Lorsque l’énigmatique Satoshi Nakamoto a frappé la première crypto-monnaie au monde en 2009, le plan était de créer une plate-forme de paiement décentralisée qui révolutionnerait la façon dont nous achetons et vendons tout.

Selon le livre blanc fondateur de Nakamoto, le but de Bitcoin était de permettre des transactions rapides et sans frontières.

Plus d’une décennie plus tard, il est indéniable que Bitcoin est devenu courant, mais peut-être pas tout à fait comme Nakamoto l’avait imaginé. Au lieu de faciliter les transactions quotidiennes, les crypto-monnaies sont devenues en grande partie des actifs spéculatifs, une sorte d’or numérique, attirant des investisseurs qui pensent pouvoir revendre leurs avoirs pour de gros bénéfices à l’avenir.

La ruée vers l’or numérique s’accompagne d’un hic : la consommation massive d’électricité.

On estime que Bitcoin consomme de l’électricité à un taux annualisé de 127 térawattheures (TWh). Cette utilisation dépasse la consommation annuelle totale d’électricité de la Norvège. En fait, Bitcoin utilise 707 kilowattheures (kWh) d’électricité par transaction, soit 11 fois celle d’Ethereum.

Bien sûr, Bitcoin n’est pas unique parmi les crypto-monnaies en termes de charge environnementale, mais sa popularité et son mécanisme de consensus particulièrement inefficace en font un bouc émissaire facile. Pendant ce temps, la technologie blockchain qui la sous-tend pourrait être la clé d’un avenir plus vert.

Pourquoi Bitcoin consomme-t-il autant d’énergie ?

Conceptuellement, il ne semble pas que Bitcoin doive nécessiter d’énormes quantités d’électricité. Tout ce que vous avez à faire est de pointer et de cliquer ou d’appuyer sur votre smartphone pour acheter et vendre la crypto-monnaie. Nous avons une technologie qui fait à peu près la même chose pour d’autres types de transactions numériques depuis des décennies.

Mais c’est la structure décentralisée de Bitcoin qui détermine son énorme empreinte carbone.

Pour vérifier les transactions, Bitcoin a besoin d’ordinateurs pour résoudre des problèmes mathématiques de plus en plus complexes. Ce mécanisme de consensus de preuve de travail est considérablement plus énergivore que beaucoup de gens ne le pensent.

« Dans le cas de Bitcoin, cela se fait en faisant en sorte que de nombreux concurrents différents mènent tous une course pour voir à quelle vitesse ils peuvent emballer les transactions et résoudre un petit problème mathématique », explique Paul Brody, leader mondial de la blockchain chez EY.

Le mineur qui complète l’équation mathématique le plus rapidement non seulement certifie la transaction, mais reçoit également une petite récompense pour ses ennuis sous la forme d’un paiement Bitcoin.

Au début de Bitcoin, ce processus ne consommait pas plus d’électricité que certains pays. Mais inhérent à la technologie de la crypto-monnaie, les énigmes mathématiques deviennent beaucoup, beaucoup plus difficiles à mesure que de plus en plus de personnes se font concurrence pour les résoudre – et cette dynamique ne fera que s’accélérer à mesure que de plus en plus de personnes tenteront d’acheter Bitcoin.

Plusieurs mineurs utilisent l’électricité en compétition pour des récompenses. Même s’il peut y avoir des centaines de milliers d’ordinateurs en course pour résoudre le même problème, un seul peut finalement recevoir les honoraires Bitcoin.

« Bien sûr, c’est du gaspillage dans le sens où 99,99% de toutes les machines qui ont fonctionné ne font que jeter le résultat puisqu’elles n’ont pas gagné la course », déclare Brody. Bien que ce processus produise un résultat équitable et sûr, il crée également une tonne d’émissions de carbone. « Je doute fort [whoever founded] Bitcoin anticipait un tel énorme succès à l’avenir et, par conséquent, les énormes quantités d’énergie dont nous parlons », déclare Brody.

Ce processus prend également énormément de temps : plus de 10 minutes par transaction Bitcoin. C’est le temps qu’il faut pour qu’un nouveau bloc soit miné.

