Stima consumo energetico rete bitcoin.

[gbianchi]

Ultimamente sento parlare spesso del consumo energetico della rete bitcoin.
Siccome non mi fido di quel che leggo sui giornali, ho deciso di fare un calcolo autonomo.

Sul sito della antminer leggo questo relativamente all S9:

1127W (11.5TH/s batch), 1225W (12.5TH/s batch), 1274W (13TH/s batch), 1323W (13.5TH/s batch), 1372W (14TH/s batch) (at the wall, with Bitmain’s APW3 PSU,93% efficiency, 25°C ambient temp). Expected discrepancy of +10%

sono valori che danno circa 100W per TH/s

ovviamente suppongo che siano ancora in funzione miner meno "performanti" quindi supponiamo che l'efficenza media sia la meta'
diciamo 200 W per TH/s.

in questo momento la potenza della rete e'  20,720,620,537 GH/s (fonte blockchain.info) arrotondiamo e trasformiamo in TH/s:
21 milioni di TH/s

in pratica in questo momento la rete consuma (ovviamente molto a spannella) 21.000.000 x 200 = 4 GW.

quindi in un ora 4 GWh e in un giorno 96 GWh, in un anno sono 35 TWh

le transazioni sono abbastanza "a tappo" sulle 300.000 al giorno, quindi consumo giornaliero 96 GWh / 300.000 = 320 KWh a transazione !!!!

Ho fatto sicuramente molte approssimazioni, ma anche se il risultato fosse la meta' sarebbe lo stesso una follia assurda
quindi spero vivamente di aver sbagliato qualche calcolo

EDIT:

ho trovato questo ottimo link per un grafico del consumo nel tempo, confronti con altri tipi di consumi,
previsioni e approfondimenti.

https://digiconomist.net/bitcoin-energy-consumption

[jack0m]

Ipotizzando che i dati in input siano corretti, gli unici errori che vedo sono nelle unità di misura (hai diviso per h, invece di moltiplicare)... purtroppo solo errori formali, ma tristemente corretta la sostanza dei calcoli

[thetigcoder]

quindi il consumo è paragonabile a cosa per avere una stima ad occhio reale?

[gbianchi]

quindi il consumo è paragonabile a cosa per avere una stima ad occhio reale?

io a casa mia consumo circa 5000 KWh  all'anno

quindi 320 KWh (il costo di una transazione) sono poco meno del consumo medio di un mese di tutta la mia casa

vi prego ditemi che ho sbagliato i conti.

[arulbero]

quindi il consumo è paragonabile a cosa per avere una stima ad occhio reale?

io a casa mia consumo circa 5000 KW/h  all'anno

quindi 320 KW/h (il costo di una transazione) sono poco meno del consumo medio di un mese di tutta la mia casa

vi prego ditemi che ho sbagliato i conti.

Purtroppo i calcoli sono corretti:

https://www.weforum.org/agenda/2017/10/the-electricity-required-for-a-single-bitcoin-trade-could-power-a-house-for-a-whole-month

a proposito di efficienza della rete bitcoin ...

D'altronde se le fee per transazione sono ormai nell'ordine di decine di dollari, quello è l'equivalente in corrente elettrica

[gbianchi]

Purtroppo i calcoli sono corretti:

https://www.weforum.org/agenda/2017/10/the-electricity-required-for-a-single-bitcoin-trade-could-power-a-house-for-a-whole-month

a proposito di efficienza della rete bitcoin ...

D'altronde se le fee per transazione sono ormai nell'ordine di decine di dollari, quello è l'equivalente in corrente elettrica

Questa cosa mi fa sentire un po' idiota... non mi ero mai reso conto della vastita' del problema.

sono veramente scosso, e' pericoloso e difficilmente arrestabile o governabile.... e' come un cancro energivoro.


bisognerebbe fare le curve di crescita della potenza di hashing e le curve di miglioramento di resa degli asics,
ma sono  certo che i risultati saranno inquietanti.

[duesoldi]

A me 320 kWh per transazione sembra un po' tanto.
Faccio anch'io i conti della serva partendo dal fatto che in Italia un kWh  costa circa 0.18 € avremmo

320 * 0.18 = 57,6 € per transazione

Ok che in Italia l'energia costa tanto, facciamo che dimezziamo il costo all'estero? arriviamo a 25 o 30 €.
Poi non abbiamo considerato:
- i costi hw -che invece sappiamo essere tutt'altro che irrisori data la vita media di 6 mesi/1 anno
- i costi di struttura (le farm hanno costi di struttura oltre a quelli del puro hw)
- costi di personale.

