A mineração de Bitcoin pode ser sustentável e ajudar a tornar o mundo mais verde?

Cerca de 15 mil rigs de mineração (plataformas de “fabricação” de criptomoedas) estão zumbindo no data center de 30 megawatts (MW) da mineradora HIVE Blockchain em Boden, na Suécia. Mas não o tempo todo. Às vezes, a instalação desliga para ajudar a rede local.

O data center, que extrai energia barata de produtores hidrelétricos locais, atua como uma das maiores, senão a maior, reserva de energia ativa que a rede sueca pode recorrer sempre que há grandes perturbações no fornecimento de energia local. A instalação pode desligar suas máquinas quase instantaneamente para que a energia possa ser rapidamente desviada para uso público.

“Em cinco segundos, temos que desligar metade do que permitimos no sistema”, disse Johanna Thornblad, presidente da HIVE Blockchain na Suécia. “E em 30 segundos, toda a alimentação que está sendo solicitada tem que estar participando do sistema FCR-D” – a Reserva de Contenção de Frequências para Perturbações que mantém as luzes acesas na região.

Quando gerenciada assim, a demanda de energia da mina da HIVE é um ativo para a rede elétrica local; as mineradoras são uma fonte estável de fluxo de caixa quando o consumo de energia pública é baixo, mas podem desligar nos horários de pico.

A relação mutuamente benéfica entre a instalação da HIVE e a rede local mostra outro lado da história desgastada das consequências ambientais da mineração de criptomoedas.

Uma narrativa popular entre os políticos, a mídia e os críticos mais veementes da indústria é que a mineração está “cozinhando” a Terra. De fato, os mineradores são conhecidos por usar usinas de combustível fóssil – isso ocorre por causa da sede insaciável e indiscriminada deles por energia barata. Fala-se, portanto, que o Bitcoin (BTC) está devorando a preciosa energia do mundo e, consequentemente, é responsável por uma grande quantidade de emissões de carbono.

“Você não pode desperdiçar energia de forma sustentável”, disse Pete Howson, professor sênior do departamento de geografia e ciências ambientais da Universidade Northumbria, do Reino Unido, ao CoinDesk, resumindo apropriadamente a visão dos críticos.

Globalmente, apenas a mineração de BTC consome 136 terawatts-hora (TWh) por ano, estima o Centro de Finanças Alternativas da Universidade de Cambridge (CCAF, na sigla em inglês). Isso é aproximadamente a mesma quantidade de eletricidade de países como Argentina, Emirados Árabes Unidos e Suécia. Mas isso é apenas cerca de metade do que os data centers operam para outros fins, que a Agência Internacional de Energia (AIE) estima em 200-250 TWh.

Os legisladores dos EUA e da Europa têm apresentado argumentos como os mencionados acima ao analisar o impacto ambiental da mineração do Bitcoin. Em março, a mineração de prova de trabalho (proof-of-work, ou PoW), usada pela criptomoeda, escapou por pouco de seu fim na União Europeia: os legisladores votaram contra uma proposta que proibiria a mineração por meio de PoW, mas permitia protocolos como o Ethereum (ETH), que estão em transição para outros protocolos de mineração que consomem menos eletricidade, como o de prova de participação (proof-of-stake, ou PoS).

Simultaneamente a essas críticas, a indústria de mineração de Bitcoin mudou drasticamente para as energias renováveis.

As estimativas sobre a quantidade de mineração de BTC alimentada por energias renováveis variam de 40% a 75%, informou o The New York Times em setembro de 2021. Um relatório da CoinShares citou que, em dezembro de 2021, as energias renováveis contribuíram com menos de 30% do total de energia consumida pela rede Bitcoin, sendo a energia nuclear responsável por 11% e o gás natural por outros 24%.

Embora as emissões de carbono da mineração tenham crescido em geral junto com a indústria, elas diminuíram em relação aos megawatts-hora de eletricidade usados e terahashes de poder de computação produzidos, mencionou a CoinShares.

Mais do que entrar no processo de descarbonização, a indústria de criptomoedas pode ajudar os produtores de energia a produzir mais energia renovável para o resto da sociedade usar.

Os benefícios das energias renováveis para a mineração

Para muitos mineradores, o uso de eletricidade de origem renovável faz muito sentido econômico. No geral, ela é mais barata que os combustíveis fósseis, e por isso pode preservar as margens de lucro deles.

“De um modo geral, a eletricidade de fontes renováveis é tão competitiva, se não mais barata, do que a eletricidade baseada em combustíveis fósseis”, disse Jesse Morris, CEO da Energy Web, uma empresa americana que está ajudando um consórcio de mineradores, conhecido como Acordo Climático Cripto, a criar transparência em suas fontes de energia. .

Os combustíveis fósseis não são apenas mais caros, mas também são mais vulneráveis a questões geopolíticas, como a guerra na Ucrânia.

Uma dinâmica interessante que emerge do conflito é que, com os preços dos combustíveis fósseis em alta, a energia renovável é ainda mais atraente, disse Mellerud. “Provavelmente veremos mais mineradoras migrando para energias renováveis devido a esse embate.”

Howson, que estuda o impacto social e ambiental da mineração de Bitcoin, é cético em relação a esses argumentos. O fato de a energia renovável não ser produzida 24 horas por dia, sete dias por semana, 365 dias por ano, a torna menos atrativa para os mineradores, disse ele. “A cada minuto que o sol não está brilhando ou o vento não está soprando, ou é estação seca, não há hidrelétrica, e eles estão perdendo dinheiro”, completou.

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As mineradoras têm outro incentivo para buscar fontes de energia mais limpas: elas podem “reduzir seu custo de capital, pois têm mais chances de atrair investidores institucionais que operam sob mandatos ESG”, disse Jaran Mellerud, pesquisador da Arcane Research, com sede em Oslo, na Noruega. ESG, sigla em inglês para boas práticas ambientais, sociais e de governança, é um conjunto de critérios para a realização de investimentos que contemplam objetivos sociais além do retorno financeiro.

As empresas, especialmente aquelas negociadas em mercados públicos, estão sob pressão para descarbonizar, falou John Belizaire, CEO da Soluna. À medida que as mineradoras se tornam públicas, seu consumo de energia passa a ser uma informação pública e “como você pode imaginar, nenhuma empresa, especialmente nos mercados públicos, está imune às pressões ESG”, disse Belizaire.

“Ainda assim, alguns mineradores recorrerão à compra de compensações de carbono como uma solução fácil, como alguns deles já fazem hoje”, falou Mellerud. