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Energie verte et cryptomonnaies

Vers une catastrophe climatique…

Les ressources de notre planète sont limitées et les consommer inutilement et de manière désordonnée est un problème pour notre futur. Ce qui nous amène au cas de la relation entre cryptomonnaies et énergie verte.

Billet long. Voir aussi la page Liens Utiles associée.

Remarque : même si Bitcoin sera régulièrement cité dans les lignes ci-dessous, il faut bien sûr ne pas oublier qu’il s’agit d’une simplification et que l’on parle en fait de toutes les cryptomonnaies qui reposent sur le consensus PoW (cf. billet précédent).

Si vous souhaitez comprendre pourquoi l’argument “les cryptos ne contribuent pas au réchauffement climatique si minées avec de l’énergie propre” est de la désinformation pure, commençons par expliquer la fongibilité et quelques très simples bases économiques.

Fongibilité! Voilà un mot désormais bien connu depuis l’apparition des NFTs, ces fameux jetons qui ne sont pas interchangeables.

Fongibilité signifie globalement “interchangeabilité”. Un Euro est fongible, car il permet d’acheter la même chose qu’un autre Euro.

De la même manière, 2 KWh sont théoriquement fongibles, même si produits par 2 sources d’énergie différentes et peuvent donc alimenter le même appareil. L’énergie électrique est fongible.

Mise en situation

Imaginons une ville où se trouve une usine qui consomme 1MW d'énergie électrique. Une centrale à charbon produit 1 MW et une centrale solaire 1 MW, lorsqu'elles tournent au maximum, soit un total de 2 MW théoriques.
Les 2 centrales produisent aujourd'hui autant que nécessaire, tant pour l’usine que la ville, sans pour autant tourner à pleine capacité. Les prix sont raisonnables. L’usine achète 50 % de son énergie à la centrale à charbon, 50 % à la centrale solaire (donc 500 KW de chacune) et il reste donc une disponibilité d'1 MW pour la ville.

Arrive un mineur bitcoin qui achète lui aussi une moitié de son énergie à chacune des 2 centrales (500 MW chacune). Comme elles sont toutes 2 désormais à 100 % de leurs possibilités actuelles (2 * 2 * 500 KW = 2000 KW = 2 MW), pour que la ville soit toujours fournie, il faut augmenter la production d’électricité pour pallier le manque global d’1 MW.
L’arrivée de ce nouveau besoin fait que désormais le besoin total est de 3 MW.

Cas 1 : La centrale à charbon pourrait doubler sa capacité à 2 MW, avec tous les inconvénients associés (pollution, empreinte carbone...). Pas terrible…
Pour répondre à cette hausse de la demande, les prix vont aussi plus que probablement augmenter, rendant le KWh plus cher pour tout le monde à court terme, et surtout les plus pauvres dans la population.
Ce qui va naturellement induire une demande de génération électrique plus verte sur le moyen ou long terme qu'il faudra financer et mettre en place.

Cas 2 : Le mineur peut aussi décider de consommer la totalité de son besoin uniquement en énergie solaire, réquisitionnant en quelque sorte cette production. Donc le cryptomining ne générera logiquement aucune émission polluante. Génial, non ? Non !
Que fait-on pour remplacer les 500 MW que la centrale solaire vendait à l’usine, car elle a besoin d’1 MW pour fonctionner ? Idem pour la ville... Elles en ont toujours besoin, que je sache…
A moins d’investir dans une nouvelle source d’énergie renouvelable suffisante, si possible, la seule solution à court terme est d’augmenter la production de la centrale à charbon pour répondre à la demande, là encore si réalisable.
Bien évidemment, cela laisse supposer que cela est possible rapidement sans investissement lourd (financé par qui ?) et sans compter l'impact en émissions carbone, pollution etc. Pendant la période de latence entre la création de cette nouvelle demande et sa résolution, il faudra probablement pouvoir acheter de l'énergie ailleurs, et négocier des prix adaptés aux besoins de l'usine et des habitants de la ville.

Si les centrales thermiques à charbon ont été arrêtées, ou tout du moins leur production ralentie, c’est aussi parce qu’elles étaient moins profitables. Mais maintenant que la demande augmente du fait des cryptomonnaies, ces centrales peuvent retrouver leur pleine capacité, et toute énergie, verte ou non, produite en plus sera absorbée par les mineurs.
Ce qui implique que la centrale à charbon ne sera jamais fermée, que la ville continuera à subir les émissions de gaz à effets de serre, et que les factures d’électricité resteront élevées.
Donc, si les cryptomineurs ne s’étaient pas installés, la production (additionnelle) d’énergie verte n’aurait peut-être pas été nécessaire, mais le CO2 aurait globalement diminué dans le temps.

