Bitcoin äter Quebec

Alexi Hobbs





Vid första anblicken ser ingenting särskilt banbrytande ut med denna åldrande industripark i Saint-Hyacinthe, Quebec, cirka 60 mil öster om Montreal. Luften är tjock av doften av stekt kakao, som väller från en enorm chokladfabrik och sipprar in i traktorsläp och bortglömda kontor. I närheten tävlar en audiovisuell reparationsverkstad och ett jordbrukslabb som specialiserat sig på upptäckt av djurpatogener om utrymmet med en enorm nedlagd mejeribearbetningsanläggning. Inbäddat bakom alla tre ligger en sliten, lågt hängande byggnad som tidigare fungerat som lager för ett soppföretag och innan dess en fabrik som tillverkade blöjor. Man kan tro att den också hade glömts bort sedan dess, om det inte vore för plastduken som antydde nybyggnation inuti och den lilla flottan av glänsande tjänstebilar som stod på parkeringen. Men den största ledtråden av allt om att något både nytt och avgjort högteknologiskt händer här kan höras när du står bredvid dessa bilar: ett allestädes närvarande brum, hörbart långt utanför byggnaden, skapat av tusentals datorer, var och en fullbordar samma singularis uppgift om och om igen och igen, dag efter dag, utan förändring eller avbrott.

Dessa datorer tillhör Bitfarms, en av Nordamerikas största gruvverksamheter för kryptovaluta. Här i den en gång övergivna fabriken sitter cirka 7 000 maskiner i skokartong (i april, men det förväntas öka till 14 000 i juli) tätt på hyllan i en enda rad från golv till tak som delar byggnaden i två delar. På ena sidan av högarna finns en röra av kablar och routrar som kommer ut från baksidan av varje dator utsatt för den kalla kanadensiska luften. Å andra sidan ryter tusentals identiska fans när de trycker varm luft förbi en hög med tomma kartonger och in i det annars tomma utrymmet. En handfull upptagna anställda rör sig mellan de två sidorna iklädda tunna t-shirts och jeans med rodnade ansikten. Även en rå, grå dag är värmen på fläktsidan kvävande.

Kablarna och routrarna bakom varje dator sitter utsatta för den kalla kanadensiska luften. Alexi Hobbs



Blockchain-frågan

Den här historien var en del av vårt majnummer 2018

  • Se resten av frågan
  • Prenumerera

Dessa datorer, ofta kallade riggar, är specialbyggda. Kan motstå dramatiska förändringar i temperatur och luftfuktighet, de är enskilt programmerade inte bara för att utföra bara en biljoner beräkningar varje sekund, utan för att upprepa dessa beräkningar dygnet runt och utan paus. De är också energisvinar: de 7 000 enbart i Saint-Hyacinthe drar konsekvent mer energi än Montreal Canadiens närliggande hockeyarena, även på en slutsåld spelkväll.

Globalt är miljontals av dessa datorer i drift, en del av kryptovalutaboomen som började 2009. Under decenniet sedan starten av Bitcoin har det mesta av detta gruvarbete skett i länder som Kina och Rumänien, som erbjuder rikligt med elektricitet och lite reglering . 2016 tillkännagav Hydro-Québec en formell plan för att uppvakta datacenter som de som drivs av Microsoft och Amazon. Cryptocurrency-gruvarbetare kom också och ringde och började lämna in förslag i september 2017. Intresset från dem blev snart överväldigande, med fler förfrågningar än vad kraftbolaget kunde ta emot. Om Quebec skulle acceptera ens en bråkdel av dem, skulle provinsen mycket väl kunna bli det nya globala navet för brytning av kryptovaluta. Det har väckt frågor om hur väl Hydro-Québecs nät kan klara dessa energibehov, särskilt på vintern. Samtidigt oroar sig miljöaktivister och förespråkare för social rättvisa över de ekologiska och kulturella effekterna av denna kampanj. Och det väcker i sin tur svåra etiska frågor om det verkliga värdet av en helt virtuell valuta.



