Kryptovaluutat ja vastuullinen sijoittaminen (ESG), osa 1/3: Environment

article image

Osa 1/3: Environment (ympäristö)

Avainkohdat

  • Kryptovaluuttoihin liitetty korkea energiankulutus koskee käytännössä vain Bitcoinia
  • Bitcoinin energiankulutus tulee pitkällä tähtäimellä kääntymään selkeään laskuun
  • Bitcoin-louhinnalla on poikkeuksellisen hyvät edellytykset uusiutuvien energianlähteiden lisääntyvään hyödyntämiseen

Kryptovaluuttojen energiankulutus: totta vai tarua?

Kryptovaluuttojen ja lohkoketjuteknologioiden vastuullisuudesta puhuttaessa nousee usein esiin niiden energiankulutus. Tämä on hyvin ymmärrettävä ja relevantti kysymys kestävän kehityksen ja vastuullisuuden näkökulmasta. Aiheen faktapohjaista käsittelemistä valitettavan usein kuitenkin leimaa kaksi perustavaa väärinkäsitystä. Näiden väärinkäsitysten mukaan:

  1. Kaikki lohkoketjuteknologiat ovat energiaintensiivisiä.
  2. Lohkoketjuteknologioiden käytön yleistyessä niiden energiankulutus tulee kasvamaan dramaattisesti.

Tässä artikkelissa paneudutaan näihin kahteen väärinkäsitykseen, niiden taustalla oleviin vääriin olettamuksiin ja tarkastellaan todellista asiantilaa. Lopuksi tarkastellaan vielä lohkoketjujen käyttämän energian tuottamisen erityispiirteitä.

Energiaintensiivisyys: Proof-Of-Work vs Proof-Of-Stake

Ymmärtääksemme lohkoketjuteknologioiden energiankulutusta, meidän on ensimmäisenä lyhyesti sivuttava lohkoketjujen pohjalla olevaa konsensusmekanismia. Konsensusmekanismilla siis tarkoitetaan tapaa, jolla lohkoketjun toimijat saavuttavat yksimielisyyden verkossa tapahtuneista transaktioista ja verkon vallitsevasta tilasta. Hyvin karkeasti lohkojetjun konsensusta voisi verrata lohkoketjussa muutaman minuutin välein tapahtuvaan äänestykseen. Tällöin konsensusmekanismilla viitataan kynnysehtoon, jonka täyttämällä toimija pääsee mukaan osallistumaan tähän äänestykseen.

Lohkoketjuteknologiat toimivat pääsääntöisesti kahdella vaihtoehtoisella konsensusmekanismilla. Näitä konsensusmekanismeja kutsutaan vakiintuneesti termeillä Proof-Of-Work (“työtodistus”) ja Proof-Of-Stake (“panttaustodistus”).

Yhteistä näille konsensusmekanismeille on, että molemmissa mekanismeissa verkon tilan vahvistamiseen osallistuvat tahot (Proof-Of-Workissa näitä kutsutaan louhijoiksi ja Proof-Of-Stakessa validaattoreiksi) asettavat äänioikeutensa “pantiksi” jotakin arvokasta resurssia. Pantin takaisin saaminen luo heille kannustimet toimia verkon enemmistön mielipiteen mukaisesti, ja tekee oman oman edun tavoittelemisesta taloudellisesti kannattamatonta. Vastineeksi verkon tilan vahvistamiseen osallistumisesta nämä toimijat saavat palkkioita, joita Proof-of-Workissa kutsutaan louhintapalkkioiksi ja Proof-Of-Stakessa staking-palkkioiksi.

