میزان مصرف برق بیتکوین: تحلیلی بر پایداری شبکه بلاکچین
مقدمه
بیتکوین، به عنوان اولین و بزرگترین ارز دیجیتال، از زمان پیدایش خود در سال ۲۰۰۹، تحولات عظیمی در دنیای مالی ایجاد کرده است. با این حال، یکی از چالشهای اصلی این فناوری، مصرف بالای انرژی الکتریکی برای فرآیند استخراج (ماینینگ) است. فرآیند ماینینگ بیتکوین بر پایه الگوریتم اثبات کار (Proof-of-Work) عمل میکند. این الگوریتم نیازمند محاسبات پیچیده کامپیوتری برای تأیید تراکنشها و افزودن بلاکهای جدید به بلاکچین است.
این مقاله به بررسی علمی میزان مصرف برق در استخراج بیت کوین میپردازد و با تمرکز بر تاریخچه، میزان مصرف فعلی، بازدهی دستگاههای ماینر، و مقایسههای تطبیقی، به تحلیل پایداری این شبکه میپردازد. بر اساس تخمینهای اخیر، مصرف سالانه برق بیتکوین در سال ۲۰۲۵ به بیش از ۱۷۵ تراوات-ساعت (TWh) رسیده است. این رقم معادل مصرف برق برخی کشورهای متوسط است. این موضوع هم نگرانیهای زیستمحیطی را افزایش داده است. و هم بحثهایی در مورد کارایی انرژی و آینده ارزهای دیجیتال را برانگیخته است.
تاریخچه
تاریخچه میزان مصرف برق در استخراج بیت کوین با پیدایش این ارز در سال ۲۰۰۸ توسط ساتوشی ناکاموتو آغاز میشود، اما استخراج واقعی از سال ۲۰۰۹ شروع شد. در ابتدا، ماینینگ با استفاده از پردازندههای مرکزی (CPU) کامپیوترهای شخصی انجام میگرفت و مصرف انرژی بسیار پایین بود. تا سال ۲۰۱۰، مصرف کل شبکه بیتکوین کمتر از چند مگاوات-ساعت بود، زیرا تعداد ماینرها محدود بود.
با افزایش محبوبیت بیتکوین، از سال ۲۰۱۱، ماینرها به پردازندههای گرافیکی (GPU) روی آوردند که کارایی بیشتری داشتند. این تغییر منجر به افزایش مصرف انرژی شد. در سال ۲۰۱۳، ورود دستگاههای ASIC (Application-Specific Integrated Circuits) مخصوص ماینینگ، انقلابی ایجاد کرد و مصرف انرژی را به طور چشمگیری افزایش داد، زیرا این دستگاهها بسیار کارآمدتر بودند اما رقابت را شدیدتر کردند.
تا سال ۲۰۱۹، مصرف انرژی بیتکوین حدود TWh ۲۹ در شش ماه اول سال بود. در سال ۲۰۲۱، با ممنوعیت ماینینگ در چین، بسیاری از عملیات به کشورهای دیگر مانند ایالات متحده منتقل شد که این امر مصرف را تحت تأثیر قرار داد و سهم انرژیهای تجدیدپذیر را کاهش داد. تا سال ۲۰۲۳، مصرف سالانه به حدود ۱۲۷ TWh رسید. در سال ۲۰۲۵، این رقم به بیش از ۱۶۰-۱۷۵ TWh افزایش یافته است. این روند نشاندهنده رشد نمایی مصرف انرژی همگام با افزایش سختی شبکه (difficulty) و ارزش بیتکوین است.
میزان مصرف برق
میزان مصرف برق بیتکوین در سال ۲۰۲۵ به سطوح بیسابقهای رسیده است. بر اساس شاخص مصرف انرژی بیتکوین (Bitcoin Energy Consumption Index)، مصرف سالانه شبکه حدود ۱۷۵ TWh است، که این رقم معادل خروجی بیش از ۴۶ نیروگاه زغالسنگ است. این مصرف، حدود ۰.۶ تا ۲.۳ درصد از کل مصرف برق ایالات متحده را شامل میشود.
