La minería bajo el microscopio: costos económicos y ambientales del Bitcoin

Publicado en CoinDesk, el 21 de junio de 2014, por Hass MCook (@HassMcCook)

Hass McCook es un ingeniero formado con un MBA en Oxford. Ha estado investigando bitcoin en los últimos meses y recientemente se unió al consejo asesor de New Money Systems de la Fundación Lifeboat.

Aquí, en el primero de una serie de artículos sobre la sostenibilidad del bitcoin, trata de analizar los factores económicos y ambientales que intervienen en el proceso de la minería bitcoin. (CoinDesk)

Ha habido una gran cantidad de incertidumbre en torno a la sostenibilidad de la red Bitcoin; esta fascinante tecnología naciente enfrenta varias afirmaciones sin fundamento de que es altamente insostenible desde el punto de vista social, económico y ambiental.

Por lo tanto, emprendí la investigación para refutar o apoyar estas afirmaciones y proporcionar una comparación en orden de la magnitud de la sostenibilidad relativa de bitcoin en comparación tanto con la industria bancaria de hoy, con la industria de la producción de oro y el proceso de impresión y acuñación de moneda física.

De hecho, mi investigación encontró que la información pública ampliamente disponible rechaza enérgicamente las afirmaciones de que Bitcoin es insostenible, y muestra que los impactos sociales, ambientales y económicos son una fracción minúscula de los impactos que la riqueza heredada y sistemas monetarios tienen tanto en nuestra sociedad y medio ambiente.

Los resultados de esta investigación han sido convertidos en una serie de artículos para CoinDesk (de los cuales esta es la parte 1), que examinan los factores económicos y ambientales de la minería bitcoin.

 

Fraude transaccional

Debido a que bitcoin es resistente al fraude transaccional y todas las transacciones se pueden rastrear a través de su registro de contabilidad pública, no existen externalidades o costos sociales adversos derivados directa o indirectamente de la minería bitcoin.

A pesar de que las direcciones de Bitcoin son seudónimos, un buen equipo de detectives será capaz de atrapar a un criminal que no ha sido profesionalmente meticuloso en ocultar sus pasos, lo cual será muy difícil de hacer dentro de un libro de contabilidad pública.

El menor lapso de atención hará que cualquier persona fácilmente identificable a las autoridades, y las tasas de detección de criminales será mucho más alta que la tasa de éxito, que hoy se tiene, del 1% que logran las autoridades en la recuperación de dinero lavado (Oficina de Naciones Unidas contra la Droga y el Delito, 2008).

Supuestos de impacto económico y ambiental

La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de la tecnología minera ASIC que está disponible actualmente (Fuente: Bitcoin Wiki, 2014), así como la eficiencia energética por GH de poder hash.

Debido a la rápida evolución y la naturaleza perfectamente competitiva de la red Bitcoin, se supone que tasa de hash y el rendimiento de uso de la energía mostrada por estas unidades pronto saturarán el mercado de la minería, y lo más probable es que se supere en gran medida cada seis a 12 meses.

Unidad ASIC	Capacidad de de Hash	Uso de energía	W / GH	Precio de la Unidad
CoinTerra Miner IV	2000	2200	1.10000	$ 5,999
KNC Neptune	3000	2200	0.73333	$ 9,995
Hashcoins Zeus**	3500	2400	0.68571	$ 10,999
Extolabs EX1***	3600	1900	0.52778	$ 9,499
Minerscube 15***	15000	2475	0.16500	$ 9,225

Tabla 1. Comparación de hardware para minar Bitcoins (Bitcoin Wiki, 2014)

** HashCoins ha tenido varias dificultades de producción por la quiebra de la planta de HashFast, y no serán considerados más

*** Minerscube y Extolabs parecen ser entidades de irregulares, debido a que trabaja a un nivel más bajo de lo que anuncia en energía y tasa de hash, además, existe falta de información sobre la reputación disponible en Internet de ambas empresas. En cualquier caso, no está más allá del reino de la imaginación a esperar para ver estas tasas de hash y cifras de rendimiento energético en el tiempo de 6-12 meses (las cifras de rendimiento Extolabs incluso antes), que irá más allá de reducir el impacto ambiental de la red Bitcoin.

El mejor rendimiento ASIC en cuanto a la electricidad y desde el punto de vista del precio es  KnC Neptuno, por lo que como base supondremos que toda la red Bitcoin es alimentada por ellos para defender las leyes económicas de la competencia perfecta y los supuestos enumerados anteriormente.

 

Los costos ambientales de la minería bitcoin

Con una red a tasa hash de 110 millones GH / s, se necesitan 0,7333 x 110 millones de vatios = 80,666 kW. Esto equivale a 80.666 kW x 24 horas / día x 365,25 días / año = 707.120.500 kWh / año.

Esto equivale a 2,54 millones de GJ / año y 424.725 toneladas de CO2/año.

En $ 100/MWh, esta electricidad costaría $ 70,712 millón / año.

La siguiente tabla muestra las diferencias de uso de energía, la influencia del carbono y la electricidad, y los costos derivados de un rango diferente de la eficiencia promedio de la red W / GH, pero manteniendo una hashrate red de 110 millones.

