Для цитирования: Соломенников П.В., Починкина А.М., Кортенко Л.В. Технология майнинга с точки зрения экологии и энергозатрат // Наукосфера. 2021. № 3-2. С. 226-230.
MINING TECHNOLOGY FROM THE POINT OF VIEW OF ECOLOGY AND ENERGY COSTS
СОЛОМЕННИКОВ ПАВЕЛ ВЛАДИМИРОВИЧ, ПОЧИНКИНА АЛИСА МАКСИМОВНА, Уральский государственный Экономический Университет.
КОРТЕНКО ЛЮДМИЛА ВАСИЛЬЕВНА, кандидат экономических наук, доцент, Уральский государственный Экономический Университет.
SOLOMENNIKOV PAVEL VLADIMIROVICH, POCHINKINA ALICE MAKSIMOVNA, Ural State University of Economics.
KORTENKO LYUDMILA VASILIEVNA, candidate of Economical Sciences, associate professor, Ural State University of Economics.
В данной статье рассмотрена проблема загрязнения окружающей среды в результате майнинга криптовалюты. В работе соотнесены статистические данные за 2017 и 2019 годы по расходу электроэнергии в России и мире с уровнями производства криптовалюты. В статье перечислены негативные последствия для атмосферы и окружающей среды вследствие роста объемов производства электроэнергии в мире и выдвинуто предположение об усугублении экологической обстановки под влиянием производства криптовалюты. В заключении сформулированы прогнозы дальнейших направлений развития обозначенных проблем для России.
This article discusses the problem of environmental pollution as a result of cryptocurrency mining. The paper correlates the statistical data for 2017 and 2019 on electricity consumption in Russia and other countries with the levels of cryptocurrency production. The article lists the negative consequences for the atmosphere and the environment due to the increase in the production of electricity in the world and makes the assumption about the aggravation of the ecological situation under the influence of the production of cryptocurrency. In the conclusion, forecasts of further directions of development of the described problems for Russia are formulated.
Ключевые слова: майнинг, экология, криптовалюта в России, электроэнергия, загрязнение атмосферы.
Key words: mining, ecology, cryptocurrency in Russia, electricity, air pollution.
В настоящее время в технологически развитых странах объемы и популярность производства или добычи криптовалюты постоянно растет, увеличивая темпы охвата этого направления информационно-технологической отрасли производства. Но всего чуть более десятка лет назад мало кто знал о технологиях блокчейна и майнинга, и не многие воспринимали эти процессы всерьез. При наблюдаемом росте популярности майнинга актуальным становится вопрос о мере его безопасности для будущего человечества и планеты.
В России и мире добывать биткоин может любое заинтересованное лицо. Актуальность настоящего исследования обусловлена ростом популярности по экономическим причинам процесса майнинга среди населения Российской Федерации, вследствие чего происходит и рост потребления энергоресурсов, приводящий к увеличению выбросов вредоносных веществ в воздушную сферу Земли.
Процесс майнинга основан на произведении вычислений в колоссальных масштабах, которые происходят на микропроцессорах. Со временем количество таких вычислений увеличивается в разы, и если в начале своего пути Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Monero, Dash добывали или производили на «домашних» персональных компьютерах (потребляя вычислительную мощность одной видеокарты), то в настоящее время мощностей нескольких простых видеопроцессоров недостаточно. По этой причине появились и растут «майнинг-фермы», а вслед за ними и специализированные виды оборудования типа ASIC по добыче криптовалют. В своей основе они используют высокопроизводительные процессоры, которым для быстрой скорости вычислений необходимо потреблять огромное количество электроэнергии. Например, всего одна транзакция с участием биткоина потребляет 621 кВт электроэнергии, что в 500 тысяч раз больше, чем при оплате кредитной картой. Таким образом, главной проблемой последних лет кроме роста цен на процессоры, является многократный рост потребления электроэнергии.
По данным исследований студентов кембриджского университета к концу 2017 года общемировое потребление электроэнергии на добычу криптовалюты составляло 20,5 ТВт/ч и доля России была 2 %, а по итогам 2019 года общее потребление выросло до 121 ТВт/час и доля России стала 7 % [1], т.е.показатели увеличились почти в 6 и 3,5 раза, соответственно.
Безусловно, этот рост популярности производства криптовалют обеспечен их растущей стоимостью при относительно стабильном незначительном росте цен на электроэнергию. По общемировой практике добывать биткоин выгоднее в России, Канаде, Норвегии и Германии, так как благодаря климатическим особенностям затраты на охлаждение помещений с оборудованием в этих странах ниже. К тому же в перечисленных государствах обеспеченность электросетями и приемлемое качество электрогенерации позволяет стабильно осуществлять майнинг. Правда, в Канаде основным источником электроэнергии являются экологически чистые станции, а в России основным источником тепла и энергии остаются ТЭС с паровыми и газовыми турбинами. Современная энергосистема России располагает 880 электростанциями [2]. Выработка электрической энергии в 2019 году достигла 1096 млрд.кВт·ч, что на 0,4 % больше аналогичного показателя в 2018 году.
Добыча электроэнергии подразделяется на виды тепловой, атомной и возобновляемой энергетики. В «Отчете о функционировании ЕЭС в России в 2019 году» приведена диаграмма процентного соотношения выработки электроэнергии по типам электростанций, представленная на рисунке 1.
