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Écrit par Erik Weijers il y a 2 mois

La consommation d'énergie de Bitcoin est-elle un problème ?

Les détracteurs du bitcoin ne manquent aucune occasion de le dénigrer : Bitcoin utilise autant d'énergie que certains pays. Les partisans du bitcoin s'empressent de répliquer : les bateaux de croisière ou les sèche-linge du monde entier utilisent autant d'énergie - et lequel est le plus important pour l'humanité ? Pour trouver une issue à ces champs de bataille de pommes et d'oranges, nous devons d'abord comprendre la relation entre l'argent et l'énergie. Et dans quelle mesure l'énergie utilisée par le bitcoin est renouvelable.

Commençons par la question suivante : à quoi sert toute cette énergie dans le réseau Bitcoin ? Pour faire simple : les mineurs (ordinateurs spécialisés) doivent travailler pour leurs bitcoins, ce qui leur permet de rester honnêtes lorsqu'ils ajoutent des transactions à la blockchain. C'est le fondement de la théorie des jeux de ce que l'on appelle le proof-of-work. Plus la consommation d'énergie de tous les mineurs de Bitcoin réunis est élevée, plus le réseau est sécurisé.

Le proof-of-work rend extrêmement coûteuse l'utilisation abusive d'un réseau de communication. Le mécanisme de consensus a été conçu dans les années 1990 comme un moyen de mettre fin au spam dans les réseaux de messagerie électronique sans qu'une autorité centrale détermine ce qui est admissible et ce qui ne l'est pas. Alors comment le proof-of-work peut-elle fonctionner ici ? Eh bien, si l'envoi d'un courrier coûte un peu de puissance/énergie de calcul (et donc de l'argent), il n'est plus rentable pour les expéditeurs de millions de courriers indésirables d'inonder le réseau avec leurs déchets.

Au début de l'année 2009, c'est Satoshi et Hal Finney qui minaient le bitcoin sur leurs ordinateurs portables. À l'époque, n'importe qui avec de mauvaises intentions et un tas de cartes graphiques aurait pu envahir le réseau. Aujourd'hui, cela nécessite tellement de matériel et d'énergie que même les gouvernements qui voudraient éradiquer le bitcoin n'ont aucune chance réelle. La consommation d'énergie, en somme, est le prix à payer pour une forme d'argent qui ne peut être détournée et qui est (presque) indestructible dans un monde où les guerres monétaires font rage.

Anciennes formes de proof-of-work

Le proof-of-work comme base de la monnaie existe depuis des milliers d'années. La raison pour laquelle l'or et l'argent pourraient et peuvent être de l'argent est que ce sont des métaux rares : il faut beaucoup de travail pour les traquer et les extraire. Si tout le monde pouvait ramasser de l'or dans son jardin, ce ne serait pas de l'argent.

Les pierres de raï

Une forme ancienne et fascinante de monnaie de proof-of-work existait il y a des centaines d'années dans les îles Yap de Micronésie. Les insulaires y construisaient des objets en forme de cercle, de la taille d'une roue de chariot, en pierre calcaire. Ils étaient utilisés pour les transactions importantes. Le calcaire devait être importé de Palau, une île située à plus de trois cents kilomètres. Après toutes ces tracasseries, la fabrication de la pierre demandait encore beaucoup d'efforts. Encore une fois, si la fabrication de la pierre avait été facile, il n'aurait pas pu s'agir d'argent.


Les pierres de raï, Micronésie

Proof-of-work, stake ou force

Il existe d'autres formes de monnaie que le proof-of-work. Mais l’argent est toujours la preuve de quelque chose, comme l'explique Lyn Alden dans son article intitulé « What is money, anyway ? » Si je possède des bitcoins, c'est la preuve que moi ou quelqu'un d'autre avons fait un travail. Le proof-of-stake repose sur un principe complètement différent : c'est le modèle actionnarial, où une entreprise ou un projet crypto est découpé en morceaux et distribué aux actionnaires, qui peuvent voter sur l'avenir du projet. Notre monnaie courante (monnaie fiduciaire), enfin, pourrait être appelée le proof-of-force. Elle est émise par un gouvernement qui oblige les résidents à payer des impôts dans la monnaie en question. Cela crée une demande pour cette monnaie et lui donne de la valeur.

En analysant la monnaie de cette manière, il apparaît rapidement que l'obsession de la consommation énergétique du bitcoin est myope. D'abord, il existe d'autres formes de monnaie proof-of-work dont on entend rarement se plaindre, alors qu'elles consomment plus d'énergie (polluante) que le bitcoin : l'or notamment.

