4.1 Bitcoin i energia
Według Cambridge University Electricity Consumption Index (CBECI), zapotrzebowanie na energię przez Bitcoin wynosi około 148 TW rocznie (stan na 3 października 2024 r.), co stanowi około 0,6% całkowitego światowego zużycia energii elektrycznej.
4.1.0 Debata o zużyciu energii przez Bitcoin
Relacja sieci Bitcoin z energią jest prawdopodobnie jej najbardziej kontrowersyjną i niezrozumianą cechą. W świecie, w którym debata polityczna jest coraz bardziej wrażliwa na wpływ człowieka na środowisko z powodu wzrostu uprzemysłowienia i zmian w zachowaniach konsumenckich, pojawienie się technologii, która wykorzystuje dużą ilość energii do swojego działania, nieuchronnie przyciąga znaczną uwagę opinii publicznej. Jednak wiele z tych głosów krytyki nie wnosi zbyt wiele do dyskusji, a w wielu przypadkach jest wręcz mocno nieprecyzyjna, co pokazuje powyższy tweet Światowego Forum Ekonomicznego.
Krytycy twierdzą, że energochłonny charakter wydobycia Bitcoin — napędzany przez mechanizm konsensusu Proof-of-Work (PoW) — przyczynia się do emisji dwutlenku węgla, wywierając dodatkową presję na światowe sieci energetyczne, co z kolei podważa cele klimatyczne. Raporty podkreślające zużycie energii przez Bitcoin, które czasami przewyższa całe kraje, takie jak Argentyna, wzbudziły obawy, że sieć pogłębia degradację środowiska zamiast wspierać działania na rzecz zrównoważonego rozwoju.
Jednak coraz częściej pojawia się kontrnarracja sugerująca, że wydobycie Bitcoin może faktycznie odegrać pozytywną rolę w modernizacji sieci energetycznych i ułatwieniu przejścia na odnawialne źródła energii.
Czy zatem Bitcoin może być korzystny dla środowiska? Czy może przyczynić się do efektywności i stabilności sieci, a tym samym pomóc w przejściu na produkcję energii odnawialnej?
4.1.1 Energia jako zabezpieczenie
Podstawową funkcją sieci Bitcoin jest utrzymanie zdecentralizowanej księgi transakcji. W braku centralnego organu, który by ją weryfikował, sieć potrzebuje sposobu na zapewnienie integralności księgi i zapobieżenie podwójnemu wydaniu środków. Wszyscy uczestnicy sieci muszą zgodzić się co do stanu księgi (kto co posiada) w danym momencie. W tym miejscu pojawia się wydobycie.
Górnicy używają wyspecjalizowanego sprzętu komputerowego lub układów ASIC (Application Specific Integrated Circuits), rozmieszczonych w rozległej, globalnej sieci. ASIC-i są zaprojektowane do powtarzalnego zgadywania rozwiązań zagadki kryptograficznej, co wymaga wykonywania kwintylionów obliczeń na sekundę. Udane zgadnięcie skutkuje nagrodą dla górnika w postaci nowo wykopanych bitcoinów, a sieć kryptograficznie weryfikuje w czasie rzeczywistym, że górnik odniósł sukces. Stąd proces ten nazywany jest „proof-of-work” (dowód pracy).
Globalna sieć górników wspólnie dostarcza ogromną moc obliczeniową. Jest to celowe, ponieważ zabezpiecza sieć – zły aktor próbujący zaatakować lub zmanipulować sieć na swoją korzyść musiałby dysponować wystarczającą mocą obliczeniową, by kontrolować większość sieci. Gdyby było to możliwe, wymagałoby to ogromnych zasobów finansowych i nadal byłoby mało prawdopodobne, by utrzymać kontrolę wystarczająco długo, by poważnie zakłócić działanie sieci Bitcoin. Dlatego prawdopodobieństwo powodzenia takiego ataku zostało zredukowane niemal do zera, dzięki barierze energetycznej.
Bitcoin nie marnuje energii elektrycznej, ona jest wykorzystywana do zabezpieczenia sieci.
