ВПЛИВ ІННОВАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ НА НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ ТА ЕКОЛОГІЧНИЙ АСПЕКТ PROOF-OF-WORK КОНСЕНСУСУ
DOI:
https://doi.org/10.36742/2410-0919-2024-2-4Ключові слова:
блокчейн, вуглецевий слід, proof-of-work, хешрейт, водний слід, трилема блокчейну, децентралізація, масштабованість, майнингАнотація
Вступ. Розвиток блокчейн-мереж, що використовують механізм консенсусу Proof-of-Work (PoW), супроводжується значним екологічним впливом через високе енергоспоживання майнингового обладнання. Це створює серйозні виклики для досягнення цілей сталого розвитку та боротьби зі зміною клімату. Результати дослідження можуть стати основою для розробки енергоефективних рішень та регуляторних підходів, спрямованих на зменшення екологічного сліду блокчейн-технологій.
Методи. При здійсненні дослідження застосовувались загальнонаукові та спеціальні методи дослідження, зокрема: індукції та дедукції – на етапі збору первинних даних та їх аналізу; порівняльний (для порівняння споживання електроенергії блокчейн мережею та окремими країнами); абстрактно-логічний – в процесі формулювання висновків; описово-аналітичний, творчо-критичний, графічний (для аналізу динаміки ціни Bitcoin, хешрейту мережі, кількості активних адрес, економічного аналізу).
Результати. Досліджено динаміку хешрейту блокчейн мережі Bitcoin з 2017 по 2025 рік та ідентифіковано періоди різкого падіння загальної обчислювальної потужності, а також визначено основні чинники, які призвели до цього. Проведено аналіз динаміки енергоспоживання мережею Bitcoin та розраховано викиди CO₂ різними країнами у 2024 році залежно від їх частки в загальному хешрейті мережі. Визначено країни, які в перерахунку на 1% хешрейту мережі продукують менше забруднення, в порівнянні з іншими. Обґрунтована неефективність витрат електроенергії на річне обслуговування активних платіжних адрес та необхідність невідкладного втручання з боку світової спільноти для запобігання значним екологічним наслідкам.
В результаті проведеного аналізу технічних обмежень механізму консенсусу proof-of-work (PoW), розкрито наявну проблему його високої енергозатратності. В результаті зроблених розрахунків згенерованого вуглецевого сліду процесом видобутку нових блокчейн блоків в країнах з найбільшою часткою в загальному хешрейті, визначено та аргументовано невідкладну необхідність створення скоординованої міжурядової політики щодо врегулювання та зменшення шкоди навколишньому середовищу майнинговою діяльністю.
Перспективи. Основні положення дослідження сприяють розумінню екологічних ризиків механізму консенсусу Proof-of-Work (PoW) та можуть бути корисними для природоохоронних організацій різних рівнів. Проведені розрахунки щодо енергозатратності блокчейн-системи Bitcoin можуть використовуватися для обґрунтування необхідності прозорішого видобутку блоків і переходу на відновлювані джерела енергії. Враховуючи зростання енергоспоживання та екологічних загроз, дослідження підкреслює важливість узгодженої політики країн з найбільшою часткою в хешрейті задля мінімізації негативного впливу майнингу. Результати роботи можуть стати підґрунтям для подальших наукових досліджень вуглецевого та водного сліду в результаті майнингу, як виду економічної дільності.
Посилання
Pagone Emanuele, Hart Alexandre, Salonitis Konstantinos. Carbon Footprint Comparison of Bitcoin and Conventional Currencies in a Life Cycle Analysis Perspective. 2023. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221282712300094X (дата звернення: 04.10.2024).
Sarkodie Samuel Asumadu, Amani Mohammad Amin, Ahmed Maruf Yakubu, Owusu Phebe Asantewaa. Assessment of Bitcoin carbon footprint. September 2023. URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772737823000147 (дата звернення: 04.10.2024).
Lei N., Masanet E., Koomey J. Best practices for analyzing the direct energy use of blockchain technology systems: Review and policy recommendations. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421521002925? (дата звернення: 04.10.2024).
Vries de Alex. Bitcoin’s growing water footprint. 2023. URL: https://www.cell.com/cell-reports-sustainability/fulltext/S2949-7906(23)00004-6? (дата звернення: 04.10.2024).
BitInfoCharts, Сryptocurrency statistics. URL: https://bitinfocharts.com/bitcoin/ (дата звернення: 04.10.2024).
Ycharts, Bitcoin Total Transactions. URL: https://ycharts.com/indicators/bitcoin_total_transactions (дата звернення: 04.10.2024).