D’autres transactions numériques, comme celles alimentées par Visa, sont plus rapides et nécessitent moins d’énergie. Visa, par exemple, peut gérer environ 1 700 transactions par seconde (TPS) par rapport aux 4 TPS de Bitcoin.

En termes de crypto mining, les États-Unis détiennent la part du lion du marché mondial du minage de Bitcoin, avec près de 38 % de la récupération mondiale de hashrate, ce qui signifie de nombreux calculs de blockchain, selon le rapport de mai 2022 du Cambridge Digital Assets Program (CDAP).

Le CDAP a également constaté que la Chine est le deuxième plus grand centre minier de Bitcoin, malgré la répression de Pékin pour éliminer l’exploitation minière de Bitcoin à l’intérieur de ses frontières, avec plus de 20 % de la part de marché mondiale.

Les autres centres miniers de Bitcoin incluent le Kazakhstan avec une part mondiale de 13 %, le Canada à plus de 6 % et la Russie à près de 5 %, le reste étant dispersé à travers le monde.

Que peut-on faire au sujet du problème énergétique de Bitcoin ?

Résoudre le problème de consommation d’énergie géant de Bitcoin ne nécessite pas de revenir à des systèmes centralisés comme le réseau de Visa – après tout, la promesse centrale de Bitcoin est l’élimination des intermédiaires comme les réseaux de cartes et leur pouvoir concentré sur la finance. Au lieu de cela, les défenseurs de Bitcoin ont plus que quelques options.

Passez aux énergies renouvelables

L’exploitation minière de Bitcoin alimentée par des énergies renouvelables a chuté lorsque la Chine a pris des mesures pour éliminer l’exploitation minière de Bitcoin à l’intérieur de ses frontières, forçant l’exploitation minière dans ce pays à passer sous terre.

Depuis la répression de la Chine l’année dernière, la part des énergies renouvelables alimentant l’extraction de crypto est passée de près de 42 % en 2020 à 25 % en août 2021.

D’innombrables startups doivent s’attaquer à l’empreinte carbone de Bitcoin, chacune ciblant de nouvelles façons d’apporter une énergie plus respectueuse de l’environnement à Bitcoin.

Prenez LiquidStack, qui vise à abaisser plus efficacement la température des plates-formes minières, ou Genesis Mining, qui utilise exclusivement des sources d’énergie propres.

Mais malgré ces efforts de réduction du carbone, les experts affirment que les émissions de carbone de Bitcoin ont explosé et sont désormais comparables à la Grèce, un pays de plus de 10 millions d’habitants.

Transition vers des systèmes de preuve de participation

La preuve d’enjeu ne nécessite pas la même course folle que la preuve de travail pour résoudre des énigmes complexes, et elle utilise moins de ressources.

En termes simples, la preuve de participation exige que les participants au réseau présentent une petite quantité de crypto-monnaie à entrer dans une loterie pour avoir la possibilité de vérifier les transactions. L’idée est que si vous mettez une certaine valeur en garantie, vous êtes moins susceptible d’approuver des transactions frauduleuses qui dévalueraient la devise et vous coûteraient votre mise.

Étant donné que les systèmes de preuve d’enjeu suppriment l’élément de calcul concurrentiel, « cela économise de l’énergie et permet à chaque machine d’un [proof of stake] travailler sur un problème à la fois, par opposition à un système PoW, dans lequel un ensemble de machines se précipitent pour résoudre le même problème, gaspillant ainsi de l’énergie », explique Simon Peters, analyste du marché de la crypto-monnaie chez eToro.

Ethereum, la deuxième plus grande crypto par capitalisation boursière après Bitcoin, est en train de se convertir en preuve de participation à partir de la preuve de travail dans le cadre d’Ethereum 2.0. Cela réduira considérablement la consommation d’énergie des jetons et des chaînes de blocs basés sur Ethereum d’environ 99,95 %.

Adoptez le pré-minage

Certaines crypto-monnaies ont introduit le pré-minage pour éviter le gaspillage informatique. Le pré-minage est un système qui fonctionne un peu comme la monnaie fiduciaire ou les actions. Une autorité centrale crée une quantité fixe d’un article, puis la libère soigneusement dans l’économie en fonction de ce qui se passe dans le monde ou de son entreprise.

