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Cryptomonnaies et énergie

Un impact concret sur la crise climatique

Il se dit tout et son contraire dans le débat “cryptomonnaies et énergie”, encore plus désormais que les NFTs sont à la mode…

Attention, billet long…

On peut même lire régulièrement d’énormes conneries, comme par exemple :

  • Bitcoin permet de stocker l’énergie… mais rien n’est dit sur la manière de la récupérer !
  • Bitcoin permet de transporter l’énergie d’un point (achat) à un autre (vente), donc les “hodlers” doivent sûrement stocker de l’énergie (voir ci-dessus).

Non, une fois que l’énergie est détruite, elle n’est plus récupérable. Et non, ce phénomène ne crée pas de valeur !

PoW is nothing like a battery. It consumes energy, rather than storing it. And it is thus, by extension, also nothing like transformers.

Je recommande d’essayer d’allumer une ampoule ou de faire chauffer votre grille-pain avec votre portefeuille Bitcoin… sans source d’énergie additionnelle…

Tout cela est lié pour ceux qui ont un peu suivi les billets précédents, à la méthode de consensus utilisée, la PoW, Proof of Work (preuve de travail), rémunérée aux mineurs par des jetons (et quelques frais), ce qui fait tout l’attrait de ce type d’activité.

Mais cette méthode de gestion du consensus, ou de la sécurité de la blockchain, engendre un sérieux problème :

L’utilisation du consensus PoW crée un véritable problème environnemental, à plusieurs niveaux, pour toutes les cryptomonnaies qui l’utilisent (Bitcoin comme Ethereum etc.).
Mais comment de simples jetons numériques pourraient-ils avoir un lien quelconque avec l’environnement, le climat ?
On parle d’un monde digital, non ?

Voir aussi la page Liens Utiles associée.

Remarque : oui, je sais que PoS et d’autres solutions “existeraient” (Layer2, Lightning etc.), moins gourmandes en électricité, nous promet-on. Mais le “Proof of Stake”, chez Ethereum par exemple, c’est comme le loup blanc… Tout le monde en parle et annonce que c’est “pour très bientôt”, mais personne n’a rien vu de vraiment concret… Sans compter tous les problèmes spécifiques à ce type de consensus. J’y reviendrai dans un deuxième billet.

Comment fonctionne ce consensus PoW ?

Tout simplement, il s’agit de résoudre un puzzle complexe, une suite de chiffres à mettre dans le bon ordre, suivant des règles précises.

Pour ce faire, on va utiliser des systèmes informatiques, désormais autour de puces spécialisées, beaucoup qui ne sont dédié(e)s qu’à cela, et qui majoritairement maintenant ne cherchent même plus à résoudre le casse-tête, mais à le trouver par l’utilisation de mécanismes “force brute”.

Comme les puzzles sont assez longs et (de plus en plus) difficiles, cela nécessite une énorme puissance de calcul. Il faut aussi ajouter les machines qui chauffent (voire surchauffent), créant énormément de chaleur qu’il faut évacuer… Tout cela consomme une quantité d’énergie phénoménale, qui est en forte croissance au fil du temps.

cryptomonnaies et énergie - courbe de consommation bitcoin + projection
Courbe de consommation énergétique BTC + projection (via Digiconomist)

La complexité des puzzles augmentant, les “mineurs” ont besoin de puissance de calcul encore plus importante : ils jettent les anciens équipements (car non recyclés le plus souvent) pour en acquérir de nouveaux plus puissants, et c’est un cercle vicieux, une “course à l’armement sans fin”.

Voir aussi :
Les déchets générés par une transaction Bitcoin sont l’équivalent de la mise à la poubelle de 2 iPhones (EN)
Inside Kazakhstan’s giant crypto-mine

Il convient de noter que malgré l’amélioration des équipements au fil du temps, le nombre de transactions traitées reste le même ! On ne répond pas donc ici à l’amélioration du processus pour satisfaire le besoin, juste à la complexification du puzzle !

Le monde “Crypto” dans son ensemble consomme donc des quantités d’électricité astronomiques, sans pour autant créer la moindre valeur (des revenus pour les mineurs uniquement).

Mais cette énergie doit bien être produite quelque part pour pouvoir servir à résoudre des puzzles.

Sans revenir sur le non-sens de certaines affirmations d’Elon Musk (un nouveau marché pour les énergies renouvelables et la technologie des grosses batteries, pour laquelle il n’arrive déjà pas à répondre à la demande en temps normal…), ceux qui se frottent les mains et se lèchent les babines sont les industriels du Carbone : plus il y a de demande pour générer de l’électricité pour les cryptos, plus ils peuvent justifier de faire tourner leurs usines à charbon ou autre, qu’il conviendrait pourtant de mettre à l’arrêt pour limiter les effets sur le climat.