هر تراکنش بیتکوین به طور متوسط انرژی معادل صدها هزار تراکنش ویزا در شبکه پرداخت بینالمللی ویزا، مصرف میکند. عوامل مؤثر بر این مصرف شامل سختی شبکه، قیمت بیتکوین، و کارایی دستگاهها هستند. همچنین، بیش از ۵۲ درصد از انرژی مصرفی بیتکوین در سال ۲۰۲۵ از منابع تجدیدپذیر تأمین میشود، که این امر بهبود نسبی در پایداری نشان میدهد. با این حال، وابستگی به سوختهای فسیلی همچنان یک چالش است.
بازدهی ماینرها
بازدهی ماینرها، که با واحد ژول بر تراهش (J/TH) اندازهگیری میشود، در طول زمان بهبود چشمگیری داشته است. در سال ۲۰۱۸، کارایی شبکه حدود ۸۹ J/TH بود، که تا سال ۲۰۲۳ به ۳۳ J/TH کاهش یافت (کاهش ژول به معنای افزایش کارایی). از سال ۲۰۱۳ با ورود ASICها، کارایی بیش از ۱۰۰۰ برابر بهبود یافته است. به عبارتی از فرآیندهای ۱۱۰ نانومتری به فناوریهای پیشرفتهتر رسیده است.
در سال ۲۰۲۵، دستگاههای مدرن ASIC با کارایی ۲۵-۳۰ J/TH، تا ۱۰۰ تراهش در ثانیه (TH/s) ارائه میدهند. این بهبودها از طریق پیشرفتهای سختافزاری، مانند انتقال از CPU به GPU (۶ برابر کارایی بیشتر) و سپس به ASICها حاصل شده است. با این حال، افزایش سختی شبکه، این بهبودها را تا حدی خنثی میکند، زیرا ماینرها نیاز به قدرت محاسباتی بیشتری دارند.
جداول تطبیقی
برای درک بهتر مصرف برق بیتکوین، مقایسه آن با کشورها و صنایع دیگر ضروری است. جدول زیر مقایسه مصرف سالانه برق بیتکوین (۱۷۵ TWh در ۲۰۲۵) با برخی کشورها را نشان میدهد:
| مورد مقایسه | مصرف سالانه برق (TWh) |
|---|---|
| بیتکوین | ۱۷۵ |
| لهستان | حدود ۱۵۰ |
| آرژانتین | حدود ۱۲۵ |
| سوئد | حدود ۱۳۰ |
جدول بعدی مقایسه با صنایع دیگر را نشان میدهد:
| صنعت/فناوری | مصرف سالانه برق (TWh) | شدت کربن (نسبت به تولید انرژی اولیه) |
|---|---|---|
| بیتکوین | ۱۷۵ | کمتر از نیمی از میانگین جهانی |
| استخراج طلا | حدود ۱۳۰ | بالاتر از بیتکوین |
| هوش مصنوعی (AI) | حدود ۱۰۰-۱۵۰ | مشابه بیتکوین |
| شبکه برق جهانی | ۲۸۰۰۰ | ۴۰ درصد بیشتر از بیتکوین |
این جداول نشان میدهند که بیتکوین مصرفی مشابه کشورهای متوسط دارد، اما شدت کربن آن کمتر از برخی صنایع سنتی است.
نتیجهگیری
مصرف برق بیتکوین، با وجود بهبودهای بازدهی ماینرها، همچنان یک چالش عمده برای پایداری زیستمحیطی است. از تاریخچهای که با مصرف ناچیز آغاز شد تا مصرف فعلی ۱۷۵ TWh، این شبکه نشاندهنده رشد سریع فناوری است، اما نیاز به انتقال بیشتر به انرژیهای تجدیدپذیر دارد. مقایسهها نشان میدهند که بیتکوین نسبت به برخی صنایع کارآمدتر است، اما برای آینده، راهحلهایی مانند انتقال به اثبات سهام (Proof-of-Stake) یا بهینهسازی بیشتر ضروری است. در نهایت، با سیاستگذاری مناسب، بیتکوین میتواند بخشی از اقتصاد سبز باشد.
