چرا استخراج‌کنندگان ارز دیجیتال برق زیادی مصرف می‌کنند استخراج ارزهای دیجیتال، به‌ویژه #بیت‌کوین، به دلیل مصرف بالای برق شهرت دارد. این مقاله دلایل این موضوع را بررسی می‌کند و به جنبه‌های فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی آن می‌پردازد و راه‌حل‌های ممکن برای آینده‌ای پایدارتر را معرفی می‌کند. مقدمه استخراج #ارز #دیجیتال فرآیندی است که طی آن تراکنش‌ها تأیید شده و به بلاکچین، یک دفتر کل عمومی غیرمتمرکز، اضافه می‌شوند. این فرآیند برای عملکرد ارزهای دیجیتالی مانند بیت‌کوین ضروری است، اما مصرف برق بسیار بالایی دارد. این مصرف زیاد انرژی نگرانی‌هایی درباره تأثیرات زیست‌محیطی و پایداری آن ایجاد کرده است. در این مقاله، دلایل مصرف بالای برق توسط استخراج‌کنندگان ارز دیجیتال بررسی می‌شود. مکانیزم استخراج ارز دیجیتال استخراج ارز دیجیتال شامل حل مسائل پیچیده ریاضی برای تأیید تراکنش‌ها و افزودن آن‌ها به بلاکچین است. برای بیت‌کوین، این فرآیند توسط مکانیزم اجماع اثبات کار (PoW) کنترل می‌شود. نحوه عملکرد آن به این صورت است: بلاکچین و تراکنش‌ها: بلاکچین یک دفتر کل توزیع‌شده است که تمام تراکنش‌های ارز دیجیتال را ثبت می‌کند. هر بلاک شامل مجموعه‌ای از تراکنش‌هاست و استخراج‌کنندگان برای افزودن بلاک‌های جدید به زنجیره رقابت می‌کنند. مکانیزم اثبات کار: استخراج‌کنندگان از کامپیوترهای قدرتمند برای حل معماهای رمزنگاری استفاده می‌کنند. این معماها از نظر محاسباتی دشوار هستند و به قدرت پردازش زیادی نیاز دارند. اولین استخراج‌کننده‌ای که معما را حل کند، بلاک جدید را به بلاکچین اضافه کرده و پاداش (بیت‌کوین جدید و کارمزد تراکنش) دریافت می‌کند. نقش استخراج‌کنندگان: استخراج‌کنندگان در واقع حسابرسان بلاکچین هستند. آن‌ها با حل این معماها، امنیت و یکپارچگی شبکه را تضمین کرده و از تقلب و دوبار خرج کردن جلوگیری می‌کنند. با این حال، مکانیزم اثبات کار ذاتاً انرژی‌بر است. با پیوستن استخراج‌کنندگان بیشتر به شبکه، معماها دشوارتر شده و نیاز به برق بیشتری ایجاد می‌شود. چرا اثبات کار انرژی‌بر است مکانیزم اثبات کار برای امنیت و غیرمتمرکز بودن طراحی شده، اما این ویژگی هزینه انرژی بالایی دارد. دلایل آن عبارتند از: افزایش دشواری: دشواری معماهای رمزنگاری هر ۲۰۱۶ بلاک (تقریباً هر دو هفته) تنظیم می‌شود تا بلاک‌ها با نرخ ثابتی به بلاکچین اضافه شوند، صرف‌نظر از قدرت محاسباتی کل شبکه. با加入 بیشتر استخراج‌کنندگان، معماها سخت‌تر شده و به سخت‌افزار پیشرفته‌تر و انرژی بیشتری نیاز است. سخت‌افزارهای تخصصی: استخراج‌کنندگان از تجهیزات تخصصی به نام مدارهای مجتمع با کاربرد خاص (ASIC) استفاده می‌کنند که صرفاً برای استخراج ارز دیجیتال طراحی شده‌اند. اگرچه ASIC‌ها نسبت به کامپیوترهای عمومی برای استخراج کارآمدتر هستند، اما همچنان مقدار زیادی برق مصرف می‌کنند. یک دستگاه ASIC پیشرفته می‌تواند حدود ۳۰۰۰ وات برق مصرف کند و مراکز بزرگ استخراج ممکن است هزاران دستگاه از این نوع داشته باشند. نیاز به خنک‌سازی: سخت‌افزارهای استخراج گرمای زیادی تولید می‌کنند و به سیستم‌های خنک‌کننده صنعتی نیاز دارند. این سیستم‌های خنک‌کننده مصرف انرژی کلی عملیات استخراج را افزایش می‌دهند. به عنوان مثال، یک مرکز استخراج در قزاقستان با ۵۰,۰۰۰ دستگاه استخراج، نیاز به خنک‌سازی گسترده‌ای برای جلوگیری از گرمای بیش از حد دارد. ترکیب دشواری فزاینده، سخت‌افزارهای تخصصی و نیاز به خنک‌سازی، چرخه‌ای از افزایش مصرف انرژی ایجاد می‌کند. مقیاس مصرف برق مصرف برق کل استخراج ارزهای دیجیتال، به‌ویژه بیت‌کوین، بسیار قابل‌توجه است. اطلاعات کلیدی به صورت زیر است: مصرف سالانه برق: حدود ۱۷۵.۸۷ تراوات‌ساعت (TWh)، بیشتر از مصرف سالانه کشوری مانند لهستان. انرژی برای هر تراکنش بیت‌کوین: حدود ۱۲۹۹.۳۸ کیلووات‌ساعت (kWh)، معادل مصرف برق یک خانوار متوسط آمریکایی به مدت ۴۴.۵۴ روز. انتشار کربن: حدود ۶۵ مگاتن دی‌اکسید کربن در سال، مشابه انتشار گازهای گلخانه‌ای کشور یونان. رشد در طول زمان: مصرف انرژی بیت‌کوین از حدود ۱۰ تراوات‌ساعت در سال ۲۰۱۵ به بیش از ۱۷۵ تراوات‌ساعت در سال ۲۰۲۴ افزایش یافته است که نشان‌دهنده افزایش دشواری استخراج و تعداد استخراج‌کنندگان است. این ارقام نشان‌دهنده مقیاس عظیم انرژی مورد نیاز برای حفظ شبکه بیت‌کوین است. نگرانی‌های زیست‌محیطی مصرف بالای برق استخراج ارز دیجیتال تأثیرات زیست‌محیطی قابل‌توجهی دارد: انتشار کربن: بخش بزرگی از برق مورد استفاده استخراج‌کنندگان از سوخت‌های فسیلی تأمین می‌شود که منجر به انتشار کربن قابل‌توجهی می‌شود. استخراج بیت‌کوین سالانه حدود ۶۵ مگاتن دی‌اکسید کربن تولید می‌کند. انتقال به منابع انرژی پر انتشار: پس از محدودیت‌های چین بر استخراج ارز دیجیتال در سال ۲۰۲۱، بسیاری از استخراج‌کنندگان به مناطقی با مقررات کمتر سخت‌گیرانه نقل مکان کردند، جایی که برق اغلب از زغال‌سنگ یا سایر سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود. به عنوان مثال، قزاقستان، یک مرکز اصلی برای استخراج بیت‌کوین، حدود ۵۰٪ از انرژی خود را از زغال‌سنگ تأمین می‌کند. فعال‌سازی مجدد نیروگاه‌های قدیمی: در برخی موارد، عملیات استخراج باعث فعال‌سازی مجدد نیروگاه‌های قدیمی شده است. به عنوان مثال، نیروگاه گرینریج در نیویورک یک نیروگاه زغال‌سنگی قدیمی را برای تأمین انرژی عملیات استخراج خود دوباره راه‌اندازی کرد. ردپای آب: استخراج بیت‌کوین علاوه بر برق، ردپای آبی قابل‌توجهی دارد و بین سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۱ معادل ۶۶۰,۰۰۰ استخر شنای المپیک آب مصرف کرده است. این نگرانی‌های زیست‌محیطی بحث‌هایی درباره پایداری استخراج ارز دیجیتال و دوام بلندمدت آن ایجاد کرده است. مقایسه با سایر مکانیزم‌های اجماع همه ارزهای دیجیتال به مکانیزم انرژی‌بر اثبات کار وابسته نیستند. جایگزین‌هایی مانند اثبات سهام (PoS) رویکردی کارآمدتر از نظر انرژی ارائه می‌دهند: اثبات سهام: در PoS، اعتبارسنج‌ها بر اساس تعداد سکه‌هایی که دارند و مایل به "سهام‌گذاری" به عنوان وثیقه هستند، برای ایجاد بلاک‌های جدید انتخاب می‌شوند، نه بر اساس قدرت محاسباتی. این امر نیاز به رقابت‌های استخراج انرژی‌بر را حذف می‌کند. تخمین زده می‌شود که تغییر به PoS می‌تواند مصرف انرژی را تا ۹۹.