Empreinte énergétique annuelle (BTC)
Empreinte énergétique annuelle – BTC (via Digiconomist)

Voir aussi : Ethereum Emissions Bottom-up Estimate et Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index

Globalement, pour justifier leur consommation excessive d’énergie, les crypto-enthousiastes se doivent de considérer que si tout le monde sur la planète utilisait Bitcoin :

  1. nous n’aurions plus besoin des banques, ni des distributeurs de billets…
  2. de même, nous n’aurions plus à utiliser l’or…
  3. et enfin, que la consommation énergétique de l’usage du Bitcoin resterait équivalente à ce qu’elle est aujourd’hui, ce qui est plus que probablement une vision erronée du système dans son ensemble (voir plus bas).

Et donc, les fondus de cryptos viennent régulièrement geindre que “les banques aussi, consomment de l’énergie…” (vous pouvez remplacer le mot –banques– par toute autre cible favorite, y compris l’agriculture).

cryptomonnaies et énergie
Un exemple du type de communication poussée pour justifier l’injustifiable…

Le simple fait qu’ils se sentent obligés de défendre la consommation d’énergie de quelque chose qui ne produit rien et n’a aucune utilité en la comparant à celle d’industries productives (aviation, agriculture…) est tout de même une accusation majeure contre le monde crypto…

Et c’est vrai ! Les banques, les hôpitaux, les moyens de transport, le bâtiment et l’industrie (comme l’aluminium), etc. consomment beaucoup d’énergie en permanence, et même plus que Bitcoin !

Il n’y a qu’une “toute petite” différence : elles offrent des services concrets qui répondent à de vrais besoins !
Pour l’instant, les banques ne créent pas de valeur nulle, voire 100% négative du fait de leur impact sur la planète…

Bien évidemment, il conviendrait aussi que ces dernières arrêtent d’investir dans les énergies fossiles et limitent en même temps leur empreinte carbone… Lire ici (EN – novembre 2021).

Vous voulez un exemple ? Comparons Visa et Bitcoin, puisque cet “actif digital” est supposé favoriser les paiements et les flux financiers (un jour peut-être… oui, non. Jamais en fait !). A noter que les cryptomaniacs nous garantissent que Visa et Mastercard vont disparaitre en 2022…

Statistic: Bitcoin average energy consumption per transaction compared to that of VISA as of January 10, 2022 (in kilowatt-hours) | Statista

La différence est frappante, non ? La consommation énergétique pour 1 seule transaction BTC est inimaginable face à 100000 transactions Visa.

Pour situer encore plus le débat, le réseau interbancaire SWIFT gère plus de 40 millions de transactions par jour, et il y a plus d’un milliard de transactions par carte de crédit quotidiennement.

On peut synthétiser rapidement en disant que Bitcoin consomme actuellement 100 fois plus d’énergie électrique que les réseaux bancaires mondiaux pour réussir à produire 1/10000ème des transactions, au mieux.

Pour mémoire, Visa est une organisation centralisée, et donc son système informatique ne se consacre qu’au traitement des transactions. Il ne passe pas son temps à lutter contre d’autres pour tenter de remporter une prime en résolvant un “problème mathématique”…

En 2021, Bitcoin a consommé tellement d’énergie que la quantité de CO2 émise a dépassé le niveau de ce qui a été gagné par l’utilisation de voitures électriques. L’empreinte carbone (à ne pas confondre avec la consommation énergétique) d’une seule transaction Bitcoin est désormais égale à celle d’1,5 million de transactions Visa.

Et n’oublions pas non plus le problème grandissant des déchets électroniques (e-waste), qui ne sont à ce jour (pratiquement) pas recyclés.

Cryptomonnaies et énergie - Mining rigs
Crédit : unknown

Pourquoi cette consommation ?

Le but réel ne serait pas en fait de gérer les transactions, mais plutôt, selon ce que disent certains, de sécuriser le réseau supportant la blockchain (Bitcoin ou autre), pour conserver sa “valeur”. Ce qui reste à prouver…
Essayons de comprendre comment le système fonctionne.

Le réseau crée un bloc toutes les 10 minutes approximativement, quelque soit le nombre de systèmes de minage actifs ou le nombre de transactions. En revanche, la difficulté pour les mineurs change en fonction du nombre d’ordinateurs qui tournent au même moment, afin de conserver ce taux de minage à 1 par 10 minutes.

La quantité d’énergie utilisée pour “miner” un bloc est la même indépendamment du nombre de transactions qu’il contient, car la complexité du calcul ne dépend pas du “volume” de transactions. Ce qui intéresse les mineurs en vérité est surtout de pouvoir revendre, éventuellement, leur block reward, leur récompense, pas que Bitcoin soit réellement utilisé. (En fait, ils ont surtout tendance à les conserver en portefeuille, et à s’en servir comme gage afin d’emprunter de l’argent pour payer les factures).

