Bitcoin eet Quebec op

Alexi Hobbs





Op het eerste gezicht lijkt niets bijzonders aan dit verouderde industriepark in Saint-Hyacinthe, Quebec, ongeveer 100 kilometer ten oosten van Montreal. De lucht is dik van de geur van geroosterde cacao, die uit een enorme chocoladefabriek opwelt en trekker-opleggers en vergeten kantoren binnensijpelt. In de buurt strijden een audiovisuele reparatiewerkplaats en een landbouwlaboratorium dat gespecialiseerd is in de detectie van ziekteverwekkers in vee om ruimte met een enorme, in onbruik geraakte zuivelverwerkingsfabriek. Verscholen achter alle drie staat een versleten, laaghangend gebouw dat vroeger dienst deed als magazijn voor een soepbedrijf en daarvoor een fabriek die luiers produceerde. Je zou kunnen denken dat ook dat sindsdien vergeten was, ware het niet dat de plastic bekleding zinspeelde op nieuwbouw binnen en de kleine vloot glanzende bedrijfsauto's op de parkeerplaats. Maar de grootste aanwijzing dat hier iets nieuws en beslist hightech gebeurt, is te horen als je naast die auto's staat: een alomtegenwoordig gezoem, ver buiten het gebouw hoorbaar, gecreëerd door duizenden computers, die allemaal hetzelfde enkelvoud voltooien. taak opnieuw en opnieuw en opnieuw, dag na dag, zonder verandering of onderbreking.

Deze computers zijn eigendom van Bitfarms, een van Noord-Amerika's grootste cryptocurrency-miningactiviteiten. Hier in de ooit verlaten fabriek staan ​​ongeveer 7.000 machines ter grootte van een schoenendoos (vanaf april, maar dat zal naar verwachting stijgen tot 14.000 in juli) strak op een plank in een enkele rij van vloer tot plafond die het gebouw in tweeën deelt. Aan de ene kant van de stapels staat een warboel van draden en routers die uit de achterkant van elke computer komen, blootgesteld aan de koude Canadese lucht. Aan de andere kant brullen duizenden identieke fans terwijl ze hete lucht langs een hoop lege kartonnen dozen de anders lege ruimte in duwen. Een handvol drukke medewerkers beweegt zich tussen de twee kanten, gekleed in dunne T-shirts en spijkerbroeken, hun gezichten rood. Zelfs op een rauwe, grijze dag is de hitte aan de ventilatorzijde verstikkend.

De draden en routers achter elke computer zijn blootgesteld aan de koude Canadese lucht. Alexi Hobbs



Het blockchain-probleem

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van mei 2018

  • Zie de rest van het nummer
  • Abonneren

Deze computers, vaak rigs genoemd, zijn speciaal gebouwd. Ze zijn in staat om dramatische verschuivingen in temperatuur en vochtigheid te weerstaan, en zijn afzonderlijk geprogrammeerd, niet alleen om slechts één biljoen keer per seconde te berekenen, maar om die berekeningen de klok rond en zonder pauze te herhalen. Het zijn ook energievreters: de 7.000 in Saint-Hyacinthe alleen trekken consequent meer energie dan de nabijgelegen hockeyarena van Montreal Canadiens, zelfs op een uitverkochte wedstrijdavond.

Wereldwijd zijn miljoenen van deze computers in gebruik, onderdeel van de cryptocurrency-boom die in 2009 begon. In het decennium sinds het begin van Bitcoin heeft het meeste van dit mijnbouwwerk plaatsgevonden in landen als China en Roemenië, die overvloedige elektriciteit en weinig regelgeving bieden . In 2016 kondigde Hydro-Québec een formeel plan aan om datacenters zoals die van Microsoft en Amazon na te streven. Cryptocurrency-mijnwerkers kwamen ook aanbellen en begonnen in september 2017 voorstellen in te dienen. De belangstelling van hen werd al snel overweldigend, met meer verzoeken dan het energiebedrijf kon accommoderen. Als Quebec zelfs maar een fractie van hen zou accepteren, zou de provincie wel eens het nieuwe wereldwijde knooppunt van cryptocurrency-mining kunnen worden. Dat roept vragen op over hoe goed het elektriciteitsnet van Hydro-Québec aan deze energiebehoefte kan voldoen, vooral in de winter. Ondertussen maken milieuactivisten en voorstanders van sociale rechtvaardigheid zich zorgen over de ecologische en culturele impact van deze campagne. En dat roept op zijn beurt moeilijke ethische vragen op over de werkelijke waarde van een volledig virtuele valuta.