Kyle Torpey
4.1.2 Poszukiwanie energii niewykorzystanej
Górnicy Bitcoin działają w bardzo konkurencyjnym środowisku, rywalizując z innymi uczestnikami w całodobowym, globalnym wyścigu o dołączenie kolejnego bloku transakcji do księgi i zdobycie „nagrody za blok”. Dla górników kluczowe jest komercyjnie znalezienie najtańszej energii, która jest zarówno obfita, jak i mało konkurencyjna pod względem popytu. To prowadzi górników do źródeł energii niewykorzystanej lub marnowanej.
Głównym powodem jest opłacalność. Energia elektryczna to podstawowy koszt operacyjny górnika, ponieważ wydobycie jest bardzo energochłonne. Wykorzystując energię niewykorzystaną – czyli taką, która w innym przypadku zostałaby zmarnowana, np. nadwyżki z odnawialnych źródeł energii lub gazu ziemnego spalającego się na pochodni – górnicy mogą znacząco obniżyć koszty energii. Energia niewykorzystana jest często tańsza, ponieważ nie jest łatwo dostępna lub nie ma na nią dużego popytu. Na przykład w regionach z nadmiarem energii wodnej lub wiatrowej ceny mogą spadać z powodu braku infrastruktury do jej dystrybucji. To stwarza możliwości dla górników, by zawierać umowy na tanią energię, poprawiając swoje marże.
Umowy na dostawy energii elektrycznej mogą zapewnić dostęp do źródeł energii niewykorzystanej lub marnowanej, pozwalając górnikom zabezpieczyć się przed zmiennością tradycyjnych rynków energii. Ceny energii elektrycznej wahają się w zależności od sezonowego popytu, cen paliw kopalnych i wydarzeń geopolitycznych. Energia niewykorzystana oferuje górnikom bardziej stabilne, przewidywalne źródło energii, co ułatwia długoterminowe planowanie i osiąganie zysków. Istnieje również korzyść wizerunkowa związana z wykorzystywaniem energii niewykorzystanej, ponieważ ogranicza to krytykę środowiskową poprzez zmniejszenie śladu węglowego górnika.
Oprócz korzyści dla górnika, producent energii również zyskuje, mając pewnego odbiorcę nadwyżek energii. Producenci energii, zwłaszcza ci działający w odległych lub zasobnych w surowce regionach, mogą mieć ograniczone możliwości sprzedaży nadwyżek energii. Górnicy Bitcoin stanowią atrakcyjnego „nabywcę ostatniej szansy” dla tej energii, która w innym przypadku zostałaby zmarnowana. Dlatego partnerstwa między producentami energii a firmami wydobywczymi mogą być korzystne dla obu stron, pozwalając producentom zarabiać na energii niewykorzystanej, a górnikom uzyskiwać tanią energię.
Ponadto odnawialne źródła energii, takie jak energia słoneczna i wiatrowa, często generują nadwyżki energii w okresach niskiego zapotrzebowania lub w miejscach oddalonych od głównych odbiorców energii. Górnicy Bitcoin mogą zakładać swoje operacje w pobliżu tych źródeł, zapewniając komercyjne wykorzystanie energii, która w innym przypadku zostałaby ograniczona (czyli zmarnowana). Jest to szczególnie ważne dla farm wiatrowych lub słonecznych o nieregularnej produkcji. To kontrastuje z sieciami zasilanymi paliwami kopalnymi, gdzie niewykorzystane paliwo można łatwo przetransportować do miejsc, gdzie jest na nie popyt. To sprawia, że energia z paliw kopalnych jest mniej atrakcyjna, ponieważ rzadko jest wystarczająco tania, by umożliwić opłacalne wydobycie.
4.1.3 Wyzwanie stabilizacji sieci
Z perspektywy producenta energii elektrycznej, stabilizacja sieci jest poważnym wyzwaniem dla sieci opartych na odnawialnych źródłach energii ze względu na ich nieregularny charakter, jak w przypadku energii słonecznej i wiatrowej. W przeciwieństwie do tradycyjnych źródeł energii (np. węgiel, gaz czy energia jądrowa), które mogą produkować energię nieprzerwanie, odnawialne źródła zależą od warunków środowiskowych. Powoduje to wahania w produkcji energii, co utrudnia zrównoważenie podaży i popytu w czasie rzeczywistym.