“Bitcoin incentivizes green energy” they say, as they reopen dirty coal plants.

Il existe un dernier cas : celui des mineurs qui vont investir dans leur propre infrastructure d’énergie verte.
Qu’en penser ? Que c’est du gâchis !
Avoir les moyens de financer une solution énergétique écologique et la dédier à miner des cryptomonnaies qui ne servent à rien, qui ne produisent rien et ne sont pas utiles à la communauté, juste pour se faire plaisir avec une forme de casino personnel à valeur nulle (voire pire) ? Les mots me manquent… Immoral me parait faible…

Les besoins d’énergie pour miner augmentent la demande globale, car cette énergie ne peut pas être réutilisée, ni utilisée à des choses utiles (un hôpital à faire fonctionner, des foyers à éclairer, une ville à faire vivre…).
Par ailleurs, l’air ambiant dans et autour des fermes de minage est surchauffé, donc cela implique des systèmes de refroidissement puissants (par air ou eau) qui augmentent encore l’impact sur l’environnement.

Une demande en énergie en croissance signifie aussi qu’il est plus compliqué de migrer vers le renouvelable, car cela réduit l’incitation à quitter les énergies fossiles polluantes.
En temps normal, ce ne serait pas un problème si les cryptomonnaies étaient un besoin fondamental et contribuaient à produire quelque chose d’utile.
Ce n’est malheureusement pas le cas. C’est juste du gaspillage…

Le syndrome de l’énergie verte

Après la publication par Nature à la fin 2018 Bitcoin emissions alone could push global warming above 2°C, il devenait évident que le minage accélérait la crise climatique, et que cela serait un handicap majeur pour une adoption mondiale et durable de Bitcoin.

En théorie, et bien évidemment la règle n’est pas vraiment respectée partout, les pays ne sont plus supposés construire des centrales à charbon. Mais si la demande en énergie croît, l’objectif est de disposer de plus en plus d’énergie renouvelable, qui deviendra comparativement bien meilleur marché face aux énergies polluantes. Si tout va dans le bon sens, ces dernières tendront, et c’est souhaitable, à disparaître.

Mais ce n’est pas ce que nous observons, car les cryptomonnaies sont encore profitables, pour l’instant…

Depuis ce graphe, la Chine a banni les crypto-mineurs (voir carte)

Green Washing

Depuis 2016, Bitcoin est présenté dans la presse internationale comme un accélérateur du désastre écologique. Pourtant, quand on y regarde de plus près, la consommation électrique du minage de cette cryptomonnaie est relativement négligeable. Et à terme, son développement pourrait même favoriser la transition énergétique.

Usbek & Rica – mai 2021

Voir aussi :
Bitcoin is Key to an Abundant, Clean Energy Future” (PDF – EN)
Green Blockchain” (PDF – EN)

Une étude du Centre for Alternative Finance à l’Université de Cambridge de septembre 2020, montrait que 76% des mineurs PoW combinaient énergies fossiles et renouvelables, mais que seulement 39% de la consommation énergétique provenait de sources renouvelables. Les 61% restants correspondent à des énergies fossiles, comme le charbon.

Sur les 280 principales sociétés de minage dans 59 pays, l’étude montre que 62% utilise l’énergie hydro-électrique, 17% l’éolien, 15% le solaire et 8% le géo-thermal. 

Il convient de ne pas oublier la saisonnalité de l’énergie hydro-électrique pour le minage, qui ne peut qu’empirer avec les effets de la crise climatique.

Avec au moins 38% des mineurs à travers le monde qui utilisent principalement le charbon comme source d’énergie, on a vu apparaître quelque chose de bien pire : le minage sur base de déchets de charbon (waste-coal).

Le Bitcoin Mining Council, une association professionnelle de mineurs chargée de leurs relations avec la presse, est arrivée de son côté à 56% d’énergie renouvelable. Cette statistique est rapportée volontairement par un sous-ensemble de mineurs qui ont rejoint (volontairement aussi) ce “Council”. Bien évidemment, il est possible que ce chiffre soit le fruit d’une mûre réflexion…

Tous ces chiffres doivent nous faire réfléchir au fait que dans le temps, la compétition entre les mineurs pour équilibrer coûts et efficacité risque, plus que probablement, de rendre le minage de moins en moins “vert”.

Alors pour amadouer les sceptiques et ceux qui pensent à l’avenir de la planète, on nous promet des solutions “0 émissions” à base de crédits carbone, d’arbres plantés, etc. Toutes théories utilisées pour nous promettre un avenir “net zéro” qui ne résistent pas longtemps à un examen minutieux… A noter que c’est malheureusement le cas pour la majorité des industries après la COP26… Les promesses n’engagent que ceux qui les écoutent, surtout dans le cadre de l’énergie verte et de la crise climatique.