Olennainen ero kahden konsensusmekanismin välillä on pantiksi asetettavan resurssin luonteessa. Proof-Of-Stake-mekanismissa pantiksi asetataan kyseisen lohkoketjun tokenia (esimerkiksi Ethereumin tapauksessa etheria). Tätä voidaan pitää hyvin rinnasteisena reaalimaailmasta tuttuun panttaukseen. Proof-Of-Stake-konsensusmekanismilla toimivat lohkoketjut eivät ole energiaintensiivisempiä kuin mikä tahansa olemassaolevaa Internetiä hyödyntävä IT-aktiviteeetti.

Proof-Of-Work-mekanismissa pantiksi puolestaan asetetaan louhijan louhintaan käyttämän tietokoneen laskentatehoa. Mikäli louhija yrittää tavoitella omaa etuaan verkon enemmistön mielipiteen vastaisesti, hän ei saa louhintapalkkiota ja hänen louhintaan käyttämänsä laskentateho menee hukkaan. Mitä arvokkaampia louhinnasta saatavat louhintapalkkiot ovat, sitä enemmän niiden tavoittelemiseen osallistuu louhijoita. Tämä johtaa paitsi verkon turvallisuuden kasvuun, myös korkeampaan energiankulutukseen. Proof-Of-Workia voidaankin perustellusti pitää energiaintensiivisenä konsensusmekanismina. Coinshares arvioi raportissaan Bitcoin-louhinnan vuonna 2021 muodostavan 0,05% maailman energiankulutuksesta ja 0,08% hiilidioksidi-päästöistä.

Tulevaisuus: Proof-Of-Work vai Proof-Of-Stake?

Kun tämä perustava ero Proof-Of-Work- ja Proof-Of-Stake-konsensusmekanismien välillä on esitelty, voidaan tarkastella kummankin konsensusmekanismin osuutta keskeisistä lohkoketjuista.

Proof-Of-Work: Kirjoitushetkellä Proof-Of-Work-mekanismia käyttävät kryptovaluutat muodostavat n. 45% kaikkien kryptovaluuttojen markkina-arvosta. Tästä n. 95% koostuu yksin Bitcoinista, joka on vanhin ja markkina-arvoltaan suurin kryptovaluutta. Muut Proof-Of-Workia käyttävät kryptovaluutat ovat vanhoja ja/tai pieniä, eikä niillä näkemyksemme mukaan ole sijoittajan näkökulmasta merkittävää tulevaisuutta. Voidaan siis todeta, että Proof-Of-Work-mekanismia käyttävistä kryptovaluutoista puhuttaessa puhutaan käytännössä yksinomaan Bitcoinista.

Proof-Of-Stake: Kirjoitushetkellä Proof-Of-Stake-mekanismia käyttävät kryptovaluutat muodostavat n. 50% kaikkien kryptovaluuttojen markkina-arvosta. Tästä n. 40% koostuu Ethereumista, joka on suurin Proof-Of-Stake-lohkoketju ja Bitcoinin jälkeen toiseksi suurin kryptovaluutta. Kahden tässä artikkelissa esitellyn konsensusmekanismin energiankulutuksen eroa kuvastaa, että Ethereumin siirtyessä Proof-Of-Work-mekanismista Proof-Of-Stake-mekanismiin, väheni sen energiankulutus yli 99,5%.

Kuvaaja

Yhteenvetona kryptovaluuttojen energiaintensiivisyydestä voidaan todeta, että merkittäviä energiaintensiivisiä kryptovaluuttoja on vain yksi, Bitcoin. Kyse ei ei siis ole kaikkien kryptovaluuttojen piirteestä. Näkemyksemme mukaan, vaikka Bitcoinin asema vanhimpana kryptovaluuttana ja suurimpana maksuvälinekryptovaluuttana onkin vakiintunut, kryptovaluuttojen suurin potentiaali sijaitsee nimenomaan Proof-of-Stakea käyttävissä, ei-energiaintensiivisissä kryptovaluutoissa, joiden osuus on ajan myötä jatkuvasti kasvanut.