Deuxièmement, il apparaît clairement que d'autres formes de monnaie ne sont pas nécessairement meilleures parce qu'elles fonctionnent différemment. La monnaie de proof-of-force est-elle meilleure que la monnaie de proof-of-work parce qu'elle consomme moins d'énergie ? Le proof-of-force est centralisé et constitue essentiellement un jeu de pouvoir qui favorise les personnes proches de la presse à imprimer, à savoir celles qui peuvent emprunter facilement et à des taux d'intérêt bas (et qui seront renflouées en cas de défaut imminent). Et d'ailleurs, est-il vraiment vrai que la monnaie fiduciaire utilise moins d'énergie ? Si l'on suit la chaîne des causes et des effets, on pourrait affirmer que toute monnaie est soutenue par de l'énergie à un moment donné. Pensez-y de cette façon : tôt ou tard, l'armée américaine vient frapper à la porte lorsqu'un pays cesse de payer son pétrole en dollars. Cette armée utilise sûrement de l'énergie, et pas sous la forme la plus propre. Ou bien existe-t-il déjà des chars électriques ?

L'ironie est que, parce que le bitcoin établit si clairement le lien entre l'argent et l'énergie, il fait l'objet d'un nombre disproportionné de critiques.

Quelle quantité d'énergie le bitcoin utilise-t-il ?

Le bitcoin utilise actuellement (avril 2022) environ 15,8 GigaWatts d'énergie. Cela équivaut à 140 TWh par an. C'est effectivement comparable à la consommation d'énergie d'un pays comme l'Argentine. Mais cela ne représente qu'environ un dixième d'un pour cent de la consommation énergétique mondiale.

La comparaison avec l'or

Plutôt que de comparer la consommation d'énergie avec celle des pays, il est plus judicieux d'examiner d'autres types d'industries. Après tout, le bitcoin produit de l'argent tout comme d'autres industries produisent de l'acier, de l'aluminium ou des bicyclettes, pour lesquels elles ont besoin d'électricité et de matières premières. Mais de manière encore plus pertinente, nous pouvons comparer la production de bitcoins à la production d'or. En effet, l'or a une fonction similaire, celle d'être un véhicule d'épargne résistant à l'inflation. La consommation énergétique de l'extraction et du recyclage de l'or est un peu moins facile à déterminer que celle du bitcoin. Mais elle est estimée à 265 TWh, soit environ le double de celle du bitcoin.

Consommation d'énergie par transaction, ou... ?

Les détracteurs proposent souvent des chiffres sur la quantité d'énergie par transaction que le réseau Bitcoin utiliserait, puis ils avancent des valeurs élevées. C'est un raisonnement tentant mais erroné. Pourquoi est-elle fausse ? Parce que les coûts énergétiques sont liés au minage des bitcoins, et non aux transactions. Pour que cela soit clair, la comparaison avec l'or est à nouveau utile. Personne ne divise la consommation d'énergie liée à l'extraction de l'or par le nombre de transactions en or qui ont lieu par unité de temps (si tant est que ce dernier puisse être déterminé). Il y a un nombre fixe de mégaoctets dans la blockchain du bitcoin, ce qui conduit à un nombre fixe de transactions par bloc. Ceci est indépendant de la puissance des machines des mineurs.

En plus de cela, toutes les transactions Bitcoin ne se produisent pas sur la blockchain Bitcoin elle-même. Considérez toutes les transactions Lightning, ou les transactions sur d'autres couches 2 : elles ne peuvent exister que parce que la blockchain Bitcoin continue de fonctionner. Ces transactions de couche 2 sont bien plus nombreuses que les quelques milliers qui peuvent tenir dans chaque bloc de la blockchain Bitcoin elle-même.

La consommation d'énergie comme coût de la sécurité

Dans le cas de Bitcoin, comme nous l'avons mentionné, la consommation d'énergie ne sert pas à traiter les transactions mais à sécuriser le réseau. C'est comme un mur d'énergie qui protège une base de données. Considérez donc la consommation d'énergie comme le coût de la sécurité ou le coût du stockage. Même si je n'effectue aucune transaction et que je me contente de conserver mes bitcoins, je sais que les mineurs travaillent pour moi afin de protéger le coffre-fort numérique. La bonne question à se poser est donc la suivante : quel est le pourcentage que nous, propriétaires de bitcoins, payons pour cette sécurité ? En 2021, ce pourcentage était d'environ 2 % de la valeur totale du réseau : 18 milliards de coûts de sécurité (énergie, matériel) sur une valeur marchande de 850 milliards. Ce pourcentage était d'environ 5% il y a cinq ans et était supérieur à 40% les premières années. Le poids des coûts de sécurité diminue donc au fil du temps, exactement comme ce que l'on attend d'un réseau qui évolue efficacement.