Waardeloze puzzels

Cryptocurrencies zijn van nature energie-intensief. Als gedecentraliseerde grootboeksystemen, waarvan Bitcoin de grootste is, vertrouwen de meesten voor hun veiligheid op een aanpak die bekend staat als proof of work. Ongeveer elke 10 minuten geeft Bitcoin nieuwe valuta vrij in ruil voor het succesvol oplossen van rekenproblemen die een transactieblok verifiëren. Deelnemers doen dit door de gegevens die die transacties vertegenwoordigen om te zetten in een reeks code die bekend staat als een hash, en steeds opnieuw proberen totdat ze bij een code komen die aan bepaalde criteria voldoet. En hoewel het geen enorme mate van verfijning vereist - insiders vergelijken het proces met het raden van lotnummers - vereist het wel een enorme hoeveelheid verkeerde gissingen.

Je lost in wezen waardeloze puzzels op die we wiskundig niet kunnen oplossen, zegt Christian Catalini, universitair hoofddocent technologische innovatie aan het MIT en oprichter van het Cryptoeconomics Lab van de universiteit. Je kunt er alleen met brute kracht in komen. En de spier achter die kracht komt in de vorm van elektriciteit die wordt gebruikt om de computers van mijnwerkers van stroom te voorzien.

Resource-intensiviteit is inherent aan een gedecentraliseerd systeem als dat van Bitcoin, zegt Catalini, omdat het gebaseerd is op een fundamenteel gebrek aan vertrouwen tussen deelnemers. In plaats van te worden gegarandeerd door een centrale bank zoals bijvoorbeeld de Amerikaanse Federal Reserve, bestrijden cryptocurrencies zoals Bitcoin fraude door alle transacties transparant en verifieerbaar te maken voor alle deelnemers. Pogingen om met zo'n grootboek te knoeien, moeten zelfvernietigend zijn.



Kortom, je plaatst een economische prijs tussen een gebruiker en een aanvaller, zegt Catalini. Als iemand het systeem wil ondermijnen door een transactie te vervalsen, of een legitieme transactie wil terugdraaien, zou hij enorm veel energie en berekeningen moeten besteden - tot het punt dat geen enkele rationele economische actor dat zou doen, omdat de kosten van het doen van een aanval veel groter zou zijn dan het voordeel.

Maar dat betekent dat legitieme transacties ook veel energie moeten kosten om hun geldigheid te bewijzen.

David Malone is hoofddocent aan de Maynooth University in Ierland, waar hij gespecialiseerd is in de wiskundige modellering van netwerksystemen. De huidige wereldwijde Bitcoin hash-snelheid, dat wil zeggen het totale aantal mining-berekeningen, is ongeveer 25.000.000.000.000.000.000 per seconde, of 25 miljoen terahashes per seconde. Dat is een stijging ten opzichte van 300.000 terahashes per seconde slechts vier jaar geleden, en de verwachting is dat dit cijfer de komende maanden en jaren zal blijven groeien. Rekening houdend met het extra energieverbruik dat nodig is om de computers te koelen (ze kunnen niet functioneren bij temperaturen boven de 40 °C), en Malone schat dat Bitcoin alleen op elk moment evenveel elektriciteit verbruikt als het hele land van Ierland. En hoewel Bitcoin de grootste proof-of-work-cryptocurrency is, is het verre van het enige spel in de stad: bij de laatste telling waren er bijna 1.500 in bedrijf, elk met zijn eigen energiebehoeften.



25.000.000.000.000.000.000

(25 miljoen terahashes) n
Het geschatte totale aantal berekeningen per seconde gewijd aan bitcoin-mining

Elektriciteit is zonder twijfel de grootste kostenpost voor elke mijnbouwactiviteit. En dus, om winstgevend te zijn, moeten boerderijen in staat zijn om goedkoop stroom te verkrijgen. Dat is een belangrijke reden waarom China de mijnbouwboom heeft geleid: de elektriciteitstarieven zijn op sommige locaties slechts drie cent per kilowattuur. Maar door toenemende overheidsregulering en bezorgdheid dat de netwerkbronnen opraken, zijn veel mijnwerkers daar op zoek naar andere plaatsen om zich te vestigen. Toenemende bezorgdheid over de bijdrage van China aan de klimaatverandering versnelde die uittocht alleen maar, omdat mijnbouwbedrijven probeerden hun activiteiten bij potentiële investeerders als milieuvriendelijk te promoten.

China loopt al jaren voorop in de uitstoot van broeikasgassen. Dat komt deels omdat het de meest bevolkte natie is. Het komt echter ook omdat China het grootste deel van zijn elektriciteit opwekt met steenkool, een van de smerigste vormen van energie. De Verenigde Staten, momenteel het op één na populairste land voor cryptocurrency-mining, haalt ook het grootste deel van zijn elektriciteit uit fossiele brandstoffen. Voeg daar de rest van de mijnbouwactiviteiten over de hele wereld aan toe, en de industrie stoot ongeveer 29.000 kiloton koolstof per jaar uit, volgens Digiconomist, het toonaangevende clearinghouse van cryptocurrency- en energieconcerns. Dat is meer dan er jaarlijks door Afghanistan, Kroatië, Kenia of Panama wordt geproduceerd.

