مطالعات جدید مصرف آب بیت کوین را بررسی کرده و نتایج هشداردهنده‌ای به‌همراه داشته‌اند. استخراج بیت کوین، مهم‌ترین رمزارز بازار کریپتو، فرایندی است که به مصرف انرژی زیادی نیاز دارد. به‌دلیل ماهیت انرژی‌بر این فرایند و تأثیرات زیست‌محیطی احتمالی آن، کارشناسان مدت‌هاست که مشغول بررسی بیت کوین هستند.
از زمان معرفی بیت کوین در سال ۲۰۰۸، این رمزارز هرگز هک نشده است. امنیت فراوان BTC که حاصل مکانیزم اجماع اثبات کار (PoW) است، ارزش درخورتوجهی برای این رمزارز فراهم می‌کند. نکته مهم این است که PoW انرژی‌بر و بر الگوریتم‌های رمزنگاری پیچیده‌ای متکی است که به قدرت محاسباتی زیادی نیاز دارند.
براساس گزارش دانشگاه کمبریج، محبوبیت جهانی بیت کوین باعث شده است که مصرف انرژی شبکه آن تا ۷دسامبر۲۰۲۳ (۱۶آذر۱۴۰۲) به ۱۴۷.۶۱ تراوات‌ساعت در سال برسد که نزدیک به میانگین مصرف انرژی سالانه کشورهایی مانند لهستان و اوکراین و مالزی است.
در‌حال‌حاضر، مکانیزم اجماع PoW بیت کوین به تضمین امنیتی تغییرناپذیری تبدیل شده است؛ اما برخی آن را کابوس زیست‌محیطی می‌دانند. صنعت استخراج بیت‌کوین برای رفع این نگرانی‌ها به‌‌سرعت به‌سمت منابع انرژی تجدیدپذیر حرکت کرده است. بااین‌حال، مطالعات جدید از مشکل زیست‌محیطی دیگری پرده برداشته‌اند: مصرف زیاد آب در استخراج رمزارز.
تشنگی فزاینده صنعت استخراج بیت کوین
مطالعه اخیر با عنوان «ردپای آب روبه‌رشد بیت‌کوین» اثر الکس دی‌وریز، تحلیلگر داده و پژوهشگر در دانشگاه آزاد آمستردام و بانک مرکزی هلند (DNB)، نشان می‌دهد که مصرف زیاد آب Bitcoin ممکن است به محیط‌زیست آسیب بزند.
صنعت ماینینگ بیت‌کوین به‌صورت سالانه رشد می‌کند و نرخ‌های هش جدید در تاریخ استخراج BTC دست می‌یابد. این در حالی است که پیش‌بینی می‌شود این روند با افزایش قیمت بیت کوین ادامه یابد.
مانند هر رایانه‌ای، وجود سیستم خنک‌کننده برای بهینه‌سازی عملکرد دستگاه‌های ماینینگ ضروری است. در این اوضاع‌واحوال، آب اغلب برای سیستم‌های خنک‌کننده و سیستم‌های مرطوب‌کننده هوا استفاده می‌شود.
(منبع: الکس دی‌وریز)
علاوه‌بر‌این، آب ممکن است به‌طور غیرمستقیم برای تولید برق استفاده شود. این موضوع در نتایج منتشرشده از مطالعات فرایند استخراج بیت کوین مشاهده‌شدنی است. بنابر داده‌های موجود در این مطالعات، ردپای مصرف آب بیت‌کوین در سال ۲۰۲۱ درمقایسه‌با سال ۲۰۲۰ افزایش چشمگیر ۱۶۶درصدی پیدا کرده است.