Na przykład produkcja energii słonecznej i wiatrowej zależy od pogody i pory dnia. Energia słoneczna działa tylko wtedy, gdy świeci słońce, a turbiny wiatrowe produkują prąd tylko wtedy, gdy wieje wiatr. Powoduje to zmienność w produkcji energii, co utrudnia dopasowanie podaży do popytu przez cały czas. Nagły spadek produkcji energii odnawialnej (np. gdy wiatr przestaje wiać lub podczas pochmurnej pogody) może powodować gwałtowne spadki dostępności energii, co potencjalnie prowadzi do przerw w dostawie prądu lub konieczności uruchomienia rezerwowych elektrowni na paliwa kopalne.
Ponadto w okresach wysokiej produkcji energii odnawialnej (np. słoneczne lub wietrzne dni) i niskiego zapotrzebowania (takich jak godziny 1-4 rano), część energii odnawialnej musi zostać ograniczona, aby nie przeciążyć sieci. To obniża opłacalność projektów odnawialnych i prowadzi do nieefektywności.
Często pojawia się pytanie, czy baterie lub inne technologie magazynowania energii mogą pomóc w łagodzeniu zmienności produkcji energii. Choć te technologie mogą pomóc w magazynowaniu nadwyżek energii z odnawialnych źródeł, są one często kosztowne i mają ograniczoną pojemność. To ogranicza możliwość wyrównywania wahań produkcji i zużycia energii w dłuższych okresach.
4.1.4 Bitcoin jako stabilizator
Wydobycie Bitcoin, dzięki elastycznemu zapotrzebowaniu na energię, może być skutecznym narzędziem zarządzania popytem po stronie odbiorców w celu stabilizacji sieci opartych na odnawialnych źródłach energii. Górnicy Bitcoin mogą szybko dostosowywać swoje zużycie energii w zależności od potrzeb sieci. W okresach nadwyżki produkcji energii odnawialnej górnicy mogą zwiększać swoje operacje i pochłaniać nadmiar energii. Natomiast w okresach wysokiego zapotrzebowania lub niskiej produkcji energii odnawialnej, górnicy mogą szybko wyłączyć lub ograniczyć swoje działania, uwalniając energię dla kluczowych usług. Ta elastyczność pomaga zrównoważyć sieć, ułatwiając integrację nieregularnych źródeł odnawialnych bez potrzeby kosztownych rozwiązań magazynowania lub stosowania rezystancyjnych banków obciążeniowych, które symulują zapotrzebowanie dużego odbiorcy, zamieniając nadmiar energii w ciepło.
Ponadto wielu górników Bitcoin uczestniczy w programach reagowania na zapotrzebowanie, w ramach których dobrowolnie ograniczają zużycie energii w okresach przeciążenia sieci (np. podczas fal upałów lub mrozów). Działając jako sterowalne obciążenie, górnicy mogą pomóc zapobiegać przerwom w dostawie prądu i zapewnić stabilność sieci, zwłaszcza w okresach wysokiego zapotrzebowania.
Zamiast ograniczać nadwyżki energii odnawialnej, wydobycie Bitcoin może zużywać tę nadmiarową energię i skutecznie ją monetyzować. Tworzy to ekonomiczne zastosowanie dla energii, która w innym przypadku zostałaby zmarnowana, poprawiając ogólną efektywność projektów odnawialnych. W regionach o dużym udziale odnawialnych źródeł energii, takich jak Teksas czy Islandia, górnicy Bitcoin uruchomili swoje operacje w pobliżu elektrowni odnawialnych, pomagając pochłaniać nadmiar energii i stabilizować sieć.
W Teksasie górnicy Bitcoin nawiązali współpracę z Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) 2 w celu udziału w działaniach stabilizujących sieć. Dostosowując swoje operacje do bieżących warunków sieci, ci górnicy pomagają zrównoważyć podaż i popyt na energię elektryczną, zapewniając skuteczną integrację energii odnawialnej bez pogorszenia niezawodności sieci. Na przykład podczas zimowej burzy w Teksasie w 2021 roku górnicy Bitcoin byli w stanie ograniczyć zużycie energii, uwalniając ją dla kluczowej infrastruktury i gospodarstw domowych.