Het is ook een belangrijke reden waarom Pierre-Luc Quimper, de oprichter van Bitfarms, al zijn vijf mijnbouwactiviteiten in Quebec heeft gevestigd, waar hij kon vertrouwen op waterkracht om zijn 20.000 computers van brandstof te voorzien. Quimper en zijn collega's bij Bitfarms waren sinds 2009 in verschillende hoedanigheden betrokken bij cryptocurrency. Ze bundelden hun krachten en richtten eind 2017 zowel het bedrijf als hun mijnbouwfaciliteiten op - net op tijd voor de hausse in Quebec.

We verbruiken veel energie, zegt Quimper. Het moet schoon zijn. Als we een voetafdruk hebben op het milieu, is dat slecht.

Hydro-Québec prees zijn waterkrachtcentrale aan als de ideale oplossing: een schone, hernieuwbare energiebron die in enorme hoeveelheden kan worden geleverd. Het stelt dat de energie die het levert aan cryptocurrency-mijnactiviteiten een overschot is - 100 terawatt extra aan low-impact energie die het nutsbedrijf in de komende tien jaar kan genereren.

Maar de bewering dat deze energie groen is, wordt steeds kritischer, vooral van natuurbeschermingsbiologen. Ze zeggen dat de impact veel te groot is voor een extra industrie, laat staan ​​voor een die niets anders dan bitcoins produceert.

Miljoenen acres onder water

Waterkracht, die stromend water gebruikt om turbines te laten draaien die elektriciteit opwekken, is onmiskenbaar schoner dan steenkool en andere elektriciteit die wordt opgewekt door fossiele brandstoffen. Toch levert het ook aantoonbare milieueffecten op. Een van de grootste is de schade die wordt veroorzaakt door de reservoirs die zijn gebouwd om een ​​gemakkelijke toevoer van water te bevatten. In plaatsen zoals Quebec halen deze reservoirs vaak bestaande bossen in, die enkele van de meest efficiënte convertors en bankiers van koolstof op aarde zijn. En terwijl bomen onder water rotten, geven ze de koolstof vrij die ze hebben opgeslagen als methaan - een veel krachtiger broeikasgas dan koolstofdioxide.

Een vloedgolf van mijnwerkers

Je zet honderdduizenden en uiteindelijk miljoenen hectares onder water, zegt Jeff Wells, een natuurbeschermingsbioloog en onderzoeker aan de Cornell University. Hij was de hoofdauteur van een onderzoek uit 2011 naar de effecten van industrialisatie op noordelijke bossen. Je brengt een broeikasgas in de atmosfeer en stopt het vermogen van dat gebied om nog meer koolstof in het systeem op te nemen, voegt hij eraan toe. Je bent een heel ecosysteem kwijt.

Onderzoekers hebben de CO2-impact van hydro-elektriciteit wereldwijd berekend. Hun schattingen suggereren dat als alle cryptocurrency-mining naar deze energiebron zou verhuizen, de industrie nog steeds meer dan 9.000 kiloton koolstofdioxide per jaar zou genereren, plus meer dan 150 kiloton methaan.

En hoewel hydro-elektrische operaties in koelere klimaten de neiging hebben om minder koolstof en methaan vrij te geven dan hun tropische tegenhangers, hebben ze hun eigen unieke milieuprijskaartjes. De noordelijke ecosystemen die bekend staan ​​als boreale bossen slaan niet alleen koolstof op. Hun rivieren leveren het water dat het grootste deel van het Arctische zee-ijs vormt en worden verondersteld verantwoordelijk te zijn voor de belangrijkste oceaanstromingen die water transporteren en wereldwijde weerpatronen bepalen. Omdat dammen zoals die van Hydro-Québec vaak ver van de bevolkingscentra liggen, vereisen ze ook uitgebreide installaties van transmissielijnen en transformatoren. Die kunnen op hun beurt de leefgebieden van wilde dieren verstoren, vogels doden en invasieve soorten introduceren.

Marc-Antoine Pouliot, een woordvoerder van Hydro-Québec, verzekerde me dat volledige milieu-impactstudies zijn voltooid voordat met de bouw van een nieuwe dam wordt begonnen. Hij zei dat het hulpprogramma een volledige analyse uitvoert van elke nieuwe blockchain-operatie, en als er updates van het netwerk nodig zijn, is het bedrijf verantwoordelijk voor de financiering ervan. De enige zorg, zei hij, is hoe de constante energieafname van deze operaties te beheren tijdens bestaande piekuren, zoals Canadese winters.

