استخراج ارزهای دیجیتال؛ دریچه‌ای نو به روی بهینه‌سازی مصرف انرژی

اگر کسی بخواهد برای آینده آماده شود، ناگزیر از مشارکت در یک فناوری نوظهور و کلیدی است و آن فناوری چیزی نیست جز بلاک‌چین. بلاک‌چین (‌Blockchain) در کنار بسیاری کاربردهای دیگر، امکان انجام تراکنش‌های همتا به همتای ارزهای رمزپایه‌ای همچون بیت‌کوین (Bitcoin) را فراهم می‌کند. این نوع ارزها به طور معمول هیچ نهاد متمرکز نظارتی ندارند و عمدتاً متن‌باز هستند. تراکنش‌های آن‌ها نیز توسط ماینرها یا استخراج‌کنندگان تایید می‌شود و هر دسته از این تراکنش‌ها در تعدادی بلوک جای می‌گیرند و سپس این بلوک‌ها به ترتیب به یک زنجیره اضافه می‌شوند.

استخراج‌کنندگان برای اضافه کردن بلوک‌ها به زنجیره باید تعدادی مسئله‌ی دشوار ریاضی را در یک توالی ویژه حل کنند. انجام این کار، مستلزم صرف مقادیر قابل‌توجهی انرژی برای تأمین توان لازم برای فرآیندهای رایانشی و محاسباتی است. به همین دلیل، دو مشوق اصلی برای استخراج‌کنندگان وجود دارد که یکی دریافت پاداش برای حل کردن بلوک‌ها و دومی اخذ کارمزد برای انجام تراکنش‌ها است. هر چه توان پردازشی استخراج‌کننده بیشتر باشد، احتمال اینکه بتواند بلوک‌های بیشتری را برای دریافت پاداش به زنجیره اضافه کند، بیشتر می‌شود.

تلاش برای دریافت پاداش بیشتر و رقابت بر سر دستیابی به توان پردازشی افزون‌تر منجر به افزایش شدید مصرف انرژی شده است. برآوردها حاکی از آن است که تنها شبکه‌ی بیت‌کوین سالیانه نزدیک به ۲.۵ گیگاوات برق مصرف می‌کند که تقریباً برابر با انرژی مصرفی سالیانه‌ی کشور ایرلند است. هرچند تعیین دقیق شمار استخراج‌کنندگان کار دشواریست؛ اما تخمین زده شده که ۷۵ درصد از کل فرآیندهای استخراج ارزهای رمزپایه‌ی جهان در چین انجام می‌شود. انرژی لازم برای تأمین توان مصرفی این حجم از استخراج به طور معمول از زغال‌سنگ و سوخت‌های فسیلی استحصال می‌شود که خود انتشار فزاینده‌ی آلاینده‌های جوی را در پی دارد.

اگر بخواهیم انتشار گازهای آلاینده و گرمایش جهانی را کاهش دهیم؛ باید تولید انرژی و رفتار مصرفی مشترکان را دقیق‌تر بررسی کنیم. هرساله، میزان کل انرژی تولیدی از منابع تجدیدپذیر تقریباً ۲.۹ درصد افزایش پیدا می‌کند. همچنین سهم انرژی‌های تجدیدپذیر از کل انرژی تولیدی جهان از ۲۲ درصد در سال ۲۰۱۲ به ۲۹ درصد در سال ۲۰۴۰ خواهد سید. هرچند این روند نمایانگر پیشرفت‌های قابل‌توجهی در استفاده از انرژی‌های پاک است؛ اما کندی شبکه‌های کنونی برای انطباق با منابع جدید تولید انرژی تبدیل به یک مسئله‌ی بحرانی شده است. در واقع، یافتن راهکاری برای مصرف بخش مازاد انرژی‌های تجدیدپذیر، چالش‌های عملیاتی و مالی بسیاری را پیش روی شبکه‌های برق، سرمایه‌گذاران و مصرف‌کنندگان قرار داده است.

رقابت بر سر تسلط بر قلمرو انرژی‌های تجدیدپذیر

پذیرفتن رویکردهای جدیدی همچون استخراج ارزهای رمزپایه با استفاده از انرژی مازاد منابع تجدیدپذیر، پتانسیل بسیار بالایی برای پر کردن شکاف‌های مالی و فنی یاد شده دارد و می‌تواند از هدررفت منابع جلوگیری کند و به خلق ثروت و کاهش ریسک‌های مالی بینجامد. سود حاصله از رمزارزهای استخراج شده نیز قادر است به‌نوبه‌ی خود افزایش سرمایه‌گذاری در حوزه‌ی انرژی‌های تجدیدپذیر را به دنبال داشته باشد.

