ردپای کربنی در ارز دیجیتال؛ روش‌های مقابله با معضل Carbon Footprint

سال‌ها است که بحث ردپای کربنی و اصطلاحا کربن فوت پرینت (Carbon Footprint) یا تولید گازهای گلخانه‌ای در صنعت استخراج ارز دیجیتال به یکی اهداف اصلی منتقدان این صنعت تبدیل شده است. بسیاری از ارزهای دیجیتال مهم صنعت کریپتو، مخصوصا بیت‌ کوین، کار تایید تراکنش‌ها و تامین امنیت بلاک‌ چین خود را با استفاده از روش اثبات کار (Proof of Work) انجام می‌دهند؛ عملیاتی که برای انجام آن نیاز به انجام محاسبات سنگین ریاضی و در نتیجه سخت‌افزارهای قدرتمند و پرمصرفی به نام اسیک (ASIC) است. اسیک ماینرها دستگاه‌هایی مجهز به تعداد زیادی پردازنده هستند که فقط برای انجام یک کار، یعنی انجام محاسبات لازم برای تایید تراکنش‌های بلاکچین و در نتیجه ماینینگ رمز ارزها طراحی شده‌اند. در نتیجه این فرآیند، گفته می‌شود که افزایش ردپای کربنی رمز ارز ها به تدریج، اما سختی شبکه بیت کوین به طور تصاعدی بالاتر خواهد رفت و مصرف انرژی آنها هم به همان نسبت افزایش خواهد یافت.

ردپای کربنی ارز های دیجیتال یه یکی از بزرگ‌ترین معضلات صنعت ماینینگ ارزهای دیجیتال تبدیل شده است و در صورتی که برای حل آن فکری نکنیم، می‌تواند بسیاری از آثار مثبت آنها را زیر سوال ببرد. در این مقاله قصد داریم به بررسی میزان رد پای کربنی تولیدشده توسط ارزهای دیجیتال و عوامل و راهکارهای ارائه‌شده برای حل این معضل بپردازیم. اما در ابتدا بد نیست کمی با مفهوم اصطلاح ردپای کربن (Carbon Footprint) و به طور کلی، معضل انتشار گازهای گلخانه‌ای آشنا شویم.

ردپای کربنی چیست؟

ردپای کربنی یا Carbon Footprint اصطلاحی به‌معنای:

مقیاسی از مقدار کل خروجی دی اکسید کربن (CO_۲) و متانول (CH_۴) مربوط به یک جمعیت،‌ سامانه یا فعالیت معین با در نظر گرفتن همه منابع، فرونشین‌ها،‌ ذخیره‌شدن‌ها در محدود زمانی و مکانی آن جمعیت، آن سامانه یا فعالیت.

از آنجایی که محاسبه مقدار دقیق گازهای گلخانه‌ای تولیدشده توسط یک جمعیت، سامانه یا محصول به دلیل گستره و حجم بزرگ داده‌ها و این واقعیت که کربن توسط عوامل طبیعی هم تولید می‌شود غیرممکن استT راه‌کاری جدید برای محاسبه کلی گازهای گلخانه‌ای پیشنهاد شد که به رد پای کربنی معروف است.

ردپای کربنی با محاسبه میزان گازهای گلخانه‌ای متان و دی‌اکسید‌کرین (Green house Gases) تولیدشده توسط یک جمعیت، سامانه یا محصول و با توجه به محدوده دمایی و جغرافیایی هدف و همچنین با در نظر پتاسیل گرمایی 100 ساله کره زمین مشخص می‌شود. ابزارهای آنلاین متعددی برای محاسبه ردپای کربن وجود دارد که معروف‌ترین آنها، سایت Carbonfootprint.com است.