دی‌وریز اذعان می‌کند که به‌دلیل محدودیت اطلاعات عمومی، مشکلاتی در کمّی‌کردن داده‌های مربوط به آثار مستقیم استخراج بیت‌کوین بر مصرف آب وجود دارد. باوجوداین، وی با ادغام داده‌های بازیابی‌شده مصرف آب مستقیم و غیرمستقیم تخمین می‌زند که کل آثار سالانه آب برای ماینرهای Bitcoin ایالات متحده ممکن است از ۹۳ تا ۱۲۰ گیگا‌لیتر (GL) باشد (معادل مصرف آب سالانه متوسط حدود ۳۰۰هزار خانوار در ایالات متحده).
علاوه‌بر‌این، ریوت پلتفرمز (Riot Platforms)، یکی از استخراج‌کنندگان بزرگ بیت‌کوین در جهان، در حال ساخت مرکز استخراج جدیدی در تگزاس است که براساس گزارش دی‌وریز، مجموع ردپای آب را به ۱۲۱.۲ تا ۱۴۷.۸ گیگا‌لیتر افزایش می‌دهد.
به‌گفته دی‌وریز، براساس تمام داده‌های جمع‌آوری‌شده، هر تراکنش بیت‌کوین به‌طور متوسط برابر است با میزان آبی که برای پر‌کردن استخری در حیاط‌خلوت لازم است. همچنین، او در مطالعه‌اش بیان می‌کند:
با مدیریت شبکه ۱۱۳میلیون تراکنش در سال ۲۰۲۰ و ۹۶.۷میلیون تراکنش در سال ۲۰۲۱، ردپای آب به‌ازای هر تراکنش پردازش‌شده در بلاکچین بیت‌کوین برای آن سال‌ها به‌ترتیب به ۵,۲۳۱ و ۱۶,۲۷۹ لیتر رسید.
راهکار دی‌وریز برای جلوگیری از مصرف آب زیاد بیت کوین
طبق اعلام دی‌وریز، تخمین زده می‌شود که میزان آب مصرفی هر تراکنش بیت کوین ۶میلیون برابر بیشتر از میزان آبی است که برای انجام هر تراکنش با کارت اعتباری معمولی مصرف می‌شود. دی‌وریز این اظهارات را براساس داده‌های گزارش اخیر دیگری با عنوان «ردپای آب و کربن رمزارزها و ارزهای متعارف» بیان کرده است. بنابر محاسبات وی، تراکنش‌های معمولی بدون استفاده از وجه نقد حدود ۲.۶ میلی‌لیتر آب مصرف می‌کنند.
دی‌وریز در‌ادامه راه‌حل بحث‌برانگیزی را برای مصرف آب زیاد بیت کوین معرفی می‌کند: تغییر پروتکل اعتبارسنجی بیت‌کوین از اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS). اثبات کار و اثبات سهم مکانیزم‌هایی اساسی هستند که در فرایند تأیید تراکنش‌ها و ایمنی شبکه‌های رمزارزها استفاده می‌شوند.
(منبع: الکس دی‌وریز)
PoW مکانیزمی است که در آن، ماینرها با حل مسائل ریاضی پیچیده، نقشه‌های تراکنش را بررسی می‌کنند و به شبکه می‌افزایند. این فرایند انرژی زیادی مصرف می‌کند و به «مصرف‌کننده انرژی بلاکچین» معروف است. به‌منظور کاهش مصرف انرژی و مسائل زیست‌محیطی که اثبات کار با خود به‌همراه دارد، مفهوم اثبات سهم (PoS) معرفی شده است.
در PoS، تأیید تراکنش‌ها و ایمنی شبکه براساس میزان توکن‌هایی صورت می‌گیرد که شخص در دست دارد. این یعنی هر‌چه توکن بیشتری در دست فرد باشد، او بیشترین حق تأیید تراکنش‌ها و دریافت پاداش را دارد. این تغییر به‌سمت اثبات سهم می‌تواند مصرف انرژی شبکه را به‌شدت کاهش دهد؛ اما با خود مشکلات جدیدی نیز به‌همراه دارد.
