energii z obnovitelných zdrojů, ale jsou často nákladné a mají omezenou kapacitu. To omezuje možnosti vyrovnávat výkyvy ve výrobě a spotřebě energie po delší dobu.
4.1.4 Bitcoin jako stabilizátor
Těžba Bitcoinu, díky své flexibilní spotřebě energie, může být účinným nástrojem řízení poptávky pro stabilizaci sítí s obnovitelnými zdroji. Těžaři Bitcoinu mohou rychle upravit svou spotřebu energie podle potřeb sítě. V obdobích přebytku výroby z obnovitelných zdrojů mohou těžaři zvýšit svůj provoz a absorbovat přebytečnou energii. Naopak v obdobích vysoké poptávky nebo nízké výroby z obnovitelných zdrojů mohou těžaři rychle snížit nebo zastavit svůj provoz a uvolnit energii pro nezbytné služby. Tato flexibilita pomáhá vyrovnávat síť a usnadňuje integraci přerušovaných obnovitelných zdrojů bez nutnosti drahých skladovacích řešení nebo nasazení odporových zátěží, které simulují poptávku velkého spotřebitele a přebytečnou energii přeměňují na teplo.
Mnoho těžařů Bitcoinu se navíc účastní programů řízení poptávky, kdy dobrovolně snižují svou spotřebu elektřiny v obdobích napětí v síti (například během vln veder nebo mrazů). Jako řízená zátěž mohou těžaři pomoci zabránit výpadkům proudu a zajistit stabilitu sítě, zejména v obdobích vysoké poptávky.
Místo omezování přebytků z obnovitelných zdrojů může těžba Bitcoinu tuto přebytečnou energii spotřebovat a efektivně ji zpeněžit. To vytváří ekonomický smysl pro energii, která by jinak byla ztracena, a zvyšuje celkovou efektivitu projektů obnovitelných zdrojů. V oblastech s vysokým podílem obnovitelných zdrojů, jako je Texas nebo Island, těžaři Bitcoinu provozují zařízení v blízkosti elektráren na obnovitelné zdroje, pomáhají absorbovat přebytečnou energii a zároveň stabilizují síť.
V Texasu těžaři Bitcoinu spolupracují s Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) 2 na účasti v programech stabilizace sítě. Úpravou svého provozu v reakci na aktuální podmínky v síti pomáhají tito těžaři vyrovnávat nabídku a poptávku po elektřině a zajišťují, že obnovitelné zdroje mohou být efektivně integrovány bez ohrožení spolehlivosti sítě. Například během zimní bouře v Texasu v roce 2021 byli těžaři Bitcoinu schopni snížit spotřebu elektřiny a uvolnit energii pro kritickou infrastrukturu a domácnosti.
4.1.5 Podpora čisté energie
Kromě zpeněžení přebytečné obnovitelné energie a působení jako kupec poslední instance pomáhají těžaři Bitcoinu podporovat investice do nové infrastruktury obnovitelných zdrojů prostřednictvím dlouhodobých partnerství s dodavateli energie. To poskytuje dodavateli energie stabilní a spolehlivý příjem a podporuje rozvoj dalších větrných, solárních a vodních elektráren. Přítomnost těžařů Bitcoinu může tyto projekty učinit finančně životaschopnějšími díky stálé zákaznické základně. Navíc těžaři mohou za energii platit okamžitě, tedy ještě před připojením zdroje elektřiny do sítě. To výrazně zkracuje dobu návratnosti a snižuje náklady na kapitál pro nový projekt obnovitelné energie. Pokud je těžař Bitcoinu zaručeným odběratelem, může se dodavatel energie rozhodnout postavit větší projekt, než by bylo možné bez přítomnosti těžaře.
Požadavek na stálého odběratele obnovitelné energie byl nedávno zřetelně vidět ve Velké Británii – bylo široce informováno, že větrné elektrárny jsou placeny za to, že se vypnou, a plynové elektrárny je nahrazují.Ztracený vítr, webová stránka, která sleduje množství nevyužité větrné energie ve Velké Británii, odhadla, že za první dva měsíce roku 2025 činily náklady na toto omezení pro spotřebitele 253 milionů liber, což je nárůst o 158 milionů liber oproti stejnému období předchozího roku.
Podle Business Matters je důvodem tohoto problému „rychlá expanze větrných elektráren na moři, které jsou budovány rychleji, než lze modernizovat britskou přenosovou infrastrukturu.“ Ve větrných dnech, kdy je nízká poptávka, nemůže elektrická síť přenést přebytečnou energii a provozovatel sítě fakticky kompenzuje větrné elektrárny za jejich odstavení. Kromě toho platí plynovým elektrárnám, které jsou blíže centru poptávky, aby vyrovnaly rozdíl.