به طور کلی، بیشترین میزان تولید گازهای گلخانه‌ای مربوط به صنایعی است که انرژی مورد نیاز خود را با استفاده از سوزاندن گازهای فسیلی مانند نفت، گاز و زغال سنگ و محصولات پالایشگاهی تامین می‌کنند. طبق آمار ثبت‌شده برای رد پای کربن در سال 2022، سه کشور چین با 31 درصد، آمریکا با 13.5 درصد و هند با 7.3 درصد بیش از نیمی از گازهای گلخانه‌ای مضر را به جو زمین ارسال کرده‌اند. بعد از این سه، به ترتیب کشورهای روسیه، ژاپن و ایران قرار دارند. به طور کلی، هر چه مصرف سوخت‌های فسیلی یک کشور بیشتر باشد، ردپای کربن بزرگ‌تری خواهد داشت.

ردپای کربن در صنعت ارزهای دیجیتال

رمز ارزها نوعی از ارز دیجیتال هستند که توسط هیچ نهاد متمرکزی کنترل نمی‌شوند. ارزهای فیات مانند دلار و یورو معمولا توسط نهادهایی مانند فدرال رزرو آمریکا و بانک مرکزی اروپا کنترل و پشتیبانی می‌شوند و اعتماد مردم به آنها هم به همین دلیل است. این مسئله در مورد ارزهای دیجیتال صادق نیست و این ارزها برای تایید تراکنش‌ها و ایجاد اعتماد، به الگوریتم‌ها و محاسبات ریاضی پیچیده متکی هستند. وابستگی رمز ارزها به انجام محاسبات پیچیده و نیاز اسیک ماینرها به مصرف انرژی، دلیل اصلی ردپای کربنی بالای رمز ارزها است.

در روزها و سال‌های اول فعالیت بلاک چین بیت کوین، کار استخراج یا ماینینگ بیت کوین با یک کامپیوتر معمولی هم قابل انجام بود، اما به تدریج با پذیرش گسترده ارزهای دیجیتال و بالا رفتن سختی شبکه بیت کوین، این کار سخت‌تر و سخت‌تر شد. با افزایش قیمت BTC نیز به تدریج استخراج این رمز ارز از یک کار تفننی و انفرادی، به یک صنعت بزرگ تبدیل شد. فارم‌های استخراج زیادی در کشورهای مختلف شکل گرفتند و رقابت سنگینی برای استخراج رمز ارزها بین این مزارع که بعضا توسط دولت‌ هم پشتیبانی می‌شدند، شکل گرفت.

میزان سود استخراج ارزهای دیجیتال ارتباط مستقیمی با قیمت برق مصرفی دارد و انجام این کار در کشورهایی که برق ارزان‌تری دارند، به صرفه‌تر است. به عنوان مثال، چین یکی از کشورهایی است که برای تولید برق از زغال سنگ استفاده می‌کند که هزینه تولید انرژی با آن بسیار ارزان‌تر از نیروگاه‌های آبی و گازی است. البته مشخص است که این ارزانی به قیمت تولید گازهای گلخانه‌ای بیشتر و ایجاد ردپای کربنی بزرگ‌تر برای ارزهای دیجیتال تمام می‌شود. عدم اعتنای دولت چین به مسائل زیست محیطی باعث شده است که فارم‌های استخراج چینی بیش از 70 درصد هش ریت بلاک چین بیت کوین را در اختیار داشته باشند.

میزان مصرف انرژی بلاک چین بیت کوین

در حال حاضر بسیاری از ارزهای معتبر بازار به جای مکانیزم اثبات کار (Proof of Work)، از روش اثبات سهام (Proof of Stake) استفاده می‌کنند، اما بیت کوین که رهبر و بزرگ‌ترین ارز دیجیتال بازار است، هنوز به روش اثبات کار متکی است. به همین خاطر است که علی‌رغم عدم به‌کارگیری این روش توسط اکثر ارزهای دیجیتال، ردپای کربنی رمز ارزها بسیار بالا ارزیابی می‌شود.