Proof-of-Work: Energian kulutuksen vääjäämätön lasku

Toinen kryptovaluuttojen energiankulutukseen liittyvä, valitettavan yleinen harhaluulo on, että niiden energiankulutus kasvaisi lineaarisesti teknologian omaksumisen ja käyttäjämäärien mukana. Ymmärtääksemme Bitcoin-louhinnan energiankulutuksen odotettavissa olevaa kehitystä, meidän täytyy hieman tutustustua sen ajureihin.

Ensimmäisenä on tarpeen ymmärtää se hieman epäintuitiivinen fakta, että Bitcoin-verkon energiankulutus ei riipu sen käyttäjien tai siinä tehtävien transaktioiden määrästä. Täysin tyhjien lohkojen vahvistaminen kuluttaa yhtä paljon energiaa kuin täysien lohkojen. Energiankulutus riippuu ainoastaan siitä, kuinka moni louhija osallistuu tapahtuneiden transaktioiden vahvistamiseen.

Toiseksi tulee ymmärtää, että Bitcoin-louhinta on louhijoille (nykyään teollisen mittakaavan yrityksiä) ennen kaikkea taloudelliseen voittoon tähtäävää toimintaa. Sitä harjoitetaan silloin, kun louhinnan tuotoilla on mahdollista ylittää siitä syntyvät kulut. Louhinnan pääasiallinen tuoton lähde on lohkojen muodostamisesta jaettavat lohkopalkkiot. Lohkopalkkiot siis käytännössä muodostavat ylärajan taloudellisesti voitollisen louhinnan kuluille.

Lohkopalkkiot on Bitcoin-protokollassa määritetty algoritmisesti puolittumaan 210 000 lohkon, eli noin neljän vuoden välein. Syntyvien uusien lohkojen määrä sen sijaan on määritetty pysymään vakiona, keskimäärin kuusi lohkoa tunnissa. Tämä tarkoittaa, että jotta louhinnan dollarimääräiset tuotot pysyisivät vakiona, tulisi Bitcoinin markkinahinnan kaksinkertaistua neljän vuoden välein. Hitaampi hintakehitys johtaa lohkopalkkioista syntyvän dollarimääräisen ansainnan alenemiseen, mikä tarkoittaa vähemmän rahaa käytettäväksi louhinnan vaatiman energian ostamiseen. (Yksinkertaistamisen vuoksi oletetaan, että louhijat myyvät louhimansa bitcoinit välittömästi vallitsevalla markkinahinnalla. Käytännössä myyntihetki ja liikkumavara sen valinnassa riippuvat kyseisen louhijan taloudellisesta asemasta.)

Kuvaaja

Jokainen eksponentiaaliseen kasvuun tutustunut kuitenkin ymmärtää, että minkään hyödykkeen hinta ei voi loputtomiin kaksinkertaistua neljän vuoden välein. Se, nähdäänkö hinnan nousun ja lohkopalkkioiden vähenemisen leikkauspiste 2020-, 2030 vai 2040-luvulla, riippuu siitä kuinka optimistisiin bitcoinin hintaskenaarioihin uskoo. Alla olevassa kuvassa on kuvattu bitcoinilta edellytettävää hypoteettista hintakehitystä, jotta louhijoiden ansainta pysyisi vuoden 2021 tasolla. Kuvaajan kaltainen hintakehitys tuskin tulee jatkumaan 2040-luvulle asti, joten louhintaan käytettävien kulujen (käytännössä energiankulutuksen) on käännyttävä laskuun, jotta louhinta pysyy taloudellisesti kannattavana. [1]

Kuvaaja

Tämän karkean ja yksinkertaistetun esimerkin tarkoituksena on osoittaa, että bitcoinin markkinahinnan kehitys ja lohkopalkkioiden puoliintuminen asettavat tiukan kehyksen sille, kuinka paljon louhinnan vaatimaan energiaan voidaan käyttää rahaa. Bitcoinin energiankulutus ei siis tule nousemaan dramaattisesti sen käytön lisääntyessä, ja nykyisenkään tason ylläpitäminen ei ole pitkällä aikavälillä mahdollista. Epävarmuus energiankulutuksen vähenemisessä liittyy ainoastaan kehityskaaren aikajänteeseen, nähdäänkö taitekohta kuluvalla vai seuraavalla vuosikymmenellä.