Värdelösa pussel

Kryptovalutor är energikrävande till sin natur. Eftersom decentraliserade reskontrasystem, där Bitcoin är det största, förlitar sig de flesta för sin säkerhet på ett tillvägagångssätt som kallas bevis på arbete. Ungefär var tionde minut släpper Bitcoin ny valuta i utbyte mot att framgångsrikt lösa beräkningsproblem som verifierar ett block av transaktioner. Deltagarna gör detta genom att konvertera data som representerar dessa transaktioner till en kodsekvens som kallas en hash, och försöker igen och igen tills de kommer fram till en som uppfyller vissa kriterier. Och även om det inte kräver en enorm grad av sofistikering – insiders liknar processen med att gissa lottonummer – kräver det en enorm mängd felaktiga gissningar.

Du löser i princip värdelösa pussel som vi inte kan lösa matematiskt, säger Christian Catalini, docent i teknisk innovation vid MIT och grundare av universitetets Cryptoeconomics Lab. Du kan bara brutalt tvinga dig in i det. Och muskeln bakom den kraften kommer i form av elektricitet som används för att driva gruvarbetarnas datorer.

Resursintensivhet är inneboende i ett decentraliserat system som Bitcoins, säger Catalini, eftersom det bygger på en grundläggande brist på förtroende mellan deltagarna. Istället för att vara garanterade av en centralbank som till exempel den amerikanska centralbanken Federal Reserve, bekämpar kryptovalutor som Bitcoin bedrägeri genom att göra alla transaktioner transparenta och verifierbara av alla deltagare. Försök att manipulera en sådan reskontra måste göras självförstörande.



I grund och botten lägger du en ekonomisk kostnad mellan en användare och en angripare, säger Catalini. Om någon vill undergräva systemet genom att fejka en transaktion, eller återställa en legitim transaktion, skulle de behöva spendera en oerhört stor mängd energi och beräkningar – till den grad att ingen rationell ekonomisk aktör skulle göra det, eftersom kostnaden för att göra en attacken skulle vara mycket större än nyttan.

Men det betyder att legitima transaktioner också måste lägga ner mycket energi på att bevisa deras giltighet.

David Malone är universitetslektor vid Maynooth University i Irland, där han är specialiserad på matematisk modellering av nätverkssystem. Den nuvarande globala Bitcoin-hashhastigheten, det vill säga det totala antalet gruvberäkningar, är cirka 25 000 000 000 000 000 000 per sekund, eller 25 miljoner terahashes per sekund. Det är en ökning från 300 000 terahashes för en sekund för bara fyra år sedan, och siffran förväntas fortsätta växa under de kommande månaderna och åren. Ta hänsyn till ytterligare energiförbrukning som krävs för att kyla datorerna (de kan inte fungera i temperaturer över 40 °C), och Malone uppskattar att Bitcoin ensam förbrukar lika mycket el som hela Irland vid varje givet ögonblick. Och även om Bitcoin är den största proof-of-work kryptovalutan, är det långt ifrån det enda spelet i stan: vid den senaste räkningen var det nästan 1 500 i drift, var och en med sina egna energibehov.



25 000 000 000 000 000 000

(25 miljoner terahashes) n
Det ungefärliga totala antalet nberäkningar per sekund som ägnas åt bitcoin-brytning

Utan tvekan är el den enskilt största kostnaden för någon gruvdrift. Och så, för att vara lönsamma, måste gårdar kunna köpa ström på ett billigt sätt. Det är en stor anledning till att Kina har lett gruvboomen: dess elpriser är, på vissa platser, så låga som tre cent per kilowattimme. Men den ökande statliga regleringen och oron för att nätresurserna kan ta slut gör att många gruvarbetare letar efter andra ställen att etablera sig på. Växande oro för Kinas bidrag till klimatförändringarna påskyndade bara denna utvandring, eftersom gruvbolag försökte marknadsföra sin verksamhet till potentiella investerare som miljövänliga.

