A mineração de Bitcoin deve se tornar mais verde

A segurança da rede Bitcoin deriva de um processo chamado Proof-of-Work (PoW), que é alimentado por hardware avançado e grandes consumos de eletricidade. Na mineração de PoW, os mineradores agregam dados transacionais durante um período específico e tentam resumir estes dados em uma saída criptografada que é aceita pelo resto da rede. Este processo é intensivo em termos de processamento e exige uma quantidade significativa de energia. Mineradores bem-sucedidos são compensados pela rede com Bitcoins recentemente criados. No entanto, as exigências de energia da mineração de PoW não são arbitrárias. Ao exigir que os mineradores gastem recursos para atualizar o estado do registro compartilhado, a adulteração de dados históricos se torna algo extremamente inviável em termos de custo.

Hoje, a indústria global de mineração de Bitcoin consume a mesma quantidade de eletricidade que um país pequeno como a Holanda.¹ Embora o consumo total de eletricidade seja alto, ele não conta toda a história. Também é essencial considerar os avanços significativos que a indústria de mineração alcançou na melhoria de eficiência energética de suas operações, assim como as forças que catalisam a indústria de mineração para adotar maiores quantidades de eletricidade de origem sustentável nestes processos de mineração.

Principais conclusões

• Mineradores de Bitcoin competem para maximizar suas fatias de uma quantidade fixa de Bitcoin minerável. Mineradores são incentivados a utilizar hardware eficiente e consumir energia barata para otimizar suas margens de lucro.
• Avanços na eficiência do hardware de mineração têm sido impressionantes, mas o ritmo das melhores está diminuindo. O uso das fontes de energia mais baratas está se tornando cada vez mais importante para reduzir custos operacionais.
• Fontes de energia renováveis como solar e eólica estão se tornando cada vez mais competitivas em termos de custos. A adoção destas fontes de energia no processo de mineração é uma tendência que provavelmente se acelerará no setor de mineração, o que poderá provocar uma redução da pegada de carbono da rede Bitcoin.

Mineradores utilizam ASICs para ganhar uma parte das recompensas do Bitcoin

Circuitos integrados específicos de aplicativos (ASICs) são unidades de hardware especializadas que são usadas nas atividades de processamento intenso de mineração de Bitcoin. Estas máquinas têm a tarefa de “resolver” um bloco de dados e adicioná-lo ao blockchain. ASICs fazem isso agregando dados transacionais na rede e enviando-os através de um algoritmo de criptografia em busca de uma saída arbitrária. Este processo iterativo exige que os ASICs façam bilhões de suposições por segundo até que a saída correta seja encontrada.

Cada computação individual feita por um ASIC é chamada de hash, e o número de hashes que um ASIC gera por segundo é chamado de hashrate (taxa de hashes). Um único hash pode ser concebido como um bilhete de loteria para resolver um bloqueio e ganhar uma recompensa em Bitcoin. A participação de minerador do hashrate agregado da rede — a quantidade de poder de processamento gerado por todos os ASICs na rede — representa as recompensas em bitcoin que o minerador pode ganhar em um certo período.

A alta competição exige que os mineradores busquem eficiências operacionais

A mineração de Bitcoin é uma área altamente competitiva. Conforme o hashrate agregada da rede aumenta, as operações de mineração que não escalam proporcionalmente seu hashrate tornam-se diluídas e enfrentam uma redução nas recompensas de Bitcoin previstas. Para permaneceram competitivos, mineradores são forçados a aumentar continuamente seu hashrate, o que resulta em uma corrida armamentista para obter os ASICs mais potentes e eficientes. O primeiro gráfico a seguir mostra como o hashrate que mantém a rede aumentou ao longo do tempo, enquanto o segundo gráfico mostra como a crescente competição resultou em uma diminuição na renda média por hash.

Para manter as margens de lucro em vista destas forças competitivas, os mineradores podem usar hardware de mineração mais eficiente que maximiza o hashrate por unidade de energia consumida, ou podem alimentar seus dispositivos de mineração com a energia mais barata disponível.

A importância da eficiência energética cresce à medida que diminuem os avanços de hardware

Os primeiros dias da mineração de Bitcoin em escala industrial foram definidos pelos mineradores competindo para maximizar o hashrate com eficiência energética usando ASICs de última geração. Avanços rápidos na tecnologia de semicondutores proporcionaram estas competições, conforme os ASICs passaram por melhorias exponenciais na eficiência do hashrate em questão de anos. Em comparação com seus equivalentes de 2014, os ASICs de hoje são aproximadamente 36 vezes mais eficientes em termos de energia, medida em Joules de energia consumida para produzir 1 gigahash (1 bilhão de hashes) de poder de processamento.² Entretanto, os ganhos de eficiência na tecnologia ASIC estão se tornando cada vez mais insignificantes, conforme ilustrado no gráfico abaixo.

Considerando a desaceleração dos avanços dos ASICs, a dominância do hardware como o principal determinante da lucratividade de um minerador provavelmente diminuirá. Em seu lugar, a energia a um custo competitivo provavelmente se tornará um insumo cada vez mais importante.

Alinhamentos econômicos incentivam os mineradores a adotar energia renovável

Mineradores são incentivados a operar em locais com a energia mais barata e acessível disponível. Expandir as operações em locais adequados para parques solares e eólicos é uma opção atraente. Embora estas fontes de energia tenham limitações de confiabilidade atualmente, as energias solar e eólica tornaram-se mais acessíveis do que as fontes de combustível fóssil, conforme ilustrado no gráfico abaixo.

A indústria de mineração de Bitcoin está observando os benefícios de custo proporcionados pela energia renovável. Recentemente, um número de mineradores líderes da indústria começaram a fazer a transição de suas operações, deixando as fontes de energia de combustíveis fósseis para trás. Entre eles, a Marathon Digital transferiu as operações de uma instalação de mineração movida a carvão em Montana para instalações mais sustentáveis, incluindo uma instalação eólica em King Mountain, Texas, no terceiro trimestre de 2022.³ O Bitcoin Mining Council (BMC), um fórum global de empresas de mineração que representa 48,4% da rede mundial de mineração de Bitcoin, estimou que no quarto trimestre de 2022, as fontes de energia renovável representaram 58,9% da eletricidade usada para minerar Bitcoin, uma melhoria significativa em comparação com os 36,8% estimados no primeiro trimestre de 2021.⁴

Halvings podem ser outro catalisador para a adoção de energia renovável

Além da concorrência, halvings de Bitcoin também podem acelerar a adoção de energia verde entre os mineradores. Os halvings acontecem a cada 210.000 blocos, aproximadamente a cada quatro anos.⁵ Conforme o nome sugere, halvings reduzem as recompensas do bloco de Bitcoin em 50%, que reduz as receitas obtidas pelos mineradores de Bitcoin quase na mesma medida como se não houvesse alteração no preço do Bitcoin. Previsto para 2024, o próximo halving reduzirá as recompensas de bloco de 6,25 BTC para 3,125 BTC emitidos por bloco.⁶ Com a concorrência e os halvings forçando os mineradores a buscar ganhos de eficiência sempre que possível, os mineradores de Bitcoin estão descobrindo que práticas ambientalmente sustentáveis podem ser a próxima fronteira a ser explorada.