Année

Plafond du marché BTC ($)

Coûts annuels de la sécurité ($)

% de sécurité/

plafond du marché

2011

38 millions

18 millions

47%

2013

2 milliards

300 millions

14%

2015

4 milliards

377 millions

9.6%

2017

65 milliards

3,4 milliards

5,2%

2019

130 milliards

5,1 milliards

4%

2021 (H1)

850 milliards

16,5 milliards

1,9%

Si nous traçons les données du tableau (source), nous constatons que la consommation d'énergie du bitcoin s'approche d'un plafond. Cela est dû au fait que le bitcoin est divisé en deux tous les quatre ans. Même si le prix continue à augmenter, cette augmentation, et donc l'augmentation de l'apport énergétique rentable, est compensée par une division par deux de l'émission tous les quatre ans : le fameux halving. La consommation d'énergie en pourcentage de la consommation totale d'énergie sur terre ne devrait pas augmenter beaucoup plus que 0,5 %, même si le prix du bitcoin devait encore augmenter d'un facteur dix ou vingt.

La consommation d'énergie de Bitcoin est-elle écologique ?

L'extraction de bitcoins est très compétitive et n'est rentable pour les mineurs que s'ils peuvent acheter de l'électricité à bas prix. C'est l'une des raisons pour lesquelles de nombreux mineurs de bitcoins en Chine se trouvaient dans les centrales hydroélectriques : pendant la saison des pluies, il y avait un surplus de production d'énergie et donc de l'électricité bon marché. Cela permet de dissiper une idée fausse courante, à savoir que les mineurs "volent" l'énergie des consommateurs.

Mais dans quelle mesure le mix énergétique acheté par les mineurs est-il vert en moyenne ? Cette question fait l'objet d'un vif débat entre les partisans et les opposants. Le Bitcoin Mining Council (BMC) a estimé à 58,5 % la part d'énergie renouvelable dans le monde. Il se base sur les chiffres réels de 46 % du réseau mondial. Une estimation beaucoup plus basse est fournie par le critique du bitcoin Alex de Vries, qui estime que le mélange d'énergie renouvelable est de 25 %. La critique de cette dernière étude est que les auteurs basent leurs estimations sur le mix énergétique moyen de la région dans laquelle le mineur opère - alors que le mineur peut utiliser une source d'énergie différente.

Mais n'essayons pas de trancher le débat. Prenons la moyenne de ce que prétendent les partisans et les opposants. Nous arrivons alors à un mélange d'énergies renouvelables d'environ 41 %. C'est un pourcentage de renouvelables plus élevé que la consommation mondiale d'énergies renouvelables dans le monde, qui est estimée à environ 30 %.

La consommation d'énergie des bitcoins est-elle de plus en plus renouvelable ?

La tendance est plus importante que le pourcentage exact d'énergie verte. Quelles sont les évolutions dans le domaine de la consommation énergétique des bitcoins ? La tendance de ces dernières années est que le minage de Bitcoins contribue à rendre le réseau énergétique plus vert. Les mineurs sont en effet intégrés dans les installations de production et dans la production d'électricité. Tant pour rendre plus rentable l'énergie produite durablement que pour neutraliser l'énergie produite de manière non durable.

Nettoyer l'énergie gaspillée

Il existe de nombreux endroits où l'énergie est "gaspillée". Dans les champs pétrolifères, le méthane est capté pour servir de combustible aux mineurs. Ce méthane serait sinon rejeté dans l'atmosphère.

Cet exemple devrait séduire les militants contre le bitcoin (coucou, Greenpeace !). Bitcoin comme nettoyeur d'énergie résiduelle : jusqu'où peut-on devenir vert ? L'effet bénéfique sur les émissions de CO2 ne peut être plus élevé que lorsqu'il capture le méthane et le convertit en CO2, un gaz à effet de serre moins puissant que le méthane. Et il ne s'agit pas de petites quantités. Dans l'État américain du Dakota du Nord, une quantité de gaz est soufflée dans l'air équivalente à des dizaines de TWh d'énergie. Cela pourrait alimenter une partie importante du réseau Bitcoin.