Sedan flera år tillbaka har Kina varit världsledande när det gäller utsläpp av växthusgaser. Det beror delvis på att det är den folkrikaste nationen. Men det beror också på att Kina genererar det mesta av sin el med kol, som är en av de smutsigaste energiformerna. USA, för närvarande det näst mest populära landet för brytning av kryptovalutor, får också majoriteten av sin el från fossila bränslen. Lägg till resten av gruvverksamheten runt om i världen, så släpper industrin ut cirka 29 000 kiloton kol per år, enligt Digiconomist, det ledande clearinghuset för kryptovaluta och energifrågor. Det är mer än vad som produceras årligen av Afghanistan, Kroatien, Kenya eller Panama.

Det är också en stor anledning till att Pierre-Luc Quimper, grundaren av Bitfarms, lokaliserade alla sina fem gruvverksamheter i Quebec, där han kunde lita på vattenkraft för att driva sina 20 000 datorer. Quimper och hans kollegor på Bitfarms hade varit involverade i kryptovaluta i en mängd olika kapaciteter sedan 2009. De slog sig samman och etablerade både företaget och deras gruvanläggningar i slutet av 2017 – lagom till Quebec-boomen.

Vi använder mycket energi, säger Quimper. Det måste vara rent. Om vi ​​har ett fotavtryck på miljön är det dåligt.

Hydro-Québec framhöll sin vattenkraft som den idealiska lösningen: en ren, förnybar energikälla som kan levereras i enorma mängder. Den hävdar att energin som den tillhandahåller till brytning av kryptovalutor är överskott – ytterligare 100 terawatt lågeffektenergi som kraftverket har kapacitet att generera under det kommande decenniet.

Men påståendet att denna energi är grön har kommit under ökande granskning, särskilt från naturvårdsbiologer. De säger att effekten är alldeles för hög för någon ytterligare industri, än mindre en som inte producerar annat än bitcoins.

Miljontals hektar under vatten

Vattenkraft, som använder rörligt vatten för att vända turbiner som genererar el, är onekligen renare än kol och annan el som genereras av fossila bränslen. Ändå ger det också påvisbara miljöpåverkan. En av de största är skadorna som skapats av reservoarerna byggda för att hålla en klar vattenförsörjning. På platser som Quebec tar dessa reservoarer ofta om befintliga skogar, som är några av planetens mest effektiva omvandlare och bankers av kol. Och när träd ruttnar under vattnet frigör de kolet de har lagrat som metan - en mycket mer potent växthusgas än koldioxid.

En översvämning av gruvarbetare

Du lägger hundratusentals och så småningom miljoner hektar under vatten, säger Jeff Wells, naturvårdsbiolog och forskare vid Cornell University. Han var huvudförfattare till en studie från 2011 om effekterna av industrialisering på nordliga skogar. Du lägger en växthusgas i atmosfären och stoppar det områdets förmåga att ta in mer kol i systemet, tillägger han. Du har förlorat ett helt ekosystem.

Forskare har beräknat kolpåverkan från vattenkraft över hela världen. Deras uppskattningar tyder på att om all brytning av kryptovaluta skulle flytta till denna kraftkälla, skulle industrin fortfarande generera över 9 000 kiloton koldioxid varje år, plus mer än 150 kiloton metan.

Och medan vattenkraftsdrift i kallare klimat tenderar att släppa ut mindre kol och metan än sina tropiska motsvarigheter, kommer de med sina egna unika miljöprislappar. De nordliga ekosystemen som kallas boreala skogar binder inte bara kol. Deras floder försörjer vattnet som utgör huvuddelen av arktisk havsis och tros vara ansvariga för viktiga havsströmmar som transporterar vatten och definierar globala vädermönster. Eftersom dammar som de som underhålls av Hydro-Québec tenderar att vara långt borta från befolkningscentra, kräver de också omfattande installationer av transmissionsledningar och transformatorer. De kan i sin tur störa vilda livsmiljöer, döda fåglar och introducera invasiva arter.

Marc-Antoine Pouliot, talesman för Hydro-Québec, försäkrade mig att fullständiga miljökonsekvensstudier är klara innan någon ny dammkonstruktion påbörjas. Han sa att verktyget kör en fullständig analys av alla nya blockchain-operationer, och om det krävs några uppdateringar av nätet är företaget ansvarigt för att finansiera dem. Det enda problemet, sade han, är hur man hanterar den konstanta energiförbrukningen av dessa operationer under befintliga toppanvändningstider - som kanadensiska vintrar.