L’énergie utilisée pour miner un bloc ne dépend donc pas du nombre de transactions qu’il intègre (le bloc peut être vide), du montant des transactions incluses, mais uniquement de la complexité du contexte de calcul.

Nous savons que le nombre moyen de transactions par seconde est entre 3 et 7. 7 est le maximum absolu, tel que défini par la liste la plus petite possible d’entrées/sorties lors de la conception de Bitcoin. La réalité est plutôt comprise entre 2 et 3.

Basons notre raisonnement sur la valeur 3. Un bloc miné toutes les 10 minutes, nous donne 1800 transactions par bloc.

La récompense actuelle d’un bloc est 6,25 BTC (qui sera divisée par 2 en 2024, soit 3,125 BTC), plus des frais d’environ 3USD par transaction (en théorie, les blocs n’incluent que celles qui comportent des frais pour couvrir les coûts). Cette récompense est en elle-même une transaction à part entière, car aucun BTC n’existe sans être rattaché à une/des transaction(s). A un prix du BTC autour de 60000 USD (pic de 2021), les mineurs sont donc payés autour de 200 USD par transaction (la moitié depuis le crash de début 2022…).

Si l’on considère que l’on est dans un environnement de marché “raisonnable”, la marge bénéficiaire n’est pas supposée dépasser 50 %. Donc, 100 USD de coût par transaction, et le reste en bénéfices pour le mineur.

Pour que cela soit viable, il convient donc que le coût du kWh soit autour de 5 cents… puisque l’énergie nécessaire pour une transaction est actuellement autour de 2000 kWh.

Cryptomonnaies et énergie
Via Digiconomist (26-01-2022)

Mais si la recherche de profit devait monter par exemple à 90%, plus de mineurs apparaîtraient sur le marché, augmentant la difficulté pour miner, et réduisant de ce fait les marges bénéficiaires, et rentrant directement en conflit avec l’énergie consommée, engendrant une course pour continuer à trouver de l’énergie à très bas prix…

Blockchain + PoW = incompétence by design

Le fait que le cryptomining engloutisse autant d’énergie pour une seule transaction n’est pas un accident ! C’est un choix délibéré, totalement intégré au design fondamental de la “solution blockchain”. Le but principal de l’utilisation d’un consensus PoW est de pouvoir tirer partie de son inefficacité.

En simplifiant grandement, pour conserver un équilibre pertinent, le réseau utilisera une quantité d’électricité équivalente au maximum à la valeur de la prime perçue pour un bloc. Si les prix de l’énergie sont trop élevés, les mineurs les moins efficaces s’arrêtent, car ils perdent de l’argent ou doivent tout tenter pour ajuster leur “hash power”, afin d’atteindre de nouveau le point d’équilibre. Mais, la puissance de mining globale est aussi impérativement liée à l’évolution du prix sur la blockchain, au risque d’ouvrir la porte à une éventuelle attaque 50%+1. Tout est dans tout et inversement…

Il se pose alors une question toute simple : créer une “monnaie” reposant sur une consommation effrénée d’énergie, est-ce un bon modèle économique ?

Comme le lien coût du kWh/prime de minage est fondamental, que se passera-t-il lorsqu’il n’y aura plus de prime pour payer les mineurs ? Difficile d’imaginer que les frais de transactions seuls couvriront le besoin financier, sauf s’ils deviennent incontrôlables…
Il suffit de constater l’explosion régulière des Miner Fees sur Ethereum depuis le démarrage de tous les projets DeFi et NFTs pour avoir une bonne indication de ce que l’avenir réserve…

Miner fee - ETH
$4300 de frais pour payer $5.5 ?

En parallèle, plus le prix de la cryptomonnaie augmente, plus le minage est intensif pour répondre à l’accroissement du nombre de transactions, générant ainsi plus de frais à récupérer et donc l’opération est encore plus intéressante pour les mineurs.

A l’opposé, cas où le prix de la cryptomonnaie s’écroule, le nombre de transactions de vente va croître considérablement, et le risque est évident que seules celles avec les frais les plus élevés soient validées et inscrites sur la blockchain. Nombre de vendeurs “pas assez généreux” se verront dans l’incapacité de liquider leur portefeuille avec les conséquences que l’on imagine facilement…

Quelque soit le sens où l’on tourne le problème, si l’usage d’une cryptomonnaie comme Bitcoin devait se généraliser en tant que monnaie réellement circulante ou autre, son prix irait à la hausse, engendrant plus de transactions, et par conséquent, impactant directement l’empreinte énergétique globale qui fait intégralement partie de l’équation.