4.1.5 Zachęcanie do czystej energii
Oprócz monetyzacji nadwyżek energii odnawialnej i pełnienia roli nabywcy ostatniej szansy, górnicy Bitcoin pomagają zachęcać do inwestycji w nową infrastrukturę odnawialną poprzez długoterminowe partnerstwa z dostawcami energii. Zapewnia to dostawcy energii stały i niezawodny strumień przychodów, co sprzyja rozwojowi kolejnych farm wiatrowych, elektrowni słonecznych i wodnych. Obecność górników Bitcoin może sprawić, że takie projekty staną się bardziej opłacalne finansowo, zapewniając stałą bazę klientów. Co więcej, górnicy mogą płacić za energię natychmiast, czyli zanim źródło energii zostanie podłączone do sieci. Znacząco skraca to okres zwrotu i obniża koszt kapitału dla nowego projektu odnawialnego. Mając górnika Bitcoin jako gwarantowanego odbiorcę, dostawca energii może zdecydować się na budowę większego projektu, niż byłoby to możliwe bez obecności górnika.
Potrzeba stałego odbiorcy energii odnawialnej została ostatnio wyraźnie pokazana w Wielkiej Brytanii – szeroko informowano, że farmy wiatrowe są opłacane za wyłączanie się, a elektrownie gazowe są wykorzystywane jako ich zamiennik.Zmarnowany wiatr, strona internetowa śledząca ilość niewykorzystanej energii wiatrowej w Wielkiej Brytanii, oszacowała, że w pierwszych dwóch miesiącach 2025 roku koszt tej redukcji dla konsumentów wyniósł 253 mln £, co stanowi wzrost o 158 mln £ w porównaniu z tym samym okresem poprzedniego roku.
Business Matters twierdzi, że przyczyną tego problemu jest „gwałtowny rozwój morskich farm wiatrowych, budowanych szybciej niż można zmodernizować brytyjską infrastrukturę przesyłową”. W wietrzne dni, gdy zapotrzebowanie na energię jest niskie, sieć energetyczna nie jest w stanie przesłać nadmiaru prądu i operator sieci w praktyce rekompensuje farmom wiatrowym wyłączenie produkcji. Dodatkowo płaci elektrowniom gazowym położonym bliżej centrum zapotrzebowania, aby zrekompensować różnicę.
Dla porównania, na Islandii, gdzie dominuje energia geotermalna i hydroelektryczna, górnicy Bitcoin byli motorem rozwoju infrastruktury odnawialnych źródeł energii. Niskokosztowa energia odnawialna dostępna w tym regionie przyciągnęła wiele operacji wydobywczych, tworząc synergiczną relację między tymi dwoma sektorami.
Rząd Islandii dostrzegł potencjał wydobycia Bitcoin do stymulowania gospodarki, tworzenia miejsc pracy i przyciągania zagranicznych inwestycji. W rezultacie wspierał tę branżę i aktywnie zachęcał do jej rozwoju.
Industry Leaders Magazine
Geograficzna elastyczność wydobycia Bitcoin jest również istotna. Operacje wydobywcze Bitcoin nie są ograniczone geograficznie w taki sam sposób jak tradycyjne branże. Mogą być zakładane w odległych lokalizacjach, gdzie występują obfite źródła energii odnawialnej, ale ograniczony jest dostęp do centrów ludności lub infrastruktury przesyłowej. Dzięki temu są idealnymi kandydatami do wykorzystania energii w miejscach, gdzie tradycyjny przemysł byłby nieopłacalny, co zachęca do rozwoju czystej energii na słabo wykorzystywanych obszarach. W ten sposób górnicy Bitcoin są rynkiem, który przychodzi do źródła energii, zamiast wymagać dostarczenia energii do siebie, wraz z wszystkimi związanymi z tym kosztami infrastruktury.
Wydobycie Bitcoin oferuje silny bodziec ekonomiczny do rozwoju odnawialnych źródeł energii poprzez tworzenie stałego popytu na czystą energię, pomagając stabilizować sieci i wspierając rozwój infrastruktury w regionach bogatych w zasoby odnawialne. W miarę jak operacje wydobywcze coraz częściej przechodzą na energię odnawialną, stają się kluczowymi graczami w globalnej transformacji w kierunku bardziej zrównoważonej przyszłości energetycznej.