Naopak na Islandu, kde převládá geotermální a vodní energie, byli těžaři Bitcoinu hnací silou rozšiřování infrastruktury obnovitelných zdrojů energie. Nízké náklady na obnovitelnou energii v regionu přilákaly velké množství těžebních operací, čímž vznikl synergický vztah mezi oběma sektory.
Islandská vláda si uvědomila potenciál těžby Bitcoinu stimulovat ekonomiku, vytvářet pracovní příležitosti a přilákat zahraniční investice. Výsledkem je, že tento průmysl podporuje a aktivně povzbuzuje jeho růst.
Industry Leaders Magazine
Geografická flexibilita těžby Bitcoinu je také důležitá. Těžební operace nejsou omezeny geografií stejným způsobem jako tradiční průmysl. Mohou být zřízeny v odlehlých lokalitách s dostatkem obnovitelných zdrojů energie, ale omezeným přístupem k obyvatelstvu nebo přenosové infrastruktuře. Díky tomu jsou ideálními kandidáty pro spotřebu energie na místech, kde by tradiční průmysl nebyl možný, a motivují rozvoj čisté energie v málo využívaných oblastech. Tímto způsobem těžaři Bitcoinu představují trh, který přichází ke zdroji energie, místo aby bylo nutné energii přivádět k nim, se všemi souvisejícími náklady na infrastrukturu.
Těžba Bitcoinu nabízí silnou ekonomickou motivaci pro rozvoj obnovitelných zdrojů energie tím, že vytváří stálou poptávku po čisté energii, pomáhá stabilizovat sítě a podporuje rozvoj infrastruktury v regionech bohatých na obnovitelné zdroje. Jak se těžební operace stále více přesouvají k obnovitelné energii, stávají se klíčovými hráči v globálním přechodu k udržitelnější energetické budoucnosti.
Konec spalování na pochodni?
Využívání odpadní energie, například spalovaného zemního plynu, nejen šetří peníze, ale také zmírňuje environmentální kritiku. Spalování nastává, když je přebytečný zemní plyn (metan) spalován na ropných vrtech, protože neexistuje infrastruktura pro jeho zachycení a prodej. Podle některých studií5 zachycuje metan asi 120krát více tepla než CO2, proto je nutné jej spalovat a efektivně jej přeměnit na CO2. Spalování však není stoprocentně účinné a stále umožňuje únik metanu do atmosféry. Těžaři Bitcoinu mohou tuto energii využít k napájení svých operací, což snižuje emise skleníkových plynů ze spalování. Zemní plyn je spalován v generátorech za účelem výroby elektřiny, která napájí přenosné těžební zařízení přímo na místě vrtu.
Pro ropné společnosti tato praxe proměňuje odpadní produkt ve zdroj příjmů. Prodejem zemního plynu těžařům Bitcoinu nebo zřízením vlastních těžebních operací mohou společnosti zpeněžit plyn, který by jinak byl ztracen. To činí proces těžby ropy efektivnějším a ziskovějším.
Navíc, jak vlády zavádějí přísnější environmentální předpisy, čelí producenti ropy stále většímu tlaku na snižování emisí. Zachycování a využívání spalovaného plynu může společnostem pomoci splnit ekologické zákony a získat uhlíkové kredity, což činí toto řešení atraktivním nejen z ekonomických, ale i z regulačních důvodů.
Crusoe Energy Systems je americká společnost, která spolupracuje s producenty ropy na nasazení přenosných těžebních systémů poháněných spalovaným zemním plynem. Do roku 2022 nasadila společnost Crusoe více než 98 kontejnerových datových center na ropných vrtech v Severní Dakotě a Montaně.
Využíváním odlehlého zemního plynu, který by jinak byl spalován, může těžba Bitcoinu snížit škodlivé emise metanu po celém světě, generovat další příjmy pro producenty ropy a podpořit udržitelnější energetické postupy. Tato metoda proměňuje environmentální problém v příležitost a ukazuje, jak inovace v oblasti těžby Bitcoinu mohou propojit energetický sektor s ekonomickými i ekologickými přínosy.
4.1.6 Vyvíjející se pozitivní příběh
Vztah Bitcoinu k energii je mnohovrstevnatý a vyvíjí se. Těžba Bitcoinu byla kritizována za vysokou spotřebu energie, přičemž někteří komentátoři a environmentalisté uvádějí studie, podle nichž je spotřeba energie sítě srovnatelná s celými státy, zatímco jiní vyjadřují obavy, že energetické nároky tohoto odvětví by mohly zhoršit změnu klimatu. Tento narativ však zcela přehlíží potenciál těžby Bitcoinu hrát konstruktivní roli v přechodu na obnovitelné zdroje energie a efektivitu sítí.