Nakamoto Satoshi. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. 2008. URL: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf (дата звернення: 04.10.2024).
Blockchain.com. Bitcoin Block 0. URL: https://www.blockchain.com/explorer/blocks/btc/000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f (дата звернення: 04.10.2024).
Back Adam. Hashcash – A Denial of Service Counter-Measure.1st August 2002. URL: http://www.cypherspace.org/hashcash/hashcash.pdf (дата звернення: 04.10.2024).
BitInfoCharts. Bitcoin Hashrate historical chart. URL: https://bitinfocharts.com/comparison/bitcoin-hashrate.html#alltime (дата звернення: 04.10.2024).
Neumueller Alexander. Cambridge Centre for Alternative Finance. «Bitcoin electricity consumption: an improved assessment». 31 August 2023. URL: https://www.jbs.cam.ac.uk/2023/bitcoin-electricity-consumption/ (дата звернення: 04.10.2024).
Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI). URL: https://ccaf.io/cbnsi/cbeci (дата звернення: 04.10.2024).
Enerdata, Electricity domestic consumption. Breakdown by country (TWh). URL:https://yearbook.enerdata.net/electricity/electricity-domestic-consumption-data.htm (дата звернення: 04.10.2024).
Сoinmetrics. URL: https://charts.coinmetrics.io/ (дата звернення: 04.10.2024).
Coin Dance. Bitcoin Search Volume (Google Trends) Summary. URL: https://coin.dance/stats/bitcoin (дата звернення: 04.10.2024).
Global Times. «China to shut down over 90% of its Bitcoin mining capacity after local bans». June 20, 2021. URL: https://www.globaltimes.cn/page/202106/1226598.shtml (дата звернення: 04.10.2024).
The International Energy Agency (IEA). Sources of electricity generation. URL: https://www.iea.org/world/electricity (дата звернення: 04.10.2024).
Statista. Electricity generation worldwide from 1990 to 2023 (in terawatt-hours). URL: https://www.statista.com/statistics/270281/electricity-generation-worldwide/ (дата звернення: 04.10.2024).
Уcharts. Bitcoin Total Transactions. URL: https://ycharts.com/indicators/bitcoin_total_transactions (дата звернення: 04.10.2024).
Statista. Bitcoin average energy consumption per transaction compared to that of VISA as of May 1, 2023. URL:https://www.statista.com/statistics/881541/bitcoin-energy-consumption-transaction-comparison-visa/ (дата звернення: 04.10.2024).
Our World in Data. Total electricity demand per person. URL:https://ourworldindata.org/grapher/per-capita-electricity-demand?tab=table (дата звернення: 04.10.2024).
IMF BLOG. Carbon Emissions from AI and Crypto Are Surging and Tax Policy Can Help. URL:https://www.imf.org/en/Blogs/Articles/2024/08/15/carbon-emissions-from-ai-and-crypto-are-surging-and-tax-policy-can-help (дата звернення: 04.10.2024).
UNU Press Release. UN Study Reveals the Hidden Environmental Impacts of Bitcoin: Carbon is Not the Only Harmful By-product. URL: https://unu.edu/press-release/un-study-reveals-hidden-environmental-impacts-bitcoin-carbon-not-only-harmful-product (дата звернення: 04.10.2024).
The Chain BulletinBitcoin. Mining Map. URL: https://chainbulletin.com/bitcoin-mining-map/ (дата звернення: 04.10.2024).
Our World in Data. Electricity production by source. URL: https://ourworldindata.org/grapher/electricity-prod-source-stacked?stackMode=relative&time=2020..latest&country=USA~CHN~KAZ~CAN~RUS (дата звернення: 04.10.2024).
DigiConomist. Bitcoin Electronic Waste Monitor. URL: https://digiconomist.net/bitcoin-electronic-waste-monitor/ (дата звернення: 04.10.2024).
Md Abu Bakar Siddik, Maria Amaya, Landon T. Marston. The water and carbon footprint of cryptocurrencies and conventional currencies. 20 July 2023. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652623014269 (дата звернення: 04.10.2024).
UNESCO. Imminent risk of a global water crisis, warns the UN World Water Development Report 2023. URL: https://www.unesco.org/en/articles/imminent-risk-global-water-crisis-warns-un-world-water-development-report-2023 (дата звернення: 04.10.2024).
Statista. Number of cashless digital payment transactions worldwide from 2010 to 2023, with forecasts from 2024 to 2028. URL: https://www.statista.com/statistics/265766/number-of-cashless-transactions-worldwide/ (дата звернення: 04.10.2024).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