Bitcoin comme subvention pour la construction de centrales solaires et éoliennes

Ainsi, en plus de nettoyer l'énergie sale, le bitcoin agit également comme une sorte de subvention à la construction de parcs solaires et éoliens. Et nous en aurons besoin dans les années à venir si nous voulons atteindre nos objectifs climatiques. Comment cela fonctionne-t-il ? Une mine de bitcoins est placée sur les nouveaux parcs solaires ou éoliens. Lorsque les parcs produisent un surplus d'énergie, les mines s'allument. Les parcs éoliens et solaires doivent avoir une surcapacité considérable afin de pouvoir faire face aux pics de demande. Ils ont donc souvent une surcapacité et sont donc moins rentables. Les mineurs de bitcoins peuvent absorber cette surproduction. C'est ce qui se passe actuellement à grande échelle dans l'ouest du Texas, où de nombreux parcs solaires et éoliens sont ajoutés.

Mine de bitcoin (arrière-plan) intégrée à un parc solaire dans le sud de l'Espagne. Crédits photos : powcontainers.com

Tampon/batterie pour le réseau

Mais pourquoi les mineurs de bitcoins devraient-ils remplir ce rôle ? Il existe sûrement d'autres types de centres de données qui pourraient le faire ? Malheureusement, non. Les mineurs de bitcoins, contrairement aux centres de données gérés par Google, par exemple, n'ont pas besoin de fonctionner en permanence. Ils sont donc plus flexibles et peuvent absorber les pics du réseau plus facilement. En outre, les centres de données des sociétés Internet doivent être situés à proximité de zones densément peuplées (leurs utilisateurs). Un centre de données situé près d'un champ de pétrole isolé n'a aucun sens. Les mineurs de bitcoins n'ont pas cette limitation.

Conclusion

La consommation d'énergie de Bitcoin est-elle un problème ? Cela dépend tout d'abord de la question de savoir si vous considérez le bitcoin comme une solution à un problème. Beaucoup de gens le pensent : il suffit de demander au réfugié de guerre ukrainien qui a pu faire passer une partie de ses biens à la frontière sous forme de bitcoins. Les distributeurs automatiques de billets ne pouvaient plus être utilisés et il ne reverra peut-être jamais sa maison. Il existe également des cas d'utilisation moins spectaculaires mais importants : les personnes se trouvant dans des pays sûrs sont protégées par la perte du pouvoir d'achat de leurs économies. Et cette perte de pouvoir d'achat est considérable. Malheureusement, avec l'inflation élevée et les faibles taux d'intérêt actuels, la monnaie fiduciaire ne joue plus le rôle de réserve de valeur. Une autre forme d'argent doit prendre le relais.

En supposant que le bitcoin ait une utilité, la question suivante se pose : une autre crypto qui consomme moins d'énergie peut-elle également jouer ce rôle ? Dans une certaine mesure, d'autres crypto-monnaies le peuvent. Le réfugié ukrainien aurait également pu faire passer la frontière à Solana, par exemple, sur son wallet matériel. Mais il existe des différences substantielles entre les cryptos proof-of-work et proof-of-stake.

La comparaison entre proof-of-work et proof-of-stake est une question complexe qui mérite un article séparé. La plupart des autres crypto sont des proof-of-stake et ce modèle comporte ses propres risques. En particulier, le risque de centralisation qui pèse également sur le système financier traditionnel. Un petit groupe de propriétaires s'enrichit (intérêt sur intérêt) grâce à leur part (stake) et acquiert ainsi de plus en plus de pouvoir sur les transactions qui sont valides et celles qui ne le sont pas. Ce risque de centralisation et donc d'abus de pouvoir est beaucoup plus faible dans un système monétaire qui est proof-of-work.

Donc, compte tenu de tout ce qui précède, la consommation d'énergie de Bitcoin, qui représente environ 0,1 % de la consommation mondiale, est-elle un problème ? Et compte tenu du fait que son mix énergétique est plus écologique que celui consommé par votre Tesla moyenne ? Et compte tenu du fait que le bitcoin contribue à pousser l'industrie énergétique vers les énergies renouvelables ?

Nous avons notre propre opinion mais nous laissons à chacun le soin de prendre sa propre décision. Chacun est libre de décider pour lui-même.

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