E non abbiamo considerato che oltre al costo vivo ci deve essere un margine di guadagno, se no.....

Non so a sensazione mi sembra che sia una stima molto più alta di quella reale. Poi magari sbaglio...

[gbianchi]

A me 320 kW/h per transazione sembra un po' tanto.
Faccio anch'io i conti della serva partendo dal fatto che in Italia un kW/h  costa circa 0.18 € avremmo

320 * 0.18 = 57,6 € per transazione

Ok che in Italia l'energia costa tanto, facciamo che dimezziamo il costo all'estero? arriviamo a 25 o 30 €.
Poi non abbiamo considerato:
- i costi hw -che invece sappiamo essere tutt'altro che irrisori data la vita media di 6 mesi/1 anno
- i costi di struttura (le farm hanno costi di struttura oltre a quelli del puro hw)
- costi di personale.

E non abbiamo considerato che oltre al costo vivo ci deve essere un margine di guadagno, se no.....

Non so a sensazione mi sembra che sia una stima molto più alta di quella reale. Poi magari sbaglio...

i calcoli sono banali, ma anche io avevo la sensazione (speranza ?) di averli sbagliati,
li ho fatti controllare da arulbero, che pero' li conferma.

ma nella migliore delle ipotesi il consumo e' la meta' di quello che ho ricavato, ipotizzando che tutti gli asics siano
aggiornati al massimo rendimento (ma ne dubito fortemente)

insomma un disastro !

[picchio]

Al momento esistono le revenue da signoraggio (i 12,5 BTC/Blocco), che permettono di avere uno sconto sul costo stimato sopra delle transazioni.
Ho la sensazione che la sicurezza di BTC sia garantita proprio dal consumo esagerato di energia elettrica per garantire l'hash power, per come è stato strutturato non vedo soluzioni.
I miner non accetteranno mai una pos che potrebbe essere più parsimoniosa in fatto di energia.
Se miglioreranno gli asic si avrà un incremento dell'hash ma non una diminuzione della potenza impiegata.
La potenza impiegata si dovrebbe assestare anche al valore del BTC, se aumenta il valore ci sarà convenienza a minare e quindi aumenterà la potenza utilizzata.
Certo che 4GW sono tanti .... 4 milioni di pannelli da 1kw (8 ore/gg sarebbero il classico impianto da 3kw).
In qualche 3d si diceva che il consumo equivale al consumo delle luminarie di Natale nel mondo ...

[duesoldi]

Al momento esistono le revenue da signoraggio (i 12,5 BTC/Blocco), che permettono di avere uno sconto sul costo stimato sopra delle transazioni.
Ho la sensazione che la sicurezza di BTC sia garantita proprio dal consumo esagerato di energia elettrica per garantire l'hash power, per come è stato strutturato non vedo soluzioni.
I miner non accetteranno mai una pos che potrebbe essere più parsimoniosa in fatto di energia.
Se miglioreranno gli asic si avrà un incremento dell'hash ma non una diminuzione della potenza impiegata.
La potenza impiegata si dovrebbe assestare anche al valore del BTC, se aumenta il valore ci sarà convenienza a minare e quindi aumenterà la potenza utilizzata.
Certo che 4GW sono tanti .... 4 milioni di pannelli da 1kw (8 ore/gg sarebbero il classico impianto da 3kw).
In qualche 3d si diceva che il consumo equivale al consumo delle luminarie di Natale nel mondo ...
EDIT: @gbianchi per dare credibilità al 3d puoi correggere le unità di misura dell'energia? kw*h e non kw/h

Ah beh vedi che mi ero perso qualche cosa ?   
Così in effetti i conti tornerebbero visto che :
12.5 BTC = 12.000 €  (per fare i conti della serva) e considerando che ogni blocco contiene 1000 tx (sempre conti della serva) avremmo un attivo di 120 € per tx.
Sopra stimavo un costo di 57 €  assumendo che il consumo fosse di 320 kWh / tx e quindi avremmo un margine di 120 - 57 = 63 € / tx  nel quale far rientrare i costi che elencavo prima: hw, struttura, personale, ....

Così il calcolo è già molto più realistico.... purtroppo   

[arulbero]

L'energia totale utilizzata dal sistema bitcoin è tanta, ma forse ancora accettabile se fosse possibile scalare in modo da diminuire drasticamente il costo per singola transazione. Gli sviluppi futuri vanno in questa direzione.
In ogni caso la sicurezza si paga, e il livello di certificazione "assoluta" garantito da bitcoin con il proof of work non può essere troppo a buon mercato (nei primi tempi si potevano fare addirittura transazioni gratis, ma era chiaro che il modello non era sostenibile)

[gbianchi]

EDIT: @gbianchi per dare credibilità al 3d puoi correggere le unità di misura dell'energia? kw*h e non kw/h

si scusate.