۸۵٪ کاهش دهد. انتقال اتریوم: اتریوم، دومین ارز دیجیتال بزرگ، در سپتامبر ۲۰۲۲ از اثبات کار به اثبات سهام تغییر کرد. این تغییر مصرف انرژی اتریوم را حدود ۹۹.۹۵٪ کاهش داد و نشان داد که مکانیزم‌های اجماع پایدارتر امکان‌پذیر هستند. سایر جایگزین‌ها: برخی ارزهای دیجیتال از مدل‌های ترکیبی یا سایر مکانیزم‌های اجماع مانند اثبات اختیار یا اثبات سهام نمایندگی‌شده استفاده می‌کنند که مصرف انرژی کمتری نسبت به PoW دارند. در حالی که اثبات کار برای امنیت مدل بیت‌کوین کلیدی است، موفقیت اثبات سهام در سایر ارزهای دیجیتال نشان می‌دهد که کارایی انرژی محدودیت ذاتی فناوری بلاکچین نیست. تلاش‌ها برای کاهش مصرف انرژی صنعت ارز دیجیتال در حال بررسی راه‌هایی برای کاهش ردپای انرژی خود است: انرژی تجدیدپذیر: برخی استخراج‌کنندگان به مناطقی با انرژی تجدیدپذیر فراوان، مانند نیروی برق‌آبی در کانادا یا انرژی زمین‌گرمایی در ایسلند، نقل مکان می‌کنند. با این حال، پس از محدودیت‌های چین در سال ۲۰۲۱، سهم انرژی تجدیدپذیر در ترکیب برق بیت‌کوین از ۴۱.۶٪ به ۲۵.۱٪ کاهش یافت. پاسخ به تقاضا: در مناطقی مانند تگزاس، استخراج‌کنندگان در برنامه‌های پاسخ به تقاضا شرکت می‌کنند و در زمان اوج تقاضای شبکه، مصرف انرژی خود را کاهش می‌دهند تا شبکه برق را پایدار نگه دارند. بهبودهای فناوری: پیشرفت در کارایی سخت‌افزارهای استخراج، که بر حسب ژول بر تراهش (J/TH) اندازه‌گیری می‌شود، در طول زمان بهبود یافته است. با این حال، این پیشرفت‌ها اغلب با افزایش دشواری معماهای رمزنگاری خنثی می‌شوند. با وجود این تلاش‌ها، وابستگی به اثبات کار و سوخت‌های فسیلی همچنان چالشی بزرگ است. نتیجه‌گیری استخراج #ارز #دیجیتال، به‌ویژه برای #بیت‌کوین، به دلیل مکانیزم اجماع اثبات کار که به قدرت محاسباتی عظیمی برای حل مسائل پیچیده ریاضی نیاز دارد، برق زیادی مصرف می‌کند. استفاده از ASIC‌ها، نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده و ماهیت رقابتی استخراج، این تقاضای انرژی را تشدید می‌کند. این موضوع نگرانی‌های زیست‌محیطی قابل‌توجهی، از جمله انتشار بالای کربن و وابستگی به سوخت‌های فسیلی، ایجاد کرده است. با این حال، صنعت ارز دیجیتال در حال تحول است و بسیاری از پروژه‌ها مکانیزم‌های اجماع کارآمدتر مانند اثبات سهام را بررسی یا اتخاذ کرده‌اند. با بالغ شدن این صنعت، احتمالاً شاهد تغییر به سمت روش‌های پایدارتر خواهیم بود که تأثیر زیست‌محیطی استخراج ارز دیجیتال را کاهش می‌دهد.