Eliminacja spalania gazu?
Wykorzystanie energii odpadowej, takiej jak spalany gaz ziemny, nie tylko pozwala zaoszczędzić pieniądze, ale także łagodzi krytykę środowiskową. Spalanie ma miejsce, gdy nadmiar gazu ziemnego (metanu) jest spalany na miejscu wydobycia ropy, ponieważ nie ma infrastruktury do jego wychwycenia i sprzedaży. Według niektórych badań5, metan zatrzymuje około 120 razy więcej ciepła niż CO2, stąd konieczność jego spalania, co skutecznie przekształca go w CO2. Jednak spalanie nie jest w 100% skuteczne i nadal pozwala na emisję metanu do atmosfery. Górnicy Bitcoin mogą wykorzystać tę energię do zasilania swoich operacji, co zmniejsza emisję gazów cieplarnianych ze spalania. Gaz ziemny jest spalany w generatorach w celu wytworzenia energii elektrycznej, która zasila przenośne koparki znajdujące się bezpośrednio przy odwiertach.
Dla firm naftowych ta praktyka zamienia produkt odpadowy w źródło przychodu. Sprzedając gaz ziemny górnikom Bitcoin lub zakładając własne operacje wydobywcze, firmy mogą monetyzować gaz, który w innym przypadku zostałby zmarnowany. Dzięki temu proces wydobycia ropy staje się bardziej efektywny i opłacalny.
Ponadto, w miarę jak rządy wprowadzają coraz bardziej rygorystyczne przepisy środowiskowe, producenci ropy są pod coraz większą presją, aby ograniczać emisje. Wychwytywanie i wykorzystywanie spalanych gazów może pomóc firmom w spełnieniu wymogów prawnych i uzyskaniu kredytów węglowych, co czyni to rozwiązanie atrakcyjnym nie tylko ze względów ekonomicznych, ale także regulacyjnych.
Crusoe Energy Systems to amerykańska firma współpracująca z producentami ropy w celu wdrażania przenośnych systemów wydobywczych zasilanych spalanym gazem ziemnym. Do 2022 roku Crusoe wdrożyło ponad 98 kontenerowych centrów danych przy odwiertach naftowych w Dakocie Północnej i Montanie.
Wykorzystując uwięziony gaz ziemny, który w innym przypadku zostałby spalony, wydobycie Bitcoin może zmniejszyć szkodliwe emisje metanu na całym świecie, generować dodatkowe przychody dla producentów ropy i promować bardziej zrównoważone praktyki energetyczne. Ta metoda zamienia problem środowiskowy w szansę, pokazując, jak innowacje wokół wydobycia Bitcoin mogą łączyć się z sektorem energetycznym, przynosząc zarówno korzyści ekonomiczne, jak i środowiskowe.
4.1.6 Ewoluująca pozytywna historia
Relacja Bitcoin z energią jest wielowymiarowa i ewoluuje. Wydobycie Bitcoin spotkało się z krytyką ze względu na wysokie zużycie energii – niektórzy komentatorzy i ekolodzy powołują się na badania pokazujące, że zużycie energii przez sieć jest porównywalne z całymi państwami, inni zaś obawiają się, że zapotrzebowanie branży na energię może pogłębić zmiany klimatu. Jednak ta narracja całkowicie pomija potencjał wydobycia Bitcoin do odegrania konstruktywnej roli w przejściu na odnawialne źródła energii i zwiększeniu efektywności sieci.
Wydobycie Bitcoin, ze swoim unikalnym zapotrzebowaniem na tanią i obfitą energię elektryczną, coraz częściej łączy się ze źródłami odnawialnymi. W regionach bogatych w energię wiatrową, słoneczną lub hydroelektryczną, górnicy mogą wykorzystywać nadmiar lub uwięzioną energię, która w innym przypadku zostałaby zmarnowana. Ta dynamika pomaga poprawić opłacalność projektów odnawialnych, zapewniając stały popyt na nadwyżki prądu, zwłaszcza poza szczytem zapotrzebowania.