برای مسیردهی به انرژی حاصله از منابع تجدیدپذیر (از جمله باد، خورشید و غیره) در هنگام تولید، چند گزینه پیش روی ما قرار دارد که عبارتند از:

• انرژی‌های تجدیدپذیر به قیمت عمده‌ی بازار به شبکه‌ی برق فروخته شوند.
• در زمان تولید مازاد در شبکه، بخش اضافی برای پاسخ به تقاضا در زمان اوج مصرف، ذخیره شود.
• وقتی که به دلیل پر بودن باتری‌ها یا به‌صرفه نبودن، تقاضای ذخیره‌سازی کاهش می‌یابد، می‌توان از مازاد انرژی تولید شده برای استخراج ارزهای رمزپایه استفاده کرد.

دو گزینه‌ی اول در حال حاضر در شبکه‌ی برق برای کسب درآمد از انرژی‌های تجدیدپذیر مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ اما گزینه‌ی سوم می‌تواند یک جریان درآمدی اضافه را در اختیار ما بگذارد. استفاده از مازاد انرژی‌های تجدیدپذیر برای استخراج رمزارزها نه‌تنها از اتلاف منابع جلوگیری می‌کند و به خلق ارزش می‌انجامد، بلکه باعث می‌شود ارزهای رمزپایه هر چه بیشتر با محیط‌زیست سازگار شوند. در واقع، هر بلوکی که با این روش به بلاک‌چین اضافه می‌شود، هیچ‌گونه آلایندگی ایجاد نمی‌کند.

این مدل را می‌توان به صورت یک حلقه‌ی بسته با اثر دومینویی که در آن هر رخداد به وقوع سلسله رخدادهای دیگری منجر می‌شود، نگاه کرد. در واقع، وقتی یک ارز رمزپایه استخراج می‌شود، می‌توان از ثروت خلق شده‌ی ناشی از آن برای سرمایه‌گذاری مجدد در زیرساخت‌های تولید انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده کرد و همین امر می‌تواند به شکل‌گیری یک سیکل سازنده بینجامد. این فرآیند از این پتانسیل برخوردار است که نه‌تنها یک چرخه‌ی پایداری درآمدی ایجاد کند، بلکه رشد سیستم ارزهای رمزپایه را نیز به همراه داشته باشد.

چندین روش برای محاسبه‌ی درآمد تخمینی حاصل از استخراج ارزهای رمزپایه وجود دارد؛ اما متغیرهای مؤثر در تمامی این روش‌ها تا حد زیادی مشترک هستند که از جمله آن‌ها می‌توان به میزان قدرت هش (Hashing Power) که در واقع همان توان رایانشی پردازنده‌ی ماینر است، مصرف انرژی، پول برق و کارمزدهای حوضچه‌های استخراج اشاره کرد.

می‌توان مقدار سود به دست آمده در هر ساعت را با پیش‌فرض‌های زیر محاسبه کرد:

• استفاده از یک ریگ استخراج ۱.۲ مگاواتی در اندازه‌ی یک کانتینر حمل بار ساخت شرکت Bitfury که قدرت هش آن ۸۸۰۰ ترا هش بر ثانیه است.
• صفر در نظر گرفتن هزینه‌ی برق مصرفی استخراج با فرض استفاده از برق مازاد تجدیدپذیر.
• عدم الزام به پرداخت هر‌گونه کارمزد برای استفاده از حوضچه‌های استخراج.

با این مفروضات، اعداد نمایش داده شده در جدول زیر برای رمزارزهای قابل استخراج اصلی به دست آمده است. این اعداد به روشنی تفاوت میان سودآوری رمزارزهای مختلف را آشکار می‌کنند. بر اساس این داده‌ها استخراج‌کنندگان آتی می‌توانند ببینند که در یک روز آفتابی یا طوفانی کدام یک از رمزارزها سود بیشتری نصیب آن‌ها خواهند کرد.

بسیاری از فاکتورها و متغیرهای فهرست شده در جدول زیر ثابت نیستند و تغییر آن‌ها بر میزان دشواری دستیابی به سود بیشتر تأثیر می‌گذارد. بهای دلاری یک رمزارز هم سودآوری استخراج آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بدیهی است که وقتی قیمت یک رمزارز بیشتر باشد، به‌تبع، استخراج آن سودآورتر خواهد بود.