به گزارش شاخص مصرف انرژی بیت کوین دانشگاه کمبریج (CBEGI)، میزان مصرف برق شبکه بیت کوین در حال حاضر 141 ترا وات ساعت در سال است. این میزان مصرف برابر با 0.64 درصد مجموع برق تولیدشده در جهان و برابر با مصرف برق کشوری مانند مالزی یا سوئد است. اگر بخواهیم میزان مصرف انرژی بیت کوین را با دیگر صنایع مقایسه کنیم، صنعتی که از نظر کاربرد (به عنوان ابزار ذخیره ارزش) شباهت زیادی به بیت کوین دارد، استخراج و تولید طلاست که میزان مصرف برق آن برابر با 131 ترا وات ساعت در سال و کمی پایین‌تر از بیت کوین تخمین زده می‌شود.

اگر مصرف برق مورد نیاز برای هر تراکنش بیت کوین را با سیستم‌های پرداخت بین‌المللی دیگری مانند ویزا (VISA) مقایسه کنیم، می‌توان گفت که هر تراکنش این ارز دیجیتال به طور میانگین به اندازه 500 هزار تراکنش انجام‌شده با ویزا کارت برق مصرف می‌کند. البته بیت کوین در زمینه کارایی و سرعت تراکنش‌ها بسیار ضعیف است و تراکنش‌های بسیاری از ارزهای دیجیتال با سرعت بالاتر و هزینه بسیار کمتری انجام می‌شوند.

البته باید به این نکته هم اشاره کنیم که عمده مصرف انرژی و ردپای کربن ناشی از آن، از عملیات استخراج ارزهای دیجیتال به روش اثبات کار ناشی می‌شود و در روند ارسال و دریافت بیت کوین انرژی بسیار کمی مصرف می‌شود و شاید از این منظر، این مقایسه چندان درستی نباشد.

میزان ردپای کربن بیت کوین و ارزهای دیجیتال

باید به این موضوع توجه داشته باشید که برخلاف مصرف انرژی، محاسبه میزان رد پای کربن در ارز دیجیتال کار چندان دقیق و ساده‌ای نیست. برای محاسبه مصرف انرژی کافی است هش ریت بیت کوین (مجموع توان محاسباتی بلاک چین بیت کوین) و میانگینی از میزان مصرف برق دستگاه‌های استخراج را بدانید، اما در مورد ردپای کربنی رمز ارزها نیاز به جمع‌آوری اطلاعات دقیق‌تری داریم. برای مثال بدون دانستن ترکیب دقیق منابع انرژی مختلفی که فارم‌ها از آنها برای تامین برق استفاده می‌کنند، نمی‌توانیم برآورد دقیقی داشته باشیم.

حتی در کشور چین هم بسیاری از فارم‌ها در تابستان از انرژی آبی استفاده می‌کنند و نمی‌توانیم فرض کنیم که همه عملیات استخراج بیت کوین در چین از طریق سوزاندن زغال سنگ انجام می‌شود. از این گذشته، میزان استفاده مراکز استخراج از انرژی‌های تجدیدپذیر هر سال بالاتر می‌رود و می‌توان امید داشت که ردپای کربن ارزهای دیجیتال هم به همین دلیل هر سال کوچک‌تر شود.

به هر حال، معتبرترین شاخصی که انتشار دی اکسید کربن بیت کوین را ردگیری می‌کند، شاخص ردپای کربن بیت کوین دانشگاه کمبریج است که میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای بیت کوین را 71.8 میلیون تن دی‌اکسید‌کربن (MtCO²e) در سال گزارش می‌کند که حدود 30 میلیون تن از صنعت استخراج طلا کمتر است و سهم آن از مجموع گازهای گلخانه‌ای منتشرشده در دنیا، چیزی در حدود 0.14 درصد است.

راه‌کارهای کم کردن ردپای کربنی رمز ارزها

پذیرش گسترده ارزهای دیجیتال در سال‌های اخیر و بالا رفتن تصاعدی مصرف انرژی بلاک چین بیت کوین، بسیاری از فعالان صنعت رمز ارزها را به فکر انداخت که برای حل این معضل چاره‌ای بیاندیشند. راه‌کارهای متعددی برای این مشکل وجود دارند که در ادامه به مهمترین آنها اشاره می‌کنیم.

استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر

با اینکه گسترش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر توسط فارم‌های استخراج می‌تواند به تدریج ردپای کربنی ارزهای دیجیتال (به خصوص بیت کوین) را کاهش دهد، اما زیاد هم نباید به این موضوع امیدوار بود. مشکل اصلی انرژی‌های تجدیدپذیری نظیر انرژی‌های بادی، خورشیدی و آبی، عدم ثبات و وابستگی آنها به شرایط جوی و جغرافیایی است. به همین دلیل است که بسیاری از مزارعی که از انرژی‌های سبز بهره می‌برند، مجبور هستند تنها در بعضی از فصول سال از آنها استفاده کنند و در بقیه مواقع، سوخت‌های فسیلی را به عنوان منبع اصلی تامین انرژی انتخاب کنند.

یک راه دیگر هم انتقال فارم‌ها به مناطقی است که استفاده از انرژی‌های سبز در آنجا توجیه‌پذیر است. برای مثال، ایالت تگزاس در آمریکا یکی از مناطقی است نیروگاه‌های بادی و خورشید زیادی دارد، اما کار انتقال تمام تجهیزات یک مزرعه ماینینگ بزرگ و پیاده‌سازی دوباره آن، زمان و هزینه زیادی می‌طلبد و برای بسیاری از فارم‌ها امکان‌پذیر نیست.

انتخاب ارزهای اثبات کار با مصرف انرژی کمتر

راه‌حل بعدی، استفاده از ارزهای مبتنی بر پروتکل اثبات کاری است که برای تایید تراکنش‌ها به توان پردازشی کمتری نیاز دارند. ارزهایی مانند نانو، لایت کوین، اتریوم کلاسیک و مونرو در زمره این ارزها قرار می‌گیرند. لایت کوین (LTC) یکی از ارزهای دیجیتال قدیمی بازار است که برای بر طرف کردن نکات منفی بیت کوین از جمله سرعت تراکنش پایین طراحی شده است و در بسیاری از زمینه‌ها نسبت به پادشاه رمز ارزها برتری دارد.

دیگر ارز قابل استخراج محبوب بازار، نانو (XNO) است که علی‌رغم استفاده از روش اثبات کار، به دلیل به کار گرفتن الگوریتم‌ها و راه‌حل‌های مدرن و خلاقانه، ردپای کربنی بسیار ناچیزی دارد. ارز دیجیتال نانو برای انجام تراکنش هیچ کارمزدی نمی‌گیرد و سرعت انجام تراکنش آن 125 تراکنش در ثانیه است.

ارز بعدی مونرو (XMR) است که به امنیت بالا و غیرقابل ردگیری بودنش معروف است. این ارز ابتدا جزو ارزهای قابل استخراج با کارت گرافیک بود، اما بعدها با توسعه الگوریتم ماینینگ RandomX به ارزی تبدیل شد که تنها توسط پردازنده‌ مرکزی (CPU) قابل استخراج است.

ارزهای قابل استخراج زیادی وجود دارند که در همه زمینه‌ها کارایی بهتری نسبت به بیت کوین دارند، اما سلطه بیت کوین بر بازار و این واقعیت که اولین و معتبرترین رمزارز دنیاست، باعث می‌شود که ماینرها، بیت کوین را برای استخراج به هر ارز دیگری ترجیح دهند.

کنار گذاشتن الگوریتم اجماع اثبات کار

شاید بهترین راه برای کم کردن ردپای کربن ارزهای دیجیتال، کنار گذاشتن الگوریتم اجماع اثبات کار و استفاده از الگوریتم اثبات سهام باشد؛ کاری که بزرگ‌ترین آلت کوین دنیا یعنی اتریوم (ETH) با موفقیت انجام داد و توانست با این کار، مشکل مقیاس پذیری بلاک چین و مصرف انرژی بالای الگوریتم اثبات کار را دور بزند.