اتریوم اخیراً این تغییر اساسی را انجام داده و مصرف انرژی خود را تا ۹۹درصد کاهش داده است. بااین‌همه، این تغییر پروتکل هزینه‌ای اجتناب‌ناپذیر، یعنی متمرکزسازی را به‌همراه داشته است. این در حالی است که غیرمتمرکز‌بودن و استقلال از تمامی سازمان‌ها و ارگان‌های دولتی و خصوصی یکی از ارزش‌های اصلی BTC به‌شمار می‌رود.
آیا هزینه هر تراکنش به‌صورت دقیق محاسبه شده است؟
دانیل باتن، سرمایه‌گذار ClimateTech، یکی از افرادی است که اعتقاد دارد مطالعات دی‌وریز مغرضانه بوده است؛ زیرا وی کارمند بانک مرکزی هلند (DNB) است. باتن با انتشار پستی در شبکه اجتماعی X بیان کرد:
مقاله BBC درباره بیت‌کوین و آب نمادی از تنبلی در روزنامه‌نگاری است. تنها یک روز پس از انتشار نتایج مطالعه مستقل باکیفیت درباره بیت کوین در ایندیپندنت، بی‌بی‌سی اطلاعات غیرعلمی و نامعتبر لابیست معروف ضد‌بیت کوین را منتشر می‌کند!
همچنین، دانیل باتن با راه‌حل دی‌وریز برای تغییر بیت‌کوین به PoS مخالفت کرد و دراین‌باره افزود:
مصرف انرژی Bitcoin براساس شایستگی‌های خود، این قابلیت را دارد که به‌عنوان عامل زیست‌محیطی مثبتی در نظر گرفته شود؛ زیرا این نوع مصرف انرژی عمدتاً پایدار و بسیار انعطاف‌پذیر است و توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر را تشویق می‌کند. همچنین، استفاده از انرژی محدود‌شده و استاندارد و تثبیت تناوب انرژی تجدیدپذیر در شبکه‌ها و امکان کاهش متان را فراهم می‌کند. بلاک‌چین‌های مبتنی‌بر PoS هیچ‌یک از این مزیت‌ها و کاربردهای بالقوه را ندارند.
دنیل باتن بیان می‌کند که دانشگاه کمبریج قبلاً استدلال کرده بود که انتقاد از بیت‌کوین براساس هزینه انرژی فرضی در هر تراکنش کاملاً دقیق نیست؛ زیرا سرعت تراکنش (یعنی تعداد تراکنش‌هایی که سیستم می‌تواند پردازش کند) مستقل از مصرف برق شبکه است. به‌عبارت‌دیگر، تجهیزات ماینینگ بیشتر و در‌نتیجه افزایش مصرف برق بر تعداد تراکنش‌های پردازش‌شده تأثیری نخواهد گذاشت. 
(منبع: World Resources Institute)
علاوه‌بر‌این، هر تراکنش در بلاکچین BTC ممکن است شامل صدها پرداخت یا نماینده بیش از میلیاردها نقطه داده با استفاده از پروتکل‌های باز باشد. باتن به این موضوع اشاره می‌کند که بر همین اساس، اندازه‌گیری مصرف آب در هر تراکنش می‌تواند گمراه‌کننده باشد.
دی‌وریز در صحبت‌هایش گفته بود این اندیکاتور به‌سادگی معیار کارایی است که میانگین مصرف آب در هر تراکنش پردازش‌شده در بلاکچین بیت‌کوین را برای سال‌های ۲۰۲۰ و ۲۰۲۱ نشان می‌دهد. درمقابل، باتن ادعا می‌کند که در گزارش‌های دی‌وریز، هیچ‌یک از مطالعات اخیر درباره استفاده Bitcoin از انرژی‌های تجدیدپذیر یا جنبه‌های مثبت استخراج رمزارزها مدنظر قرار نگرفته‌اند.
