Последнее обновление страницы: 27 сентября 2023 г.
Расходы на энергопотребление Ethereum
Ethereum — экологичный блокчейн. Механизм консенсуса Ethereum с доказательством владения использует ETH вместо энергии для защиты сети. Энергопотребление Ethereum составляет приблизительно ~0,0026 ТВт⋅ч/г(opens in a new tab) по всей глобальной сети.
Оценка энергопотребления для Ethereum взята из исследования Института оценки углеродного следа криптосистем (CCRI)(opens in a new tab). В нем сгенерировали восходящие оценки потребления электроэнергии и углеродного следа сети Ethereum (см. отчет(opens in a new tab)). Измерялось потребление электроэнергии различными узлами с помощью различных аппаратных и клиентских программных конфигураций. Расчетный показатель 2601 МВт⋅ч (0,0026 ТВт⋅ч) для годового потребления электроэнергии в сети соответствует ежегодным выбросам углерода 870 т CO2e с применением региональных коэффициентов углеродной интенсивности. Это значение изменяется по мере того, как узлы входят в сеть и выходят из нее. Вы можете отслеживать это, используя скользящую 7-дневную среднюю оценку по кембриджскому индексу устойчивости блокчейн-сети(opens in a new tab) (обратите внимание, что они используют несколько иной метод для своих оценок, подробности доступны на их сайте).
Чтобы понять контекст энергопотребления Ethereum, мы можем сравнить годовые оценки для некоторых других отраслей. Это помогает нам лучше понять, является ли оценка Ethereum высокой или низкой.
На диаграмме выше показана оценка годового потребления энергии в ТВт⋅ч/г для Ethereum по сравнению с несколькими другими отраслями. Представленные оценки взяты из общедоступной информации, полученной в мае 2023 года, со ссылками на источники, имеющиеся в таблице ниже.
| Ежегодное потребление энергии (ТВт⋅ч) | Сравнение с Ethereum на основе PoS | Источник | |
|---|---|---|---|
| Глобальные центры обработки данных | 200 | 77 000 x | источник(opens in a new tab) |
| Добыча золота | 131 | 50 000 x | источник(opens in a new tab) |
| Bitcoin | 131 | 50 000 x | источник(opens in a new tab) |
| Ethereum с доказательством работы (PoW) | 78 | 30 000 x | источник(opens in a new tab) |
| YouTube (только сам) | 12 | 4600 x | источник(opens in a new tab) |
| Игры в США | 34 | 13 000 x | источник(opens in a new tab) |
| Netflix | 0,451 | 173 x | источник(opens in a new tab) |
| PayPal | 0,26 | 100 x | источник(opens in a new tab) |
| AirBnB | 0,02 | 8 x | источник(opens in a new tab) |
| Ethereum с доказательством владения (PoS) | 0,0026 | 1 x | источник(opens in a new tab) |
Получение точных оценок потребления энергии сопряжено с трудностями, особенно в тех случаях, когда объект измерения имеет сложную производственно-сбытовую цепочку или особенности развертывания, которые влияют на его эффективность. Рассмотрим Netflix или YouTube в качестве примеров. Оценки их энергопотребления варьируются в зависимости от того, включают ли они только энергию, используемую для поддержания их систем и предоставления контента пользователям (прямые расходы), или же к этому добавляются расходы, необходимые для создания контента, управления корпоративными офисами, рекламы и т. д. (косвенные расходы). Косвенное использование может также включать энергию, необходимую для потребления контента на устройствах конечного пользователя, таких как телевизоры, компьютеры и мобильные телефоны, что, в свою очередь, зависит от того, какие устройства используются.
Эта проблема обсуждается на Carbon Brief(opens in a new tab). В таблице выше значение, указанное для Netflix, включает в себя прямое и косвенное использование, о котором они сообщают сами. Youtube предоставляет лишь оценку своих собственных прямых энергозатрат, которые составляют около 12 ТВт⋅ч/г(opens in a new tab).
Таблица и диаграмма выше также включают сравнения с Bitcoin и Ethereum на основе доказательства работы. Важно отметить, что энергопотребление сетей с доказательством работы не является статичным, оно меняется каждый день. Значение, указанное для Ethereum с доказательством работы, взято перед слиянием и переходом на доказательство владения, как предсказывали в Digiconomist(opens in a new tab). Другие источники, такие как кембриджский индекс устойчивости блокчейн сети(opens in a new tab), оценивают энергопотребление намного ниже (ближе к 20 ТВт⋅ч/г). Оценки энергопотребления Bitcoin также сильно варьируются между источниками. На эту тему возникает много дискуссий(opens in a new tab) об отдельных нюансах, касающихся не только объема потребляемой энергии, но и ее источников и связанных этических вопросов. Потребление энергии не всегда точно отражает воздействие на окружающую среду, поскольку в различных проектах могут использоваться различные источники энергии, например меньшая или большая доля возобновляемых источников. Например, кембриджский индекс устойчивости блокчейн сети(opens in a new tab) показывает, что спрос сети Bitcoin может теоретически удовлетворяться за счет сжигания газа или электричества, которое иначе было бы потеряно в передаче и распределении. Путь Ethereum к устойчивому развитию заключался в замене требовательной к энергопотреблению части сети зеленой альтернативой.