Mais cela ne fonctionne pas !
En effet il est toujours préférable de ne pas gaspiller de l’énergie inutilement, plutôt que de le faire et de se “racheter” avec de potentielles compensations.

Et n’oublions pas que l’énergie utilisée/gaspillée pour miner aurait pu être affectée à d’autres usages vraiment pertinents et que les crédits ou arbres pour lutter contre les émissions de carbone ne résolvent pas le problème de tous les déchets (dont e-waste) engendrés par cette activité à création de valeur nulle.

Capitalisme et climat

Il n’y a aucune incitation économique pour que les mineurs s’installent uniquement dans des zones qui produisent de l’énergie verte, contrairement à ce que certains disent. Tant que le minage est profitable, il prend place dans tous lieux où l’énergie est moins chère que les profits à tirer de l’activité des mineurs.

Donc, non seulement le cryptomining consomme petit à petit toute l’énergie disponible, indépendamment de son origine, mais comme les prix de l’électricité sont basés sur la demande, cette activité continuera à croître tant que le coût sera juste inférieur au profit potentiel. Ce qui signifie que si l’on ne fait rien, les consommateurs “normaux” qui cherchent juste à s’éclairer ou se chauffer auront de plus en plus de problèmes à se fournir et des factures de plus en plus élevées.

La seule chose qui freine la croissance exponentielle du minage avant que cette activité ne consomme toute l’énergie disponible sur le marché, est la pénurie de composants électroniques…

Mais tant que miner des Bitcoins restera rentable, des Bitcoins seront minés, même si la planète doit être détruite. Car, selon les règles du système capitaliste débridé dans lequel nous vivons, tant qu’une activité dégage un profit net (moins les éventuels coûts d’opportunité), elle cherche à grandir (cf. le principe paperclip maximizer).

The planet got destroyed...
Dessin de Tom Toro

Non seulement, les cryptomineurs Bitcoin vont continuer, mais personne n’a signalé de volonté pour remplacer le consensus PoW par une autre solution, qui serait moins gourmande en électricité.

Pourquoi ? Car à la différence d’Ethereum qui a annoncé depuis des lustres (on attend toujours…) vouloir passer à un consensus PoS (Proof-of-Stake) dans sa version 2.0, Bitcoin n’oblige pas à posséder des jetons avant d’en créer de nouveaux (en dépensant de l’énergie électrique). Donc, “tout le monde” peut le faire, si les moyens financiers sont là. D’où sa popularité incontestable.

Remarque : Ethereum 1.0 utilise environ 100 TWh d’électricité par an, soit autant que des pays comme les Pays-Bas ou la Finlande.

Je peux me tromper, mais ce n’est pas demain la veille que PoW sera remplacé par un autre consensus moins énergivore, mais moins populaire, nous laissant avec une bombe à retardement, tant économique qu’environnementale.

D’ailleurs l’impact que nous subissons depuis un certain temps sur le marché des équipements informatiques est déjà un signe certain que les choses ne sont pas près de s’arrêter.

Pour synthétiser : pour les cryptomineurs, il n’existe aucun argument économique pour abandonner le consensus PoW, qui va continuer à durablement impacter notre planète, en accélérant la crise climatique.

PS : une réflexion sur d’autres consensus, Proof of Stake, Proof of Storage etc. dans le prochain billet.

Conclusion

Pourquoi la Chine a-t-elle rejeté le cryptomining ? Tout simplement, pour éviter que le pays ne subisse une pénurie d’électricité ! Et le Kazakhstan l’a compris quelques mois après : le minage était en train d’impacter tout le réseau électrique, et il fallait que les mineurs réduisent leur consommation pendant les mois d’hiver.

Depuis 2009, alors que le monde organisait des conférences pour la sauvegarde du climat, une “industrie” s’est développée, qui engloutit des quantités astronomiques d’énergie, très inefficace par design, pour ne rien produire et sans aucune finalité pertinente. Le monde crypto est le symbole d’un capitalisme sans limite, et l’égoïsme de ses partisans est impardonnable.

Le problème que nous avons tous aujourd’hui, c’est à la fois comment nous produisons l’électricité et à quoi nous l’utilisons réellement. Et on ne peut plus séparer les 2 !


Ceci conclut cette partie sur la réalité (ou non) de l’usage d’une énergie verte dans le minage des cryptomonnaies. Un troisième billet traitera de réflexions diverses, dont les consensus ou technologies alternatifs.

Cryptomonnaies et énergie

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