ビットコインは地球を焼き尽くすだろう。問題は、どれくらいの速さか？

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マックス・クラウスは、誰もがそうするように、ビットコインの購入を検討していた。しかし、クラウスはエンジニアで、主に埋立地からの温室効果ガス排出のモデル化に取り組んでいるため、まずは数字を試してみることにした。価格はもちろんのこと、世界中のビットコインマイナーが新しいビットコインをどれだけの速さで生成し、それらを記録するための台帳も調べた。そして、ビットコイン購入に必要な電力量も調べた。

「すごいエネルギーだ、と思いました」とクラウス氏は言う。「人々がこんなにたくさんのエネルギーを使っているなんてありえない、と思いました。でも、実際はそうなんです。」

クラウス氏の計算は、単なるお手軽な計算、仮想通貨ブログの荒らし、あるいはホワイトペーパーの論争といったものではない。主要4通貨がどれだけのエネルギー、そして地球温暖化を引き起こす二酸化炭素排出量を排出しているかという彼の計算は、本日Nature Sustainability誌に掲載され、仮想通貨業界が長年取り組んできた問題を数値化しようと試みる、査読済みの厳密な研究の集大成となる。ブロックチェーン基盤の通貨はどれだけのエネルギーを消費するのか、そしてその答えはどれほど重要なのか？

サトシ・ナカモトが誰であろうと、彼、彼女、あるいは彼らのビットコインというアイデア（ほぼ10年前に発表された）の天才的な点は、デジタル通貨の根本的な問題を解決した点にあった。それは、コピー＆ペーストだけで通貨を増やせるという点だ。ナカモトのアイデアは、連鎖するすべての取引に消えないタイムスタンプを付与するというものだ。非常に難しい計算を行う。具体的には、SHA-256と呼ばれるアルゴリズムで「ハッシュ」し、ネットワーク上の全員が正しいと認める答えを導き出せる数字を見つける。そうすることで、チェーンに新しいブロックが生成されるだけでなく、報酬としてビットコインも得られる。このシステムは「プルーフ・オブ・ワーク」と呼ばれ、つまり、お金を得るためには計算を実行したことを証明しなければならないという意味だ。

クラウス氏と共著者は、新しい論文の少なくとも前半では、ここ数年でかなり標準的な手法となっている手法を採用している。まず、ブロックチェーンネットワークや集計ウェブサイトに問い合わせ、特定の時間（1日あたり、あるいは1秒あたり）にこれらの計算がどれだけ行われているかを調べる。これがハッシュレートだ（クラウス氏は2018年8月、ビットコインだけで1秒あたり50京ハッシュだったと述べている）。次に、最先端のマイニングコンピューターがどれだけの電力を消費しているかを調べる。多くの場合、ハッシュあたりのジュール単位で表す。この測定はやや複雑だが、その理由については後ほど説明する。これらの値を掛け合わせると、ネットワークがどれだけの電力を消費しているかがわかる。

この数字が分かれば、暗号通貨がどれだけの電力を消費するか計算できます。360万ジュールから1キロワット時です。ビットコインの過去の推定では、年間4～5テラワット時から44テラワット時（2017年の香港の消費電力と同程度）までの範囲でした。クラウス氏によると、実際には年間8.3テラワット時（アンゴラのエネルギー使用量とほぼ同じ）程度だそうです。

しかしクラウス氏はさらに踏み込み、次に人気の高い3つの暗号通貨ネットワーク、イーサリアム、ライトコイン、モネロの電力消費量の推計も加えました。これらを合計し、さらに数十のより小規模なネットワークを概算すると、その数字はほぼ倍の16.6 TWh/年となり、暗号通貨の電力消費量はスロベニアと同程度（キューバを上回ることも視野に入れています）となります。

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他にも同様の推計結果がこれらの数値と一致しており、推計者もおそらく低めの数値であることに同意している。クラウス氏が論文で指摘しているように、ビットコインマイニングのほとんどは大規模なコンピューター群を用いて工業的に行われている。これは大量の熱を発生させることを意味し、彼の推計には冷却に使用される電力が考慮されていない。この種の推計を行う他の多くの人々と同様に、彼も暗号通貨マイナーがどのようなコンピューターを使用しているかについていくつかの仮定を立てている。「これはトップダウンの分析であり、ネットワーク全体の推計値を求めているだけです」とクラウス氏は言う。「このギャップを埋めるのに本当に役立つのは、ボトムアップ、つまり段階的に新しい機器を導入または廃止している個々のサイトを調べることです。」

こうしたデータは稀だ。ビットコインの電力消費を追跡するブログ「Digiconomist」を運営するプライスウォーターハウスクーパースのエコノミスト、アレックス・デ・フリース氏は、昨春、そのデータの一部をJoule誌の記事にまとめた。これは重要な意味を持つ。彼が書いたように、ビットコインマイニング用に設計されたハイエンドのAntminer S9は、わずか1,372ワットで毎秒14テラハッシュを処理できる。同じことをするには、プレイステーション3を50万台と40メガワット、つまり3万倍の電力が必要になる。不確実なのはそれだけではない。「冷却装置には計算能力はないが、数千台のマシンを積み重ねれば、追加の冷却装置と費用が大量に発生する」とデ・フリース氏は言う。「そして、ネットワーク全体が最も効率的なマシンで構成されているわけではない。人々がより効率の悪いマシンでマイニングする理由はたくさんあるのだ。」