استخراج بیت کوین می‌تواند به کشورهای دچار کمبود آب کمک کند
این موضوع که استخراج بیت کوین به مصرف انرژی زیادی نیاز دارد، انکارناپذیر است. هر فرایند صنعتی که انرژی مصرف می‌کند، به مصرف آب منجر می‌شود. بااین‌حال، بر‌خلاف بسیاری از صنایع دیگر، استخراج بیت‌کوین به مکان وابسته نیست. ازاین‌رو، ماینرهای بیت‌کوین می‌توانند به‌صورت مجازی و در هر جایی که برق و اینترنت در‌دسترس باشد، فعالیت کنند.
دنیل باتن در وبلاگ خود نشان می‌دهد که استخراج بیت کوین از‌نظر تئوری چگونه می‌تواند به کشورهای دچار کمبود آب کمک کند. او خاطرنشان می‌کند که تقریباً ۲۰ کشور تا سال ۲۰۴۰ دچار کمبود آب شدید یا بسیار شدید خواهند شد.
خاورمیانه و شمال آفریقا از‌جمله مناطق خشک روی زمین هستند. این مناطق به‌دلیل کاهش مداوم بارندگی در ۳۰ سال گذشته که به مصرف بیشتر آب منجر شده است، با بحران کمبود آب روبه‌رو هستند.
به‌گفته دیوید هانا، استاد هیدرولوژی در دانشگاه بیرمنگام، خاورمیانه منابع آب بسیار محدودی دارد و برخی از منابع آب زیرزمینی در این منطقه شور هستند. بسیاری از این کشورها هم‌اکنون استفاده از فرایندهای نمک‌زدایی را شروع کرده‌اند. بااین‌حال، تولید آب آشامیدنی ازطریق این فرایند بسیار پرهزینه و با مصرف بیشازحد انرژی همراه است.
برنامه‌های امارات متحده عربی برای مقابله با کمبود آب
کوین‌تلگراف می‌نویسد که طبیعتاً خاورمیانه بیشترین وابستگی را به فرایندهای نمک‌زدایی دارد. این صنعت برای بقای ساکنان این منطقه بسیار حیاتی است؛ بنابراین، کشورهایی همچون امارات متحده عربی برنامه‌های بلندپروازانه‌ای را برای تأمین انرژی این کارخانه‌ها آغاز کرده‌اند.
امارات متحده عربی در حال ساخت یکی از زیرساخت‌های خورشیدی گسترده در جهان با ظرفیت ۵ گیگاوات تا سال ۲۰۳۰ است. با درنظرگرفتن این اطلاعات، استخراج Bitcoin چگونه می‌تواند به کشورهای دچار کمبود آب سود برساند که به نمک‌زدایی نیاز دارند؟ باتن استدلال خود را بر دو نکته اصلی بنا می‌کند.
نکته اول اینکه ماینرهای بیت‌کوین می‌توانند تولید انرژی تجدیدپذیر برای نمک‌زدایی را تسریع بخشند. هر ارائه‌دهنده برق با موضوع ظرفیت مازاد مواجه خواهد شد. انرژی بیشازحد تولید‌شده را نمی‌توان به‌راحتی ذخیره کرد؛ بنابراین اگر مصرف‌کننده یا خریدار در‌دسترس نباشد، هدر می‌رود.
میزان الکتریسیته‌ای که ازطریق انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی تولید می‌شود، تقریباً بی‌نهایت است. باوجوداین، عملکرد سیستم‌های مبتنی‌بر انرژی‌های تجدیدپذیر و تولید الکتریسیته به‌واسطه آن‌ها به‌طور نامنظم انجام می‌شود. همچنین، مکان ایدئال برای تولید این نوع انرژی ممکن است فاصله زیادی با مصرف‌کنندگان آن داشته باشد.