Promedio de eficiencia de energía (W/GH)	Uso de energía (GJ)	Emisiones de invernadero (toneladas de CO2)	Precios de electricidad ($/año)
0.9	3.1 millones	0.52 millones	$ 86.8 millones
1.1	3.8 millones	0.64 millones	$ 106.1 millones
1.3	4.5 millones	0.75 millones	$ 125.3 millones
1.5	5.2 millones	0.8 millones	$ 144.6 millones

Tabla 2. Análisis sensible. Equipo minero menos eficiente

Aunque en teoría la industria de la minería bitcoin debe ser eficiente, y se esperaría que los mineros más grandes tengan los equipos más eficientes, esto no es fácilmente demostrable.

La diferencia entre los mineros más eficientes y menos eficientes es muy clara, y es lógico que las grandes mineras profesionales reinviertan continuamente en la actualización de las ganancias de su equipo varias veces al año.

Para efectos de este estudio comparativo, voy a suponer que la industria no es eficiente, y el promedio de la eficiencia energética de la red se encuentra en el extremo superior, 1,1 W / GH, es decir, 30% menos eficientes que las unidades KnCMiner Neptuno.

Esta generosa asignación también cubrirá el impacto de la producción de los ASICs, ya que varios estudios muestran que la mayoría del impacto de la electrónica se siente en su uso, y no durante la producción.

Además, el 98% de los residuos electrónicos resulta completamente reciclable (MRI, 2014).

 

Los costos económicos de la minería

El ciclo de la minería es difícil de interpretar, ya que depende del precio de mercado de bitcoin.

Al igual que las grandes mineras de oro, cuando el precio de mercado del activo subyacente cae, los mineros tienden a mantener sus activos para restringir la oferta, provocando un aumento en el precio final. Los mineros que no pueden permitirse el lujo de hacer esto por lo general apagan su equipo, y salen del proceso productivo de la minería.

El aumento de los precios de mercado, atrae a más mineros en proceso productivo, y hace aumentar la tasa de hash -así como la dificultad-, lo que requiere una mayor inversión de capital de los mineros en ejercicio, lo que conlleva mayores costos de operación.

Esto es, cuando el precio de mercado excede al costo de minar, más mineros entrarán en el mercado; por el contrario, cuando los costos de extracción superan el precio de mercado, los mineros tenderán a abandonar el proceso de minar, o procederán a negar el suministro -al igual que lo hacen los mineros de las materias primas físicas.

Los aumentos de la “dificultad” han sido bastante consistente en los últimos años, con los típicos aumentos de tasas de hash quincenales, de entre el 10% y el 20% (BitcoinWisdom, 2014). Debido a esto, la vida útil de la mayoría de equipos de minería es sólo alrededor de tres a seis meses.

Los gastos de capital

Teóricamente, al alcanzar 110 millones  GH / s de tasas hash en unidades KnCMiner Neptuno ASIC (3.000 GH cada uno), ello se traduce en aproximadamente 36,670 unidades, a un precio de 9.995 dólares cada uno – un total de $ 366.5m.

Suponiendo que esto tiene que ser gastado dos veces al año, los gastos de capital (CAPEX) serían de alrededor de $ 733m, que se invierten en la red. En el bloque de recompensa actual de 25 bitcoins por 10 minutos, 1.314.900 bitcoins se extraen por año. Esto equivale a los gastos de capital anual de $ 733 m/1.3149m bitcoins = $ 557.45 por bitcoin.

Usando el minero menos eficiente que CoinTerra como media de la red de referencia, el CAPEX anual equivaldría a $ 659.9m por año, o $ 501.85 por moneda.

A los efectos de este informe, voy a tomar una cifra promedio de $ 530 por moneda, o $ 696.9m.

Gastos de funcionamiento

Como calculado anteriormente, la electricidad anual de los gastos operativos (OPEX) para una red CoinTerra promedio sería de $ 106.1m, o 80,69 dólares por moneda.

Utilizando las cifras de consumo KnCMiner, corriendo los costes por moneda sería $ 70,710,000, o $ 53.77 por moneda.

A los efectos de este informe, voy a tomar una cifra promedio de 67,23 dólares por cada moneda, o $ 696.900.000.

Costo total

Sumando los CAPEX y OPEX figura como resultado un costo de minar un bitcoin de 597,23 dólares, y un costo total anual de $ 785.3m. Curiosamente, este es el precio exacto bitcoin en el momento de la escritura.

Es de esperar que el precio del bitcoin debe crecer proporcionalmente con el costo de la red de CAPEX y OPEX a día hash a partir de este punto en adelante.

Esto va un largo camino para explicar la naturaleza cíclica de la burbuja de los precios de mercado del bitcoin, y nos da idea sobre precios mínimos locales después de un ciclo de burbuja repentino de bitcoin.

Tipo de inversión Anual	Inversión
Inversión de Capital (CAPEX)	$ 696.9 millones
Inversión Operativa (OPEX)	$ 88.4 millones
Total	$ 785.3 millones

Tabla 3. Resumen de costos de la economía bitcoin

Ahora que hemos visto el costo de la minería bitcoin, es el momento que lo comparamos con el costo de la generación de otros depósitos de valor. Manténgase atento al próximo artículo de la serie, en la que Hass McCook analizará la sostenibilidad de la minería de oro.

Traducción: Carlos Macías