« Plusieurs autres crypto-actifs comme XRP [also popularly referred to as Ripple] n’ont pas été exploités du tout, mais ont plutôt été produits de manière algorithmique », explique Peters. « Cela élimine le besoin d’équipements miniers dédiés à grande vitesse. »

Dans ces systèmes, les transactions sont toujours vérifiées par un réseau décentralisé de validateurs avant d’être ajoutées à l’enregistrement de la chaîne de blocs de la devise, mais les personnes impliquées dans la transaction peuvent devoir payer de petits frais de transaction pour compenser les validateurs pour leurs efforts depuis le système monétaire. lui-même ne les récompense pas toujours. Dans le cas du XRP, ces frais représentent une fraction de centime.

La transition de Bitcoin vers un système de preuve de participation ou pré-miné ne serait pas facile : pour modifier le protocole Bitcoin, quelqu’un devrait convaincre la majorité des mineurs d’accepter le nouveau système, une question difficile lorsque des milliards sont en jeu. et le système existant fonctionne, s’il est lent et électriquement inefficace.

Introduire des crédits ou des frais de carbone

Les crédits de carbone représentent la capacité, sanctionnée par le gouvernement, de permettre à une entreprise d’émettre une certaine quantité d’émissions de carbone dans l’environnement. Ils sont souvent titrisés, ce qui signifie qu’ils peuvent être échangés par des entreprises qui n’ont pas besoin de produire beaucoup d’émissions par rapport à d’autres entreprises qui le font. Cela incite une entreprise à produire moins que ce qui lui est alloué, et pénalise également ceux qui dépassent.

Dans le cas d’une société de crypto-minage, cela peut signifier qu’elle achète des crédits carbone à une autre société pour aider à compenser les émissions qu’elle crée ou passe à une énergie plus verte pour tirer un profit de la vente de ses crédits.

«Il s’agit d’une méthode éprouvée dans le cadre de divers programmes tels que le Clean Air Act pour atteindre des émissions nettes nulles pour les produits», déclare Scott Janoe, président de l’environnement, de la sécurité et de la réponse aux incidents chez Baker Botts. « Donc, je verrais un mouvement vers l’agrafage des produits de crédit à l’exploitation minière de Bitcoin et aux transactions pour compenser ces émissions. »

Brody prévoit également que les consommateurs pourront payer pour compenser leurs émissions cryptographiques. « Je prévois un avenir où il sera possible de payer simultanément des frais de traitement des transactions sur des réseaux comme Ethereum ainsi que des frais de compensation carbone, tout comme vous avez la possibilité de voyager en avion », dit-il.

L’avenir environnemental de la blockchain

Mis à part l’impact environnemental, les coûts d’électricité rongent la rentabilité de l’exploitation minière de Bitcoin.

En créant des pièces numériques plus efficacement, les mineurs augmenteront également leur rentabilité, mais cela peut rendre plus probable que les blockchains se généralisent.

L’intégration de la technologie blockchain dans chaque crevasse de la vie économique pourrait réduire l’empreinte carbone de nombreuses entreprises, déclare Brody.

« Je crois que les contrats intelligents [like those enabled by Ethereum] permettra aux entreprises d’automatiser une grande partie de leurs systèmes complexes de paiement et de processus commerciaux en vérifiant automatiquement qu’un bon de commande, par exemple, est conforme aux termes et conditions d’un contrat », a-t-il déclaré. Cela pourrait permettre à une entreprise de réduire le nombre d’employés qui doivent se rendre dans un bureau pour traiter les commandes, ce qui réduirait les émissions de carbone liées au transport.

Bien que nous ne connaissions peut-être pas toutes les applications vertes potentielles de la technologie blockchain pour les années à venir, il est déjà question de l’utiliser pour lutter contre de gros problèmes, comme aider les entreprises à mieux enregistrer les émissions de carbone ou même, dans un véritable mouvement méta, en utilisant la blockchain. crédits carbone pour passer à un avenir neutre en carbone.