Energy mix: uusiutuvat energianlähteet Bitcoin-louhinnassa

Kahden suurimman lohkoketjuteknologioiden energiankulutukseen liittyvän väärinkäsityksen käsittelyn jälkeen voidaan vielä luoda katsaus Bitcoin-louhinnan energiantarpeen erityispiirteisiin, ja sen erityiseen soveltuvuuteen uusiutuvien energianlähteiden hyödyntäjänä. Nämä piirteet ovat:

  1. Bitcoin-louhinnan poikkeuksellinen joustavuus fyysisen sijainnin suhteen.
  2. Bitcoin-louhinnan poikkeuksellinen joustavuus toiminnan pysäyttämisessä ja uudelleen käynnistämisessä tarpeen mukaan.

Perinteinen, fyysisiä materiaaleja käsittelevä teollisuus joutuu optimoimaan fyysistä lokaatiotaan (muun muassa) kahden ristiriitaisen vaatimuksen ristipaineessa:

  1. Teollisen toiminnan sijainnin on oltava riittävän lähellä riittävän edullisia energialähteitä.
  2. Teollisen toiminnan sijainnin on oltava riittävän lähellä ja riittävän hyvien logististen yhteyksien yhdistämä sekä sen käyttämien raaka-aineiden/puolivalmisteiden toimittajia että sen tuottamia lopputuotteita ostavien asiakkaiden sijaintia.

Perinteisestä teollisesta toiminnasta poiketen, Bitcoin-louhinnan lopputuotteet ovat aineettomia. Louhinnan ainoa raaka-aine on sähkö ja ainoat lopputuotteet lohkoketjuun kirjoittettavat uudet lohkot (sivutuotteena syntyy louhinnan tuottama lohkoketjun turvallisuus). Tämä tarkoittaa, että louhintatoiminnan lokaation valinnassa ainoat kynnysehdot ovat a) internet-yhteys b) halvan energian saatavuus. Koska internet-yhteys on toteuttavissa lähes kaikkialle, on louhinnan tärkein ohjaava tekijä siis halvan energian saatavuus.

Energia puolestaan on halpaa siellä, missä siitä on ylitarjontaa, ts. lähellä sellaisia energian lähteitä, joiden tuottamaa energiaa ei syystä tai toisesta pystytä hyödyntämään. Tämä tarkoittaa usein syrjäisiä sijainteja lähellä uusiutuvien energian lähteitä. Bitcoin-louhintaa onkin syntynyt paljon mm. Pohjois-Amerikan suurten vesistöjen sekä Etelä-Amerikan ja Islannin vulkaanisten alueiden ympärille.

Bitcoin-louhinnan edellyttämä infrastruktuuri on äärimmäisen kevyt, ja tämän vuoksi louhijoiden onkin helppo uudelleensijoittaa toimintaa olosuhteiden niin edellyttäessä. Ääriesimerkki tästä nähtiin kesällä 2021 Kiinan kieltäessä Bitcoin-louhinnan maaperällään. Bitcoin louhinnan määrää kuvaava hashrate lähes puolittui hetkessä, mutta jo muutamassa kuukaudessa palasi ennalleen louhijoiden siirtäessä toimintansa pois Kiinasta.

Kuvaaja

Edellä mainituista louhinnan erityispiirteistä johtuen ei olekaan lainkaan yllättävää, että Bitcoin-louhinnan käyttämässä energiassa uusiutuvien energianlähteiden osuus on poikkeuksellisen suuri. Bitcoin Mining Council arvioi raportissaan uusiutuvien energianlähteiden osuudeksi 59,4% (Q3 2022), jossa nousua vuoden aikana kolme prosenttiyksikköä.