Poszukiwanie uwięzionej energii jest kluczowe dla górników Bitcoin z punktu widzenia biznesowego, ponieważ obniża koszty, zwiększa zrównoważenie środowiskowe i zapewnia stabilność operacyjną na niestabilnym rynku energii. Ta strategia nie tylko czyni wydobycie bardziej opłacalnym, ale także pozycjonuje branżę jako kluczowego gracza w zarządzaniu siecią i rozwoju odnawialnych źródeł energii.
Wydobycie Bitcoin oferuje rozwiązania dla niektórych kluczowych wyzwań, przed którymi stoją sieci energii odnawialnej. Przerywany charakter energii słonecznej i wiatrowej powoduje niestabilność, ponieważ produkcja energii zależy od warunków pogodowych. Górnicy Bitcoin, dzięki elastycznym i skalowalnym operacjom, mogą pomagać w stabilizacji sieci, zużywając nadmiar energii w okresach nadprodukcji i ograniczając pobór w okresach wysokiego zapotrzebowania. Ta zdolność do reagowania na popyt została już wykorzystana na rynkach takich jak Teksas, gdzie górnicy współpracują z operatorami sieci w celu zapewnienia jej stabilności.
Potencjał Bitcoin do eliminacji spalania metanu na polach naftowych to kolejna niedoceniana korzyść. Wychwytując i wykorzystując uwięziony gaz ziemny, który w innym przypadku zostałby spalony, górnicy Bitcoin mogą pomóc ograniczyć szkodliwe emisje metanu, zamieniając szkodliwy dla środowiska odpad w cenny zasób.
Kontrola środowiskowa wydobycia Bitcoin jest oczekiwana i pożądana. Jednak technologia ta coraz częściej pokazuje unikalne możliwości wspierania rozwoju odnawialnych źródeł energii i poprawy efektywności sieci.
W miarę dojrzewania branży, większa współpraca z dostawcami energii odnawialnej i operatorami sieci pomaga wydobyciu Bitcoin stać się kluczowym graczem w globalnej transformacji w kierunku bardziej zrównoważonej przyszłości energetycznej.
Bitcoin nie marnuje energii. Wykorzystuje energię, która byłaby zmarnowana.
Aktywnie zachęca nas do poszukiwania i wykorzystywania ogromnych ilości uwięzionej lub niewykorzystanej energii na całym świecie. A poprzez budowę większej infrastruktury energetycznej wokół tych źródeł, ludzkość i środowisko będą czerpać korzyści przez długie lata.
Przypisy
- Bitcoin nie marnuje energii elektrycznej, jest ona wykorzystywana dla bezpieczeństwa, artykuł opisujący, jak energia elektryczna stanowi fundament modelu bezpieczeństwa Bitcoin, Bitcoin Magazine, listopad 2015https://bitcoinmagazine.com/business/bitcoin-doesn-t-waste-electricity-it-s-used-for-security-1446482572
- Górnicy Bitcoin stanowią 95% Dużych Elastycznych Odbiorców w Teksasie, The Miner Mag, luty 2024.https://theminermag.com/news/2024-02-29/bitcoin-mining-map-north-america-texas/
- Brak przepustowości sieci podnosi koszty „zmarnowanego wiatru” do 250 mln £, Business Matters, marzec 2025https://bmmagazine.co.uk/news/lack-of-grid-capacity-pushes-wasted-wind-costs-to-250m/
- Islandia: Nieoczekiwane centrum wydobycia Bitcoin, Industry Leader Magazine, wrzesień 2023https://www.industryleadersmagazine.com/iceland-the-unlikely-bitcoin-mining-hub/
- Dlaczego metan jest silniejszym gazem cieplarnianym niż dwutlenek węgla? Climate Portal, grudzień 2023.https://climate.mit.edu/ask-mit/what-makes-methane-more-potent-greenhouse-gas-carbon-dioxide
- Firma zajmująca się spalaniem gazu dla Bitcoin Crusoe kupuje konkurenta Great American Mining, Data Center Dynamics, październik 2022https://www.datacenterdynamics.com/en/news/bitcoin-flare-firm-crusoe-buys-rival-great-american-mining/