Bitcoinin energiankulutus ja louhinnan maantiede

Mitä proof of work oikeasti kuluttaa

Bitcoinin lohkoketju ei ole salainen tai läpinäkymätön järjestelmä: jokainen siirto on julkisesti tarkistettavissa, ja juuri se tekee valuutasta aidosti bitcoin transparent -tyyppisen järjestelmän, jossa kuka tahansa voi seurata lohkojen syntyä. Hinta tälle avoimuudelle maksetaan sähköllä. Proof of work tarkoittaa yksinkertaistettuna sitä, että louhija yrittää arvata lohkolle sopivaa tiivistettä niin monta kertaa sekunnissa kuin sen laitteisto ehtii. Työ ei ole hyödyllistä laskentaa, vaan kilpailua laskentatehosta.

Verkon kokonaislaskentateho eli hashrate kasvaa, kun bitcoinin hinta nousee ja louhinta kannattaa. Kun hashrate kasvaa, vaikeustaso nousee, ja vanhat laitteet putoavat pois. Tämä automaattinen säätö on syy siihen, miksi bitcoinin energiankulutus ei kasva loputtomasti samaa tahtia kuin hinta: kannattamaton louhinta sammuu itsestään.

Karkeat luvut auttavat hahmottamaan kokoluokkaa. Bitcoin-verkko kuluttaa vuositasolla kymmeniä terawattitunteja, kun Suomessa koko maan sähkönkulutus on noin 80 TWh luokkaa. Vertailu ei kerro koko totuutta, mutta se osoittaa, ettei kyseessä ole marginaalinen ilmiö. Cryptocurrency power consumption -keskustelu pyörii juuri tämän luvun ympärillä, ja luku vaihtelee hashraten ja louhintalaitteiden hyötysuhteen mukana.

Miksi louhinta siirtyi pois Kiinasta

Vuoteen 2021 asti valtaosa maailman bitcoin-louhinnasta tapahtui Kiinassa, erityisesti Sichuanin vesivoimavaltaisilla alueilla ja Xinjiangin hiilivoimaloiden lähellä. Kun maan hallinto kielsi louhinnan, hashrate putosi hetkellisesti jyrkästi ja siirtyi Yhdysvaltoihin, Kazakstaniin, Venäjälle ja Pohjoismaihin. Siirtymä osoitti, että louhinta on maantieteellisesti joustavaa: se hakeutuu sinne, missä sähkö on halvinta ja ylijäämää riittää.

China bitcoin mining -rajoituksen jälkeen louhinnan painopiste on osittain Texasissa, jossa tuulivoiman ylituotanto tekee sähköstä ajoittain erittäin halpaa. Suomessa ja Ruotsissa houkuttelee puolestaan vakaa verkko, viileä ilmasto ja kohtuullinen sähkön hinta. Louhintahallin jäähdytys maksaa Pohjolassa vähemmän kuin vaikkapa Lähi-idässä, ja hukkalämpöä on alettu hyödyntää kaukolämmössä.

Esimerkki Pohjolasta

Kuvitellut esimerkit kertovat logiikasta paremmin kuin yleiset väitteet. Jos hallissa on sata nykyaikaista ASIC-laitetta, jotka kuluttavat yhteensä noin 300 kilowattia, sähkölasku määräytyy suoraan vallitsevasta pörssihinnasta. Talvella, kun sähkö on kallista, louhinta voi olla kannattamatonta, ja laitteet ajetaan alas. Kesällä vesivoiman ylijäämän aikaan sama laitteisto tuottaa voittoa. Louhijan tulos riippuu siis enemmän sähkön hinnasta kuin bitcoinin kurssista.

Energiavertailu: korttimaksu, pankkisiirto ja lohkoketju

Yksi yleinen harhaluulo on, että yksi bitcoin-siirto kuluttaisi valtavan määrän sähköä. Todellisuudessa kulutus kohdistuu verkon ylläpitoon kokonaisuutena, ei yksittäiseen siirtoon. Silti vertailu on valaiseva. Visa-verkon koko vuotuinen energiankulutus on murto-osa bitcoinin vastaavasta, mutta toisaalta bitcoin-verkko siirtää arvoa ilman keskuspankkia ja pankkien välikäsiä. Kumpikaan luku ei yksin ratkaise kysymystä siitä, mikä on hyväksyttävää.

Suomessa keskusteluun on liittynyt myös se, että louhintalaitteiden hukkalämpöä voitaisiin syöttää kaukolämpöverkkoon. Muutamat suomalaiset toimijat ovat kokeilleet tätä, ja ajatus on sinänsä järkevä: jos sähkö kerran muuttuu lämmöksi, miksi ei lämmittää samalla rakennuksia. Kriitikot huomauttavat, että lämmöntalteenotto parantaa hyötysuhdetta mutta ei poista peruskysymystä laskentatehon tarpeesta.

Käytännön vertailukohta löytyy myös maksamisesta. Kun maksat verkossa kortilla, taustalla pyörii valtuutus, selvitys ja petosvalvonta. Nämä järjestelmät kuluttavat sähköä, vaikka yksittäinen maksutapahtuma näyttää ilmaiselta. Buy bitcoin with credit card -palveluissa kulut ovat puolestaan usein 3–5 prosenttia, ja se on loppukäyttäjän kannalta konkreettisempi kulu kuin verkon energiankulutus.

Miten louhinnan energialuvut tulkitaan järkevästi

Energiankulutusta koskevat luvut kannattaa lukea varoen. Arviot vaihtelevat suuresti, koska osa louhintalaitteista on vanhoja ja tehottomia, osa uusia ja hyötysuhteeltaan parempia. Lisäksi louhijat eivät kerro tarkkoja lukujaan, joten tutkijat joutuvat päättelemään kulutuksen hashraten ja laitekirjon perusteella. Siksi yksittäinen terawattituntiluku on aina arvio, ei mittaus.

Toinen tulkintavirhe on unohtaa sähkön alkuperä. Jos louhinta tapahtuu vesivoiman tai tuulivoiman ylijäämällä, päästöt ovat pienet, vaikka kulutus olisi suurta. Jos se tapahtuu hiilivoimalla, päästöt ovat moninkertaiset. Tämän vuoksi bitcoin energiankulutus -keskustelussa olisi aina erotettava toisistaan kaksi kysymystä: kuinka paljon sähköä kuluu ja mistä se sähkö tulee. Vasta molempiin vastaamalla saa kuvan kokonaisuudesta.

Kolmas huomio liittyy aikajänteeseen. Louhinnan kannattavuus vaihtelee puolittumisen eli halvingin tahdissa noin neljän vuoden sykleissä. Puolittumisen jälkeen lohkopalkkio puolittuu, ja kannattamattomat louhijat poistuvat verkosta. Tämä laskee hashratea ja energiankulutusta väliaikaisesti, kunnes uudet, tehokkaammat laitteet korvaavat vanhat. Energiakeskustelua käydään siis aina liikkuvasta maalista.