In Quebec verwarmen residentiële klanten hun huizen met elektriciteit. Als gevolg hiervan kan de vraag erg hoog zijn als de temperatuur een paar dagen onder de -20 °C ligt, zei hij. We analyseren nu het effect van de blockchain op onze winterpiek. Een van de oplossingen zou kunnen zijn om blockchain-bedrijven te verplichten de activiteit tijdens de winter op te schorten.

In een industrie waar elke dag tienduizenden dollars of meer waard kan zijn, valt nog te bezien of externe mijnwerkers in aanmerking komen voor een dergelijke oplossing.

Deze op zichzelf staande pod is ontworpen om de koelbehoeften van cryptomining te verminderen. Alexi Hobbs

Wells zou graag minder massieve damcomplexen zien, niet meer. Ik begin al met het idee dat het geen goed idee is om een ​​werkend systeem te vernietigen dat letterlijk deel uitmaakt van de levensondersteuning van de planeet, zegt hij. Er zijn steeds minder van die plaatsen over. Om het te doen voor cryptocurrency of een speculatieve technologie lijkt volkomen roekeloos.

Maar miners zoals Quimper zijn het oneens met het idee dat cryptocurrency onbewezen of een voorbijgaand experiment is. Blockchain, zegt hij, is net als netwerkservers en het internet zelf duidelijk een blijvertje. En het van brandstof voorzien met waterkracht blijft de meest milieuvriendelijke manier om tegemoet te komen aan de torenhoge interesse in toepassingen zoals cryptocurrency. Hij wijst op extra voordelen van bedrijven zoals de zijne: de vijf operaties van Bitfarms hebben elk anders verlaten en vervallen magazijnen en fabrieken in gemeenschappen in heel Quebec teruggewonnen. Ze hebben middelen in de lokale economie gestoken en bewoners in dienst genomen om daar te werken.

En meer innovatie, belooft hij, is aan de horizon om de koolstofemissies verder te compenseren.

Niet ver van de mijnbouwoperatie Bitfarms Saint-Hyacinthe, een klein startend bedrijf genaamd K.E. Inc. wil veranderen waar en hoe cryptocurrency wordt gedolven in Noord-Amerika. De oprichter, Fooad Nejad, brak zijn tanden in koelsystemen voor datacenters. Toen nieuwe mijnbouwactiviteiten contact met hem begonnen te zoeken om efficiënte koeling voor hun boerderijen te creëren, ontwikkelde hij op zichzelf staande modulaire shells die plaats bieden aan maximaal 1.200 computers. De computers hebben nog steeds dezelfde hoeveelheid energie nodig, zegt Nejad, maar een recirculerend ventilatiesysteem vermindert de behoefte aan verwarming en koeling. De pods, die lijken op zeecontainers, kunnen overal worden opgesteld en vereisen geen aanpassing of andere kosten die gepaard gaan met het opnieuw bedraden van oude gebouwen. Ze kunnen ook eenvoudig worden aangepast om de door de computers geproduceerde warmte te kanaliseren. Nejad zegt dat het niet moeilijk is om je voor te stellen dat ze het hele jaar door gebouwen verwarmen of kassen toestaan ​​om gewassen met warm weer zoals tomaten en aardbeien te telen, zelfs niet in Quebec.

Lege kartonnen dozen

Dus hoe groot zullen blockchain-applicaties zoals cryptocurrency blijven maken op onze planeet? Dat hangt ervan af of toekomstige blockchains de energieverslindende proof-of-work-aanpak blijven gebruiken.

Een alternatief staat bekend als proof of stake. In plaats van mensen te vragen om arbeidsintensieve rekenpuzzels op te lossen, vereist een proof-of-stake-systeem dat emittenten kapitaal inleggen als garantie. Eind vorig jaar kondigde het blockchain-consortium Ethereum plannen aan om te converteren naar een proof-of-stake-systeem voor zijn cryptocurrency-mining. Als het succesvol is, zal het de eerste in zijn soort zijn en zou het kunnen leiden tot een verschuiving in de sector, weg van proof of work.

Maar tot die tijd blijven activiteiten zoals Bitfarms groeien. Die stapels lege kartonnen dozen terug in de voormalige luierfabriek van Saint-Hyacinthe? Het zijn verpakkingen van alle nieuwe computers die het bedrijf aan zijn activiteiten heeft toegevoegd.

Kathryn Miles is een freelance schrijver en auteur van vier boeken, waaronder: Quakeland: op weg naar Amerika's volgende verwoestende aardbeving .

zich verstoppen