رقم سود ساعتی و ماهانه‌ی درج شده در جدول زیر با این پیش‌فرض محاسبه شده که دستگاه استخراج، بی‌وقفه و به طور ۲۴ ساعته در حال کار باشد. برای پوشش تمامی سناریوهای نمایش داده شده در جدول زیر، فرض بر این بوده که مقدار انرژی مازاد حاصل از منابع تجدیدپذیر تنها برای چند ساعت در روز بتواند برق دستگاه استخراج را تأمین کند و نه برای کل شبانه‌روز. از این رو در حالت استفاده از برق رایگان و مازاد، نرخ ساعتی قابل استنادتر است. از طرف دیگر، هرچه عملیات استخراج طولانی‌تر باشد، احتمال یافتن یک بلوک توسط ماینر افزایش پیدا می‌کند.

اطلاعات این جدول بر مبنای بهای این رمزارزها در تاریخ ۲۷ مرداد ۱۳۹۷ تنظیم شده است. لازم به تذکر است که نرخ هش شبکه و میزان سود تخمینی به صورت تقریبی آورده شده است.

در میان قابلیت‌های متعددی که این روش به همراه دارد و پیش‌تر به آن‌ها اشاره شد، می‌توان از آن برای متحول کردن زندگی روزمره‌ی شهروندان در مکان‌های زیر استفاده کرد:

۲- تأسیسات تجاری و صنعتی: در این سناریو پیشنهاد می‌شود که از برق مازاد برای برپایی دستگاه‌های استخراج در ابعاد بزرگ صنعتی استفاده شود. این روش بیشتر برای تأسیسات انرژی تجدیدپذیر فراساحلی یا تأسیسات مستقر در نواحی دورافتاده و بیابان‌ها کاربرد دارد که در آن‌ها انتقال یا ذخیره برق مستلزم صرف هزینه‌های زیادی است و به طور معمول، بخش عمده‌ای از برق مازاد تولیدشده هدر می‌رود.

۳- ساختمان‌ها و شهرها: این سناریو در راستای اهداف اقتصاد دورانی (Circular Economy) است. اقتصاد دورانی یا گردشی رویکردی در اقتصاد صنعتی است که در آن هدف اصلی عدم تولید پسماند و آلودگی، محافظت از محیط‌زیست و هم‌زمان دستیابی به اقتصادی پایدار است. وقتی که مالکان یا ساکنان ساختمان‌های مرتفع مسکونی یا تجاری واقع‌شده در یک منطقه، در تأسیسات تولید و ذخیره‌ی انرژی و مصارف سرمایه‌ای آن‌ها سهیم هستند، چرا نباید در سود حاصله از انرژی مازاد تولیدی خود سهیم باشند. این سناریو می‌تواند برای درصد قابل‌توجهی از انرژی مازاد تولید شده توسط ساختمان‌های بزرگ پیاده شود. علاوه بر تمامی عایدات مالی، این مدل ‌می‌تواند کاهش انتشار کربن در محیط‌های شهری را به دنبال داشته باشد. در تمامی این سناریوها که فناوری بلاک‌چین ایفاگر نقش اصلی است، می‌توان پیاده‌سازی شهرهای هوشمند را تسهیل کرد، دامنه‌ی اتوماسیون و خودکارسازی فرآیندها را گسترش داد و دست آخر به فرآیند گذار به اقتصاد و محیط‌زیستی سبزتر و عاری‌تر از آلاینده‌ها سرعت بخشید.

اگرچه رشد تولید انرژی‌های تجدیدپذیر خیال متوقف شدن ندارد؛ اما محدودیت‌های مربوط به انتقال، مصرف و مدیریت کارآمد این منابع همچنان دامن‌گیر صنعت برق هستند. همچنین پیشنهاد مطرح شده در این مقاله برای استفاده از برق مازاد تجدیدپذیر شامل تمامی فاکتورهای مؤثر نیست؛ اما دریچه‌ای را به روی ارزش‌های پرشمار فناوری‌های نوظهوری همچون بلاک‌چین می‌گشاید. نکته مهم اینجا است که شاید راه‌حل برطرف کردن نقاط ضعف یک فناوری، در نقاط قوت فناوری‌های دیگر پنهان شده باشد.