[gbianchi]

L'energia totale utilizzata dal sistema bitcoin è tanta, ma forse ancora accettabile se fosse possibile scalare in modo da diminuire drasticamente il costo per singola transazione. Gli sviluppi futuri vanno in questa direzione.
In ogni caso la sicurezza si paga, e il livello di certificazione "assoluta" garantito da bitcoin con il proof of work non può essere troppo a buon mercato (nei primi tempi si potevano fare addirittura transazioni gratis, ma era chiaro che il modello non era sostenibile)

Devo ancora riprendermi. L'impressione e' che tutto cio' sia una follia,
perche' piu' il prezzo sale (sia delle transazioni che di Bitcoin), piu' i minatori saranno incentivati a fare mining selvaggiamente,
e piu' investono in mining piu' il prezzo deve salire per tenere in piedi questa baracca infernale.

nel giro di un anno, forse anche meno,  la rete Bitcoin potrebbe consumare da sola come una una nazione industrializzata...
non so se ci rendiamo conto della dimensione del problema, dell'impatto ambientale, e anche etico.

Considerate poi che ho fatto i conti solo su bitcoin, probabilmente considerando che la dominance di bitcoin
ormai e' sotto al 35%, probabilmente gia' ora il consumo totale di tutte le crypto e' almeno il doppio...
quindi gia' ora saremo attorno ai 70 TWh consumati all'anno... considerate che l'italia intera consuma circa 300 TWh all'anno...







 

[arulbero]

L'energia totale utilizzata dal sistema bitcoin è tanta, ma forse ancora accettabile se fosse possibile scalare in modo da diminuire drasticamente il costo per singola transazione. Gli sviluppi futuri vanno in questa direzione.
In ogni caso la sicurezza si paga, e il livello di certificazione "assoluta" garantito da bitcoin con il proof of work non può essere troppo a buon mercato (nei primi tempi si potevano fare addirittura transazioni gratis, ma era chiaro che il modello non era sostenibile)

Devo ancora riprendermi. L'impressione e' che tutto cio' sia una follia,
perche' piu' il prezzo sale (sia delle transazioni che di Bitcoin), piu' i minatori saranno incentivati a fare mining selvaggiamente,
e piu' investono in mining piu' il prezzo deve salire per tenere in piedi questa baracca infernale.

nel giro di un anno, forse anche meno,  la rete Bitcoin potrebbe consumare da sola come una una nazione industrializzata...
non so se ci rendiamo conto della dimensione del problema, dell'impatto ambientale, e anche etico.

Secondo me la correlazione tra prezzo del btc e consumo energetico è solo temporanea, e dovuta al fatto che in questa fase iniziale c'è ancora una sostanziosa ricompensa fissa in btc per blocco. È solo questa ricompensa che lega prezzo del btc in dollari e consumo energetico, poichè invoglia i miner a competere sempre di più all'aumentare del valore del btc (di fatto la ricompensa in dollari per loro è costantemente aumentata nel tempo).

Quando la ricompensa per blocco diventerà trascurabile, il compenso dei miner sarà legato di fatto solo alle commissioni sulle transazioni. Queste commissioni, a differenza della ricompensa del blocco, non sono fisse, e quindi non risentono così direttamente del prezzo del btc in dollari. La competizione per ottenere un posto per la propria transazione in un blocco non può crescere più di tanto (quanti spenderebbero 5000 dollari per una transazione?) ergo c'è un limite al compenso possibile per i miner (limite non dettato dal prezzo del btc ma solo dalla quantità di domanda di accesso ai blocchi). Quindi a un certo punto anche il conseguente utilizzo di energia smetterà di crescere. A regime i miner venderanno energia elettrica in cambio solo delle commissioni, e poichè l'offerta di commissioni è limitata e dettata dal mercato, anche la domanda di energia seguirà lo stesso andamento.

Ovviamente tutti i dubbi sulla sostenibilità del sistema rimangono, è anche per questo che il tema della scalabilità e della dimensione del blocco hanno impegnato così duramente la comunità negli ultimi 2 anni.