I Quebec värmer privatkunder sina hem med el. Följaktligen kan efterfrågan vara mycket hög när temperaturen är under -20 °C under några dagar, sa han. Vi analyserar nu blockkedjans effekt på vår vintertopp. En av lösningarna kan vara att tvinga blockchain-företag att avbryta aktiviteten under vintern.

I en bransch där varje dag kan vara värd tiotusentals dollar eller mer, återstår det att se om utomstående gruvarbetare skulle vara mottagliga för den typen av lösningar.

Denna fristående pod är designad för att skära ner på kylningsbehoven för krypto-mining. Alexi Hobbs

Wells skulle vilja se färre massiva dammkomplex, inte fler. Jag börjar redan med tanken att det inte är en bra idé att förstöra ett fungerande system som bokstavligen är en del av planetens livsuppehållande, säger han. Det blir färre och färre platser kvar. Att göra det för kryptovaluta eller någon spekulativ teknik verkar helt hänsynslöst.

Men gruvarbetare som Quimper har problem med tanken att kryptovaluta är oprövad eller ett övergående experiment. Blockchain, säger han, liksom nätverksservrar och själva internet, är helt klart här för att stanna. Och att driva den med vattenkraft är fortfarande det mest miljömässigt ansvarsfulla sättet att möta det skyhöga intresset för applikationer som kryptovaluta. Han pekar på ytterligare fördelar från företag som hans: Bitfarms fem verksamheter återvinner var och en annars övergivna och förfallna lager och fabriker i samhällen i hela Quebec. De har tillfört resurser i den lokala ekonomin och anställt invånare för att arbeta där.

Och mer innovation, lovar han, är i horisonten för att ytterligare kompensera för koldioxidutsläpp.

Inte långt från gruvdriften Bitfarms Saint-Hyacinthe, ett litet nystartat företag som heter K.E. Inc. vill ändra var och hur kryptovaluta bryts i Nordamerika. Dess grundare, Fooad Nejad, skar tänderna i kylsystem för datacenter. När nya gruvverksamheter började kontakta honom för att skapa effektiv kylning för deras gårdar, utvecklade han fristående modulära skal som rymmer upp till 1 200 datorer. Datorerna kräver fortfarande lika mycket energi, säger Nejad, men ett cirkulerande ventilationssystem drar ner på värme- och kylbehovet. Kapslarna, som påminner om fraktcontainrar, kan sättas upp var som helst och kräver inte eftermontering eller andra kostnader förknippade med omkoppling av gamla byggnader. De kan också enkelt anpassas för att kanalisera värmen som produceras av datorerna. Nejad säger att det inte är svårt att föreställa sig att de värmer upp byggnader eller låter växthus odla grödor i varmt väder som tomater och jordgubbar året runt, inte ens i Quebec.

Tomma kartonger

Så hur stor inverkan kommer blockkedjeapplikationer som kryptovaluta att fortsätta göra på vår planet? Det beror på om framtida blockkedjor fortsätter att använda den energislukande proof-of-work-metoden.

Ett alternativ är känt som bevis på insats. I stället för att be folk att lösa resurskrävande beräkningspussel, kräver ett proof-of-stake-system att emittenter ställer upp kapital som garanti. I slutet av förra året tillkännagav blockchain-konsortiet Ethereum planer på att konvertera till ett proof-of-stake-system för sin brytning av kryptovalutor. Om det lyckas kommer det att vara det första i sitt slag och kan mycket väl leda till en branschförskjutning bort från bevis på arbete.

Men fram till dess fortsätter verksamheter som Bitfarms att växa. De där högarna av tomma kartonger på Saint-Hyacinthes tidigare blöjfabrik? De paketerar från alla nya datorer som företaget har lagt till sin verksamhet.

Kathryn Miles är frilansskribent och författare till fyra böcker, inklusive Quakeland: On the Road to America's Next Devastating Earthquake .

Dölj