Quand on voit déjà aujourd’hui les pays dont la distribution électrique s’écroule du fait de l’activité des mineurs, on peut imaginer ce que serait l’avenir et l’impact sur la crise climatique…

La lutte a commencé…

Si vous avez déjà eu l’occasion de le constater, les cryptomaniacs sont très vite sur la défensive lorsque l’on touche à ce sujet d’énergie engloutie démesurément pour ne créer aucune valeur. Ils perdent aussi tout sens commun et finissent par tenir des raisonnements étranges… Au final, faute de vrais arguments, ils en arrivent à signaler que ce n’est que le début, qu’il est trop tôt pour juger, que la technologie va s’améliorer avec le développement de l’usage et que le système sera de plus en plus efficace etc.

Mais n’essayez pas d’obtenir une réponse pertinente à cette question : puisque l’écosystème crypto est si gourmand en énergie, comment peut-on arriver à équilibrer technologiquement la réduction des coûts de transaction et les besoins énergétiques si importants ?


Comme vous l’avez vu ci-avant l’équation entre cryptomonnaies et énergie pèse lourdement dans la balance, car le principal coût à considérer est bien celui de l’électricité, et pour nous, sensibles à l’avenir du climat, comment elle est produite.
Bien évidemment, les mineurs cherchent l’énergie la moins chère, ce qui malheureusement le plus souvent veut encore dire aujourd’hui la plus polluante. (cf. le prochain billet pour le green washing autour des énergies renouvelables).

Comme à un instant T la quantité d’électricité disponible est finie, une cryptomonnaie comme Bitcoin va consommer ce qui aurait dû l’être par une famille ou une entreprise.

De multiples pays ont malheureusement subi de sérieuses atteintes à l’intégrité de leur distribution d’énergie électrique, en particulier cet hiver, et certains ont commencé à bannir le cryptomining, qui bien sûr va continuer à chercher refuge là où les prix du kWh sont attractifs, quitte à redémarrer des centrales à charbon, ou à déchets de charbon, extrêmement polluantes à tous les niveaux.

Le minage de Bitcoin est banni dans de multiples pays du globe—et menace le futur des cryptos

Fortune – janvier 2022 (EN)

Pour perpétuer leurs cycles destructeurs, les cryptomineurs ne sont pas à un mensonge près… L’argument fallacieux désormais souvent utilisé est que “le minage utilise de l’énergie qui aurait été sinon perdue”. Si pas consommée par eux, bien sûr.

D’autres tactiques que l’on peut observer actuellement : violer les régulations de sécurité environnementales locales, faire croire qu’ils créent des emplois, mentir aux autorités sur les bénéfices qu’ils apportent aux communautés où ils s’installent, sans oublier bien évidemment, chercher les zones où les lois (y compris fiscales) sont les plus souples pour eux (cf. la migration des mineurs de Chine au Texas).

Actuellement, ils luttent contre une proposition de moratorium de 3 ans à New York dans l’usage des centrales à énergies fossiles.

Cryptomonnaies et énergie -
Imagine ruining the Earth for a get-rich-quick scheme

Tout ça pour quoi ? Pour n’offrir aucune utilité au monde, juste un jeu d’argent pyramidal, qui participe largement à augmenter la pression climatique sur notre planète…

En octobre 2021, 70 organisations qui luttent pour le climat et la justice économique et raciale ont écrit conjointement au Congrès américain demandant que les dirigeants adressent de manière urgente les implications sur le climat des cryptomonnaies. Le courrier cite le niveau extrêmement élevé des émissions de carbone, la consommation énergétique et les déchets électroniques engendrés par l’usage, la production et le minage des cryptomonnaies, en particulier le processus Proof of Work, extrêmement énergivore, utilisé par les 2 principales cryptomonnaies, Bitcoin et Ethereum.

Le Congrès a depuis commencé à réagir.


Pour conclure ce premier très long billet “Cryptomonnaies et énergie”, tout le problème provient du fait que les fanatiques de cette “technologie” sont persuadés qu’ils créent de la valeur, alors qu’ils ne font que traiter des prix dans un marché hautement manipulé, sans réalité concrète, sans produire quoi que ce soit, qui n’arrive qu’à faire entrer des gens dans une forme de “culte financier” qui ne peut que mal se terminer.

Dans la suite, je parlerai de l’éventuel remplacement du consensus PoW par PoS (Proof of Stake), et du “green washing” permanent autour des énergies vertes et renouvelables.

A suivre…

Remarque : certaines des références citées commencent à dater d’un peu moins d’un an. Ceci est majoritairement lié à l’actualité… Lorsque le prix des cryptomonnaies est à la hausse, ceux qui s’inquiètent de la crise climatique reprennent le sujet en main. Les annonces les plus récentes concernent surtout les pays qui sont en train de bannir le minage de cryptos. Dès lors que les marchés chutent comme c’est le cas depuis janvier 2022, les observateurs sont plus concernés par le comportement des différents “actifs numériques”… Tout cela est très relatif bien sûr…

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