[gbianchi]

Quando la ricompensa per blocco diventerà trascurabile, il compenso dei miner sarà legato di fatto solo alle commissioni sulle transazioni. Queste commissioni, a differenza della ricompensa del blocco, non sono fisse, e quindi non risentono così direttamente del prezzo del btc in dollari. La competizione per ottenere un posto per la propria transazione in un blocco non può crescere più di tanto (quanti spenderebbero 5000 dollari per una transazione?) ergo c'è un limite al compenso possibile per i miner (limite non dettato dal prezzo del btc ma solo dalla quantità di domanda di accesso ai blocchi). Quindi a un certo punto anche il conseguente utilizzo di energia smetterà di crescere. A regime i miner venderanno energia elettrica in cambio solo delle commissioni, e poichè l'offerta di commissioni è limitata e dettata dal mercato, anche la domanda di energia seguirà lo stesso andamento.

Ovviamente tutti i dubbi sulla sostenibilità del sistema rimangono, è anche per questo che il tema della scalabilità e della dimensione del blocco hanno impegnato così duramente la comunità negli ultimi 2 anni.

Come ti ripeto sono rimasto molto scosso da questi dati, e non sono cosi lucido.
La logica vorrebbe che come in tutti i fenomeni una crescita inizialmente esponenziale
si assesti poi su una logistica.

Ma qui ci sono molti fattori che cominciano a piacermi veramente poco...
ogni giorno scopro aspetti perlomeno inquietanti di come si sta evolvendo bitcoin,
e della scarsa attenzione che viene posta sulla discussione di questi problemi.

I consumi energetici infernali (e per ora in crescita esponenziale), la sicurezza personale,
la centralizzazione della governance, l'uso quasi esclusivamente speculativo...

l'impressione e' che se deve essere il "libero mercato" l'entita' magica che sistema
tutto sto' casino, e' molto piu' facile che prima bitcoin prosciughi le risorse energetiche di mezzo pianeta,
e che tutti i suoi utilizzatori si trasformino in speculatori maniacali.

ma forse vedo tutto nero perche' che mi sento un amante tradito.

[jack0m]

A me pare che focalizzarsi sull'inefficienza energetica sia un modo di vedere gli stessi problemi già noti da tempo (primo fra tutti la scalabilità) da una prospettiva diversa.
Partiamo dal dato di 4 GW di potenza stimata complessiva: è un valore senz'altro molto alto, ma quello che colpisce e scandalizza molti non è tanto il valore in sé, ma la sproporzione tra questo costo energetico e il beneficio che se ne ottiene, ovvero la validazione di appena 300.000 transazioni al giorno, cioè meno di 4 al secondo. Se lo raffrontiamo con il throughput di un circuito di pagamento tradizionale come Visa, il dato di bitcoin appare chiaramente irrisorio, di almeno 3 ordini di grandezza inferiore, ma questo è stato già detto e ripetuto molte volte. E qui dunque si ritorna al problema della scalabilità: se si riuscisse ad aumentare di un fattore 1000 il numero di transazioni per unità di tempo (a parità di potenza consumata), così da rendere la rete bitcoin un'alternativa veramente credibile e utilizzabile nella pratica ai sistemi di pagamento preesistenti, quei consumi energetici sarebbero ancora così inaccettabili?

Per rispondere in maniera onesta, andrebbe fatta un'equa comparazione tra i costi complessivi dei circuiti di pagamento, e quelli della rete Bitcoin, ma mentre i secondi sono dominati al 99% dai consumi dei miner (che comprendono energia e hardware dedicato), i primi hanno una serie di voci aggiuntive legate alla complessità dell'infrastruttura, che comporta la necessità di diversi intermediari e di meccanismi di sincronizzazione e riconciliazione dei dati tra di essi. Basti pensare a come sia macchinoso il processamento di una transazione con una carta: dall'autorizzazione, al regolamento, al clearing, con il coinvolgimento ad ogni passaggio di terze parti, che concorrono a far lievitare i costi complessivi, il tutto per garantire il funzionamento e la sicurezza del sistema.

Ora io non conosco dati certi sui costi di un circuito di pagamento come Visa, ma ho la sensazione che, mettendo sul piatto tutte le componenti, la cifra che si otterrebbe non sarebbe da meno rispetto a quella di Bitcoin, con la differenza che quest'ultima è dominata dalla componente energetica, in quanto l'affidabilità e la sicurezza, a differenza dei sistemi tradizionali in cui sono garantite da terze parti "trusted", sono "embedded" nella rete stessa proprio grazie al meccanismo del PoW.

