Bitcoin マイニングのエネルギー消費を簡単に説明

Bitcoin マイニングの実際の仕組み

1. Bitcoin マイニングは物理的な採掘ではなく、特殊なハードウェアを使用して暗号パズルを解く計算競争です。

2. マイナーは、トランザクションのバッチを検証し、それらを新しいブロックとしてブロックチェーンに追加するために競争します。

3. ソリューションが成功するたびに、新しく鋳造された bitcoin と取引手数料がマイナーに報酬として与えられます。

4. これらのパズルの難易度は、平均ブロック時間が 10 分を維持するように 2016 ブロックごとに自動的に調整されます。

5. この自己調整メカニズムにより、一貫したネットワーク セキュリティが保証されるだけでなく、より多くのマイナーが参加するにつれて増大するエネルギー需要もロックされます。

電力消費の定量化

1. ケンブリッジ Bitcoin 電力消費指数によると、年間消費量は133.68 テラワット時です。

2. その量は、人口 1,000 万人を超え、高度な産業インフラを抱える国であるスウェーデンの総電力使用量を超えています。

3. 国内の電力消費者としては、ウクライナ、アルゼンチン、オランダを上回り、世界第 27 位にランクされています。

4. 1 回の bitcoin トランザクションは約2,765 キロワット時を消費します。これは、米国の家庭が 94 日間に使用する平均電力に相当します。

5. このエネルギーの 65% 以上は非再生可能資源、特に 2021 年の取り締まり以前の内モンゴルなどの地域の石炭火力発電に由来しています。

地理的移動と電源

1. 2021年に中国が全国的にマイニングを禁止した後、ハッシュレートの移行がカザフスタン、ロシア、米国に向けて加速した。

2. テキサス州は、エネルギー市場の規制緩和と風力発電と天然ガスの余剰発電能力により、トップの目的地として浮上しました。

3. ノルウェーとアイスランドでは、地熱資源と水力発電資源がカーボンニュートラルな操業を求める鉱山労働者を惹きつけました。

4. しかし、グリッドレベルのデータは、再生可能エネルギーが豊富な管轄区域であっても、マイナーは他の消費者と同じ混合世代プールから電力を供給することが多いことを示しています。

5. 採掘プールからのリアルタイム遠隔測定により、需要の高い時期に化石燃料のピーカープラントに頻繁に依存していることが確認され、グリーン主張が損なわれています。

ハードウェアの進化と効率の限界

1. ASIC チップは現在、ワットあたりのハッシュのパフォーマンスが桁違いに向上しているため、GPU や FPGA に代わってマイニングの主流を占めています。

2. 最新世代の ASIC は、負荷時に約 3,250 ワットを消費しながら、1 秒あたり最大 110 テラハッシュを達成します。

3. しかし、効率の向上は、ネットワークの難易度の上昇とハッシュレートの上昇によって日常的に相殺されます。これは「リバウンド効果」として知られる現象です。

4. 熱放散は依然として重要な制約です。浸漬冷却リグには、それ自体が追加のメガワットを消費する専用の冷却インフラストラクチャが必要です。

5. チップの製造は 5 ナノメートルの半導体プロセスに依存しており、その製造では大量の CO₂ が排出され、超純水が消費されます。これらの要素は主要なエネルギー指標に含まれることはほとんどありません。

よくある質問

Q: プルーフ・オブ・ステークにより、マイニングのエネルギー使用は不要になりますか?プルーフ・オブ・ステークは、エネルギーを大量に消費する計算を経済的なステークベースの検証に置き換えます。イーサリアムの移行によりエネルギー使用量は 99.9% 以上削減されましたが、Bitcoin のプロトコルはコンセンサスレベルのハードフォークがなければそのような移行をサポートしていません。

Q: 座礁またはフレアしたガスは持続的に採掘に電力を供給できますか?米国のいくつかのプロジェクトでは、油井からの随伴ガスを再利用し、メタン排出を削減しています。しかし、ライフサイクル分析によると、燃焼効率が95%を超え、輸送損失が無視できる場合を除き、正味排出量は依然としてグリッド平均よりも高いことが示されています。

Q: 価格が下がったときにマイナーが再生可能エネルギーに完全に切り替えないのはなぜですか?断続的な場合は、バックアップ生成に依存する必要があります。太陽光発電所は夜間は発電量がゼロです。風のパターンは時間ごとに変動します。大規模なストレージがなければ、マイナーは稼働時間を保証するために化石燃料を燃料とする送電網に接続し続ける必要があります。

Q: テラハッシュあたりのマイニング エネルギーに規制上の上限はありますか?国際標準は存在しません。欧州連合の MiCA 枠組みは、エネルギー源の開示を義務付けていますが、拘束力のある効率閾値は課していません。ニューヨークなどの米国の州は一時停止を制定しているが、連邦法は依然として存在しない。