Fyysisen lokaation joustavuuden ohella toinen Bitcoin-louhinnan erityispiirre on louhinnan poikkeuksellisen joustava kyky kytkeytyä tarvittaessa päälle ja pois. Siinä missä teollisten prosessien pysäyttäminen vaatii pitkiä varoaikoja hallittuun alasajoon, voidaan Bitcoin-louhinta sammuttaa sekuntien varoajalla. Tämän vuoksi niillä onkin esitetty olevan potentiaalia puskuroida kasvavaa energiantuotannon vaihtelua, joka väistämättä seuraa tuuli- ja aurinkoenergian osuuden energiantuotannosta kasvaessa. Mm. Ruotsin valtiollisen sähköyhtiö Vattenfallin johtaja on tuonut julkisuudessa tätä ominaisuutta esiin.

Yhteenveto

Kuten edellä on esitetty, korkea energiaintensiivisyys koskee relevanteista lohkoketjuteknologioista ainoastaan Bitcoinia, ei suinkaan kaikkia. Bitcoin-louhinnan taloudellisista kannustimista ja Bitcoin-lohkopalkkioiden puoliintumismekanismista johtuen sen energiankulutus tulee ajan myötä laskemaan, ei nousemaan. Bitcoin-louhinta puolestaan hyödyntää poikkeuksellisen paljon uusiutuvia energianlähteitä, ja tämä osuus kasvaa louhijoiden taloudellisten kannustimien johdosta.

Vastuullisessa sijoittamisessa ympäristönäkökulmien huomioiminen on ehdottomasti tärkeää. Niiden asianmukainen arviointi vaatii kuitenkin tosiasioihin perustuvaa ymmärrystä eri lohkoketjuteknologioiden ympäristövaikutusten mittakaavasta ja kehityssuunnista. Tämän artikkelin tarkoitus on ollut auttaa lukijaa ymmärtämään näitä paremmin, ja oikoa ilmeisimpiä aiheeseen liittyviä väärinkäsityksiä.

Footnotes

  1. Tekninen huomautus edistyneemmille lukijoille: Laskelmassa ei ole huomioitu transaktio-maksujen kehityksen vaikutusta louhijoiden ansaintaan. Kirjoitushetkellä transaktiomaksut muodostavat n. 2% louhijoiden ansainnasta. Niiden osuus louhijoiden ansainnasta saattaa kasvaa lohkopalkkioiden jatkuvasti puolittuessa. Niiden dramaattinen kasvu voisi, ainakin periaatteessa, hidastaa louhijoiden tulojen pienentymistä, mutta lähes täydellä varmuudella ei muuta kokonaiskuvaa, eli louhijoiden tulojen vääjäämätöntä putoamista. Artikkelin kuvassa transaktiomaksujen vakiosuuruutena on käytetty 0.3 BTC per lohko.

Kvarn Learning-materiaalin sisältämä aineisto on tuotettu ainoastaan markkinointiviestinnän tarkoitukseen. Mitään Kvarn Learning-materiaalin kautta välitettävää informaatiota ei tule käsittää tarjouksena tai kehotuksena tehdä mitään osto- tai myyntipäätöksiä eikä muuksi kehotukseksi sijoitustoimenpiteisiin mistään sijoituskohteesta. Learning-materiaalin kopiointi tai sen sisällön lainaaminen ilman Kvarnin antamaa nimenomaista hyväksyntää on kielletty. Learning-materiaalissa esitetyt tiedot koskevat materiaalin kirjoittamisaikaan vallinnutta tilannetta, ja tiedot voivat tai ovat voineet muuttua. Kvarn Capital Oy ei takaa Learning-materiaaliin sisältyvän tai Learning-materiaalissa viitatun tiedon oikeellisuutta tai täydellisyyttä.