Resta ovviamente a monte il problema della scalabilità, e questo è sì un problema grosso come una casa, che si trascina da anni e che ci fa incazzare tutti... Nel frattempo sono nate altcoin, e altre ne nasceranno, che tentano di risolvere il problema con modifiche ai protocolli e alternative al PoW a basso impatto ambientale. E questo dovrebbe servire da pungolo ai core dev, se non vogliono che la creatura si estingua per selezione naturale, ma come sempre è un gioco tra interessi contrapposti, con i dev da una parte, i miner dall'altra.... e noi in mezzo.

[gbianchi]

Resta ovviamente a monte il problema della scalabilità, e questo è sì un problema grosso come una casa, che si trascina da anni e che ci fa incazzare tutti... Nel frattempo sono nate altcoin, e altre ne nasceranno, che tentano di risolvere il problema con modifiche ai protocolli e alternative al PoW a basso impatto ambientale. E questo dovrebbe servire da pungolo ai core dev, se non vogliono che la creatura si estingua per selezione naturale, ma come sempre è un gioco tra interessi contrapposti, con i dev da una parte, i miner dall'altra.... e noi in mezzo.

Provavo a fare dei ragionamenti per ipotizzare uno scenario futuro.

Supponiamo che pian pianino segwit venga davvero usato (per ora viene usato nel 10-15% delle transazioni)

http://segwit.party/charts/

siamo buoni e diciamo che un'adozione totale di segwit potrebbe portare entro il 2018 a poter fare 600.000 transazioni al giorno
(credo che il tetto sia di molto inferiore, ma stiamo abbondanti.

se la power hash cresce come quest'anno, arriviamo a inizio 2019  con un consumo di 8 volte superiore, ossia 32 Gw ossia 968 GWh (quasi un TWh !) al giorno.
(ritengo trascurabile il miglioramento in efficenza degli asics, anche perche' i nuovi saranno marginali sull'installato esistente)

a quel punto saremo a 1600 KWh a transazione, per un consumo della rete all'anno di 280 TWh, ossia uguale a tutta l'italia.
e sto parlando di uno scenario secondo me possibile, forse anche ottimistico, per inizio 2019, non fra vent'anni.

Io ho amato questo progetto, ma questo amore non puo' non farmi vedere che questi numeri non sono sostenibili sotto nessun
punto di vista. Ne' di efficenza, ne' di etica, ne' di prospettive future.

[picchio]

.... quanti spenderebbero 5000 dollari per una transazione?
...

Se fosse l'apertura/chiusura di un canale che rappresenta milioni di transazioni il costo non sarebbe elevato.
Diciamo che, se rimane con il blocco a 2MByte, scrivere sul libro mastro costerà parecchio perché quella scrittura vale l'energia richiesta per scriverla.
Della serie: Ethernitywall dovrà trovare una bella fonte di finanziamento, mi chiedo come possa ancora finanziarsi ....
Quello che mi spaventa e che a quel punto minare un blocco sarà appannaggio di pochi e, anche pagando, potresti non trovare chi ti valida una transazione. Meglio sarebbe sapere che uno si possa minare quello di cui necessita (in caso di bisogno).

[gbianchi]

ma come sempre è un gioco tra interessi contrapposti, con i dev da una parte, i miner dall'altra.... e noi in mezzo.

infatti il vero dubbio di fondo che mi perplime e' proprio questo:

ma se abbiamo inventato tutto questo per sottrarci all'ogarchia dei banchieri, e alla fine ci siamo sottomessi
all'oligarchia dei miner, che in piu' devastano le risorse energetiche della terra... non e' che abbiamo fatto
sto gran affare.

[arulbero]

ma come sempre è un gioco tra interessi contrapposti, con i dev da una parte, i miner dall'altra.... e noi in mezzo.

infatti il vero dubbio di fondo che mi perplime e' proprio questo:

ma se abbiamo inventato tutto questo per sottrarci all'ogarchia dei banchieri, e alla fine ci siamo sottomessi
all'oligarchia dei miner, che in piu' devastano le risorse energetiche della terra... non e' che abbiamo fatto
sto gran affare.

E' da tempo che sto maturando questa riflessione: la decentralizzazione costa, e costa veramente tanto; la ricerca dell'efficienza porta inevitabilmente alla specializzazione e quindi alla centralizzazione, non alla decentralizzazione.

Se ci pensate tutte le proposte volte finora a migliorare la scalabilità e quindi l'efficienza della rete bitcoin sono una forma di centralizzazione: da una parte ingrandire il blocco, dall'altra aggiungere un nuovo layer (lightning network).
Gli asics stessi, usati per rendere più efficiente il lavoro di mining, portano alla centralizzazione, non certo al contrario.