همانطور که می‌دانید، اتریوم در ابتدا جزو ارزهایی بود که با استفاده از قدرت پردازشی کارت‌های گرافیک ماین می‌شد و این موضوع باعث شده بود که شرکت‌های اصلی تولیدکننده کارت گرافیک، قیمت این محصول را چند برابر کنند و گیمرها را به دردسر بیاندازد. بنیاد اتریوم برای حل مشکل مقیاس‌پذیری و همچنین کاهش ردپای کربنی ارزهای دیجیتال تصمیم گرفت در یک فورک طولانی و فوق‌العاده پیچیده، به الگوریتم اثبات سهام سوئیچ کند. در تاریخچه آپدیت‌های اتریوم به‌طور مفصل به این موضوع اشاره کرده‌ایم.

در الگوریتم اثبات سهام، تراکنش‌ها به‌جای پردازش‌های پیچیده رباضی، به وسیله کاربرانی که ارز خود را در یک بلاک از شبکه قفل (استیک) می‌کنند تایید می‌شوند. در این روش، یک بلاک پیدایش (جنسیس) وجود دارد که به عنوان اولین بلاک در زنجیره قفل‌شده محسوب می‌شود و هر بلاک جدید ضمن اشاره به بلاک قبل از خود، تمام اطلاعات بلاک‌های قبلی را هم در خود حمل می‌کند.

سخن پایانی

شاید تمام این انتقادات در مورد مصرف بالای انرژی و ردپای کربنی بالای ارزهای دیجیتال باعث شود که خیلی‌ها دیدگاهی منفی به صنعت رمز ارزها داشته باشند. اما این تمام صورت مسئله نیست و برای قضاوت باید نگاهی عمیق‌تر و آینده‌نگرانه‌تر به این معضل داشت. واقعیت این است که صنعت ارزهای دیجیتال همیشه در حال بهبود و توسعه و برطرف کردن نقاط ضعف خود است.

مشکل ردپای کربن در رمز ارزها، همانطور که در مورد اتریوم و سایر آلت کوین‌ها مشاهد کردید، قابل حل است و راه‌کار مناسب آن از سال‌ها پیش ارائه شده است. در ضمن، با نصف شدن پاداش ماینرها که طی هاوینگ بیت کوین هر 4 سال یکبار انجام می‌شود، استخراج این ارز دیجیتال با این شدت و جدیت تنها در صورتی تداوم خواهد داشت که قیمت آن هم هر چهار سال یکبار، دو برابر شود؛ چیزی که از نظر بسیاری از کارشناسان غیرممکن است. به عقیده بسیاری از متخصصین، این مشکل طی سال‌های نه چندان دور تا حدود زیادی برطرف خواهد شد.

بلاک چین به‌عنوان تنها سیستم مالی غیرمتمرکز و بدون مرز دنیا، پتانسیل این را دارد که با قطع دسترسی و کنترل دولت‌ها و قدرت‌های بزرگ بر پول‌های مردم، دنیایی آزادتر و مرفه‌تر بسازد که در آن، همه مردم دنیا بدون توجه به رنگ پوست و ملیت‌شان، به بازارهای جهانی دسترسی داشته باشند. این قدرت‌ها با هر سیستم غیرمتمرکزی که موجودیت آنها را تهدید کند مبارزه می‌کنند و با استفاده از رسانه‌ها، کوچک‌ترین مشکلات سیستم‌های غیرمتمرکز را در بوق و کرنا خواهند کرد.

البته این نباید باعث شود که فعالان و متخصصان ارزهای دیجیتال مشکل ردپای کربن و انتشار گازهای گلخانه‌ای را نادیده بگیرند. در نهایت، همه باید متوجه این موضوع بشوند که پیدا کردن و رفع مشکلات در یک سیستم مالی باز و غیرمتمرکز، بسیار آسان‌تر از انجام آن در یک سیستم مالی بسته، متمرکز و پیر است که در برابر هر نوع تغییری مقاومت می‌کند.

تهیه شده در بیت 24