ماینرها بهترین گزینه برای کمک به کشورهای دچار کم‌آبی
روی‌همه‌رفته، می‌توان گفت که ماینرهای بیت‌کوین بهترین گزینه برای حل این مشکلات به‌شمار می‌روند. آنان خریداران بالقوه انرژی الکتریکی اضافی تولید‌شده ازطریق انرژی خورشیدی هستند و این موضوع ممکن است فرایند افزایش ظرفیت انرژی خورشیدی را تسریع کند. دلیل این امر آن است توسعه‌دهندگان می‌توانند مطمئن باشند که خریداران بالقوه‌ای دارند و قبل از راه‌اندازی پروژه می‌توانند به آنان اعتماد کنند.
در‌نتیجه، استخراج Bitcoin به تغییر روش‌های نمک‌زدایی با کمک انرژی تجدیدپذیر کمک می‌کند و سبب می‌شود تا امارات متحده عربی بدون وجود ریسک‌های مرتبط با تولید انرژی مازاد، به اهداف خود درزمینه تأمین آب شیرین دست یابد.
نکته دوم اینکه استخراج بیت کوین ممکن است میزان بهره‌وری تولید عملیاتی نمک‌زدایی را افزایش دهد. افزایش بهره‌وری در هزینه‌های عملیاتی بدین‌معنی است که آب را می‌توان با هزینه‌ای نزدیک به هزینه عملیاتی نمک‌زدایی کرد.
به‌عبارت‌دیگر، این دو فناوری می‌توانند مکمل یکدیگر باشند. گرما مستقیماً برای نمک‌زدایی استفاده می‌شود و تقریباً تمام انرژی استفاده‌شده دستگاه‌های استخراج بیت‌کوین به گرما تبدیل می‌شود. انرژی گرمایی ساطع‌شده را می‌توان مستقیماً برای نمک‌زدایی استفاده کرد؛ درحالی‌که کسب درآمد از استخراج بیت‌کوین هم‌زمان در حال انجام است.
پس، نسبت آب تولیدی به دلار مصرف‌شده افزایش می‌یابد و این موضوع به نمک‌زدایی بیشتر آب با صرف همان هزینه خالص قبلی منجر می‌شود. به‌طورکلی، نکته‌ای که منتقدان استخراج بیت‌کوین از آن غافل می‌شوند، پذیرش قابلیت‌های این صنعت برای انطباق با انرژی‌های تجدیدپذیر است.
بیت کوین؛ مزایا یا معایب؟
مدت‌هاست که تصویر عمومی منفی درباره تأثیرات زیست‌محیطی بیت‌کوین وجود دارد. یکی از راه‌های ترویج مزایا و قابلیت استفاده آن، ارائه حقایق تجربی است. این موضوع نشان می‌دهد استخراج رمزارز می‌تواند به‌عنوان راهکاری برای استفاده از تمام انرژی ایجاد شده در نظر گرفته شود و بدین‌ترتیب، به ایجاد اقتصاد مطلوب‌تر منجر شود.
به‌گفته دنیل باتن، روایت استخراج بیت کوین در حال تغییر است. از دیدگاه او، استفاده بیشتر از انرژی پایدار و به‌نمایش‌گذاشتن داده‌های معتبر و انتشار گزارش‌های مستقل باکیفیت (مانند گزارش‌های KPMG و IRM و مجله پایداری ACS) که نشان می‌دهد چگونه استخراج بیت‌کوین مبارزه پایدار را «فعال‌تر» می‌کند، می‌تواند آغازی برای دوره جدید با ارائه تصویر عمومی مثبت از بیت‌کوین باشد.
معضل اصلی این است که آیا Bitcoin یا ارز دیجیتال غیرمتمرکز به‌عنوان ابزاری ارزشمند برای جامعه جهانی در نظر گرفته می‌شود یا خیر. اگر پاسخ منفی باشد، مصرف انرژی بیت‌کوین به‌معنای هدررفت منابع جهانی است. درمقابل، اگر پاسخ مثبت باشد، مصرف انرژی برای آن سرمایه‌گذاری ضروری برای آینده تمام مردم به‌شمار می‌رود.