Těžba Bitcoinu, se svou jedinečnou potřebou levné a hojné elektřiny, se stále více spojuje s obnovitelnými zdroji energie. V regionech bohatých na větrnou, solární nebo vodní energii mohou těžaři využívat přebytečnou nebo odlehlou energii, která by jinak byla ztracena. Tato dynamika pomáhá zlepšit ekonomickou životaschopnost projektů obnovitelné energie tím, že poskytuje stálou poptávku po přebytečné elektřině, zejména v době mimo špičku.
Vyhledávání odlehlé energie je pro těžaře Bitcoinu z obchodního hlediska zásadní, protože snižuje náklady, zvyšuje environmentální udržitelnost a zajišťuje provozní stabilitu na nestabilním energetickém trhu. Tato strategie nejen činí těžbu ziskovější, ale také staví toto odvětví do role klíčového hráče v řízení sítí a rozvoji obnovitelných zdrojů energie.
Těžba Bitcoinu nabízí řešení některých klíčových výzev, kterým čelí sítě obnovitelných zdrojů energie. Přerušovaná povaha solární a větrné energie vytváří nestabilitu, protože výroba energie kolísá v závislosti na počasí. Těžaři Bitcoinu, díky své flexibilitě a škálovatelnosti, mohou pomoci stabilizovat síť tím, že spotřebovávají přebytečnou energii v době nadprodukce a omezují provoz v době vysoké poptávky. Tato schopnost reagovat na poptávku již byla využita na trzích jako Texas, kde těžaři spolupracují s provozovateli sítí na zajištění stability sítě.
Potenciál Bitcoinu eliminovat spalování metanu na ropných polích je další přehlíženou výhodou. Zachycováním a využíváním odlehlého zemního plynu, který by jinak byl spálen, mohou těžaři Bitcoinu pomoci snížit škodlivé emise metanu a proměnit ekologicky škodlivý odpadní produkt v cenný zdroj.
Ekologická kontrola těžby Bitcoinu je očekávaná a vítaná. Technologie však stále více ukazuje jedinečné příležitosti pro rozvoj obnovitelných zdrojů energie a zlepšení efektivity sítí.
Jak toto odvětví zraje, větší spolupráce s poskytovateli obnovitelné energie a provozovateli sítí pomáhá těžbě Bitcoinu stát se klíčovým hráčem v globálním posunu směrem k udržitelnější energetické budoucnosti.
Bitcoin neplýtvá energií. Využívá plýtvající energii.
Aktivně nás motivuje vyhledávat a využívat obrovské množství odlehlé nebo nevyužité energie po celém světě. A budováním více elektrické infrastruktury kolem těchto zdrojů budou mít lidstvo i životní prostředí prospěch ještě dlouho do budoucna.
Poznámky
- Bitcoin neplýtvá elektřinou, je využívána pro bezpečnost, článek popisující, jak je elektřina základem bezpečnostního modelu Bitcoinu, Bitcoin Magazine, listopad 2015 https://bitcoinmagazine.com/business/bitcoin-doesn-t-waste-electricity-it-s-used-for-security-1446482572
- Těžaři Bitcoinu tvoří 95 % velkých flexibilních odběrů v Texasu, The Miner Mag, únor 2024.https://theminermag.com/news/2024-02-29/bitcoin-mining-map-north-america-texas/
- Nedostatečná kapacita sítě zvyšuje náklady na „ztracený vítr“ na 250 milionů liber, Business Matters, březen 2025 https://bmmagazine.co.uk/news/lack-of-grid-capacity-pushes-wasted-wind-costs-to-250m/
- Island: Nepravděpodobné centrum těžby Bitcoinu, Industry Leader Magazine, září 2023 https://www.industryleadersmagazine.com/iceland-the-unlikely-bitcoin-mining-hub/
- Proč je metan silnější skleníkový plyn než oxid uhličitý? Climate Portal, prosinec 2023.https://climate.mit.edu/ask-mit/what-makes-methane-more-potent-greenhouse-gas-carbon-dioxide
- Bitcoinová firma na spalování Crusoe kupuje konkurenta Great American Mining, Data Center Dynamics, říjen 2022 https://www.datacenterdynamics.com/en/news/bitcoin-flare-firm-crusoe-buys-rival-great-american-mining/