Вы можете посмотреть потребление электроэнергии и значение углеродных выбросов разных отраслей на сайте кембриджского индекса устойчивости блокчейн сети(opens in a new tab).
Оценки для одной транзакции
Многие статьи оценивают энергозатраты блокчейна «на транзакцию». Это может вводить в заблуждение, поскольку энергия, необходимая для предложения и подтверждения правильности блока, не зависит от количества транзакций. Расчет энергозатрат в пересчете на транзакцию предполагает, что меньшее число транзакций приведет к меньшим расходам энергии и наоборот, что не соответствует действительнос ти. Кроме того, оценки на одну транзакцию очень чувствительны к тому, как определяется транзакционная пропускная способность блокчейна, а корректировка этого определения позволяет завышать и занижать значение.
Например, в Ethereum транзакционная пропускная способность — это не только базовый уровень, но и сумма транзакционной пропускной способности всех свертков «слоя 2». Уровни 2 как правило не включаются в расчеты, но учет дополнительной энергии, потребляемой секвенсорами (меньшая часть), и количества операций, которые они обрабатывают (большая часть), вероятно, резко сократит оценки на одну транзакцию. Это одна из причин, по которой сравнение потребления энергии на одну транзакцию между платформами может вводить в заблуждение.
Углеродный долг Ethereum
Энергозатраты Ethereum очень низки, но это не всегда было так. Изначально Ethereum использовал доказательство работы, которое имело гораздо большую цену для экологии по сравнению с нынешним механизмом доказательства владения.
С самого начала Ethereum планировал внедрить механизм консенсуса, основанный на доказательстве владения, но ушли годы целенаправленных исследований и разработок, чтобы сделать это без ущерба для безопасности и децентрализации. Поэтому для запуска сети был использован механизм доказательства работы. Доказательство работы требует, чтобы майнеры использовали свое компьютерное оборудование для вычисления значений, в процессе расходуя энергию.
По оценкам CCRI слияние снизило годовое потребление электроэнергии в Ethereum более чем на 99,988 %. Аналогично, углеродный след Ethereum был уменьшен примерно на 99,992 % (с 11 016 000 до 870 тонн CO2e). Чтобы визуализировать это, можно представить сокращение выбросов как переход от высоты Эйфелевой башни к небольшой игрушечной фигурке из пластика, как показано на рисунке выше. Как результат, цена защиты сети для экологии была радикально уменьшена. В то же время считается, что безопасность сети укрепилась.
Уровень зеленых приложений
Тогда как энергопотребление Ethereum находится на очень низком уровне, существует также значительное, растущее и очень активное сообщество регенеративных финансов (ReFi), использующее Ethereum как основу. Приложения ReFi используют компоненты DeFi, чтобы создать финансовые приложения, помогающие защитить окружающую среду. ReFi — это часть широкого движения соларпанк(opens in a new tab), которое тесно связано с Ethereum и нацелено на объединение технологического прогресса и бережного отношения к окружающей среде. Дцентрализованная, избавленная от разрешений и компилятивная сущность системы Ethereum делает ее идеальной основой для сообществ ReFi и соларпанка.
Платформы финансирования общественных благ в Web3, такие как Gitcoin(opens in a new tab), проводят климатические раунды, чтобы стимулировать экологически осознанную разработку на уровне приложений Ethereum. Благодаря разработке таких инициатив (и других, например DeSci) Ethereum становится технологией с положительным экологическим и социальным балансом.
Дополнительная литература
- Кембриджский ин декс устойчивости блокчейн-сети(opens in a new tab)
- Доклад Белого дома о блокчейнах с доказательством работы(opens in a new tab)
- Выбросы от Ethereum: полная оценка(opens in a new tab) — Кайл Макдональд
- Индекс энергопотребления Ethereum(opens in a new tab) — Digiconomist
- ETHMerge.com(opens in a new tab) — @InsideTheSim(opens in a new tab)
- Слияние — последствия для потребления электроэнергии и углеродного следа от сети Ethereum(opens in a new tab) — CCRI
- Энергопотребление Ethereum(opens in a new tab)