![Рис. 1. Структура выработки электроэнергии по типам электростанций ЕЭС России за 2019 год [3, c. 19]](https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_69cfc5bfa97d8f46a0be4c5c_69cfc6a083f17a0e85422f86/scale_1200)
В настоящем исследовании как пример рассмотрим добычу электроэнергии на тепловых электростанциях (ТЭС), так как именно на них приходится две трети выработки всего электричества в стране. Из всех ТЭС России «70 % работают на природном газе, 28 % – используют уголь, 2 – % жидкое топливо» [4 с. 342].
При сжигании указанных видов топлива выбросами в атмосферу становятся токсичные вещества: оксиды углерода, азота, серы, ванадия, бензапирен, зола, радиационные составляющие минеральной части. Различные соединения азота, хлора и водорода в стратосфере вступают в реакцию с озоном, разрушая его и негативно влияя на сохранность озонового слоя планеты. Образовавшиеся дыры в озоновом слое ведут к повышению активности солнечной радиации, что нарушает процесс фотосинтеза растений и провоцирует появление ожогов и кожных заболеваний у млекопитающих.
В среднем одна «тепловая электростанция ежегодно вбрасывает 1,5 млн.тонн загрязняющих веществ в атмосферу» [4, с. 344]. Таким образом, несложные расчеты количества ТЭС из общего количества электростанций в России и объема ежегодно выбрасываемых загрязняющих веществ на одну электростанцию позволили нам приблизительно рассчитать количество выбросов в атмосферу только от ТЭС на территории РФ как 792 млн.тонн загрязняющих веществ в год.
Для сравнения по данным международного исследования «Углеродный след биткоина» в 2019 году выбросы углерода в атмосферу составили от 22 до 22,9 млн.тонн [5, с.52], в то время как в 2017 году таких затрат на производство в сфере информационных технологий еще не было, как и самих криптовалют. Прогнозирование развития ситуации позволяет предполагать рост объемов проблемы огромных выбросов в атмосферу и ее усугубление с каждым годом, в том числе при популяризации майнинга в России. Факт вовлеченности граждан страны в майнинг проиллюстрирован авторами настоящего исследования на графиках потребления энергии при добыче криптовалют в целом в России [1] по сравнению с потреблением некоторых субъектов РФ в 2017 и 2019 годах [6], приведенных на 2 и 3 рисунках.
Совершенствование аппаратуры по добыче криптовалюты в направлении уменьшения энергозатрат не будет способствовать улучшению экологической обстановки в стране, так как конкурентная борьба на рынке соответствующего оборудования продолжится в направлении дальнейшего увеличения мощности каждой из машин. Это означает, что трата энергии на майнинг не уменьшится и объемы выбросов углекислого газа в атмосферу продолжат расти.
Авторами предполагаются следующие варианты развития событий для смягчения последствий данной экологической проблемы в России:
1. постепенное повышение введенного с 2021 года налога от продажи криптовалют;
2. ввод акцизного налога на устройства для майнинга, ведущего к уменьшению выгоды от производства криптовалюты и соответствующему уменьшению популярности рассматриваемого направления информационно-технологической отрасли экономики в России;
3. повышение процента электроэнергии, производимой экологически чистыми станциями в результате увеличения их количества, что приведет к улучшению экологической обстановки в стране.
Если ситуацию оставить незамеченной и уровень нерегулируемого производства криптовалюты продолжит расти, то потребление электроэнергии от майнинга может взлететь в разы и усугубить экологические проблемы загрязнения воздуха и озоновых дыр. Всё большее количество регионов России сталкивается с ухудшением экологии, что негативно влияет на качество жизни людей. Разумеется, майнинг не единственный источник загрязнения, но его рост и популяризация могу привести к значительному увеличению количества выбросов, поэтому необходимо применение комплексных мер по сокращению отрицательного влияния производства необходимой электроэнергии на экологическую обстановку в стране и мире.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Rauchs, Michel. “Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI)”. URL: https://cbeci.org/mining_map (accessed 30th May 2020).
2. Системный оператор единой энергетической системы России// Главная страница / Деятельность / ЕЭС России / URL: https://www.so-ups.ru/functioning/ees/ups2021/ (дата обращения: 28.03.2021).
3. Системный оператор единой энергетической системы России // Отчет о функционировании ЕЭС в 2019 году. URL: https://www.so-ups.ru/fileadmin/files/company/reports/disclosure/2020/ups_rep2019.pdf (дата обращения: 28.03.2021).
4. Пермякова Д.К. Влияние Угольных ТЭС на экологию окружающей среды // Научно-практический электронный журнал “Аллея науки”. – 2019. - №1(28) - С. 341-346.
5. Сапожников Н.О. Анализ экологических последствий увеличения потребления электроэнергии майнерами криптовалют // Наука, техника и образование. – 2019. – №5. – С. 51-53.
6. Федеральная служба государственной статистики. Потребление электроэнергии в Российской Федерации // Главная страница / Статистика / Официальная статистика / Предпринимательство / Промышленное производство / URL: https://rosstat.gov.ru/enterprise_ industrial (дата обращения: 28.03.2021).
© Соломенников П.В., Починкина А.М., Кортенко Л.В., 2021.