しかし、真の問題は、その電力消費が重要かどうかだ。クラウス氏の論文は、1ドル相当の暗号通貨と、1ドル相当の様々な貴金属（金、プラチナ、一部の希土類元素など）を採掘するのに必要なエネルギーを比較することで、比喩的なビットコイン採掘と実際の採掘を結びつけようとしている。答えは、1ドル相当のビットコインを採掘するにはより多くのエネルギーが必要だということだ。1ドル相当のビットコインを採掘するには17メガジュール（約1700万kJ）必要だったのに対し、1ドル相当の銅を採掘するにはわずか4メガジュール（約400万kJ）しか必要なかった。

エネルギー利用に関するこうした疑問には、温室効果ガス排出への懸念が暗示されている。暗号通貨の支持者も反対者も、分散型で安全、かつ政府に依存しない通貨が地球環境を破壊しているのではないかと懸念している。そして、それは電力の供給源によって決まる。地熱や水力といった再生可能エネルギーは二酸化炭素を排出しないのは明らかだが、照明やエアコンといった暗号通貨とは関係のない用途に必要な電力を奪ってしまう可能性があり、結果として発電量全体の増加につながる可能性がある。クラウス氏のデータによると、ビットコインは他の通貨よりもはるかに多くの二酸化炭素を排出している_が、中国で採掘されたビットコインはカナダ産のビットコインの4倍の二酸化炭素を排出している_。

本当の懸念はそこだ。昨年、グリスト誌に掲載された記事では、ビットコインネットワークの消費電力は来年の夏までに米国の消費電力を上回り、2020年までに地球全体の発電量を上回ると試算されている。たとえそれが現実味を帯びていなかったとしても、ハワイの研究チームが先週、ネイチャー・クライメート・チェンジ誌に発表した論文では、デ・フリース氏とクラウス氏とほぼ同じ計算が行われ、2017年のビットコインの使用量は6,900万トンのCO2に相当するとされている。_著者らによると、ビットコインが他のテクノロジーと同様に成長すれば、2030年代半ばまでに地球の気温を2℃上昇させるほどの温室効果ガスを排出することになるという。

暗号通貨が地球を燃やしていることは誰もが知っている。しかし、多くの物も同様だ。実際の物理的な通貨を発行すること自体にも、二酸化炭素排出量は発生する。「市場は、手の込んだ研究論文など気にしない」と、ニューヨーク大学の暗号通貨研究者、ジョセフ・ボノー氏は言う。「最終的には経済的にプラスになるだろう。ビットコインとプルーフ・オブ・ワーク（PoW）ブロックチェーンへの需要がある限り、人々はマイニングに訪れるだろう。」

それを止める方法さえ明らかではありません。今年、暗号通貨の価値が暴落し始めた時でさえ、ネットワークのハッシュレートは上昇し続けました。価格とハッシュレートの乖離は通貨の根本的な問題のように思える一方で、ボノー氏は、ハッシュレートはむしろ後進的な指標である可能性が高いと述べています。「マイナーには多くの固定費がかかります。土地や設備を購入する必要があります。電気代にも限界費用がかかるため、一般的にかなり高い利益率で運営されています」とボノー氏は言います。「価格が大幅に下落したとしても、ハードウェアを稼働させ続けることは彼らにとって依然として利益になります。」大規模な産業マイナーは電力を固定契約で購入している可能性があり、そうなると価格に反応する理由はさらに少なくなります。

ナカモトがシステムを設計した方法により、計算問題はますます困難になり、新しいブロックの形成速度が低下します。そして最終的には、ブロックは生成されなくなります。ビットコインの上限は2100万です。「多くのビットコイン至上主義者は、ビットコインが他のすべての通貨に取って代わることを夢見ています。それが、ビットコインの非常に高い評価を正当化する理由です」とボノーは言います。「しかし、たとえそれが実現したとしても、100年後にビットコインが世界で唯一の通貨になったとしたら、大きな変化が起こるでしょう。」2100万という上限、取引手数料、そしてプルーフ・オブ・ワーク自体も、実際にはソフトウェアにコード化された金融ポリシーに過ぎません。（イーサリアムは、ユーザーがシステムに保有する金額により依存するプルーフ・オブ・ステークと呼ばれる別のアプローチに取り組んでいます。ライトニング・ネットワークと呼ばれる技術は、ハッシュのエネルギー効率を向上させる可能性があります。）

「もし中国政府や米国政府が、ビットコインの電力消費が市民社会への脅威だと判断すれば、ビットコインは生き残れないでしょう」とボノー氏は言う。「地下の暗号通貨を運用することは可能ですが、1ギガワットもの電力を消費する暗号通貨は無理です。1ギガワットもの電力を生産するには、秘密裏に行うことはできません。」

最後に一つ。クラウス氏がビットコインのマイニングを始めたかどうかは、おそらく疑問に思うところだろう。「始めていません」と彼は言う。「マイニング装置を作ろうとするより、コインを買って保有していた方が得だったからです」。言い換えれば、それは悪い結果だった。暗号通貨は、政府に依存しない安全な商取引の手段ではなく、単なる投機的な道具として使われてしまったのだ。しかし、クラウス氏は環境保護庁（念のため言っておくと、同庁は彼の研究に資金を提供していない）の職をすぐには辞めないだろう。「金持ちにはなれませんでした」とクラウス氏は言う。「皆と同じように、もっと早く投資しておけばよかったと思っています」

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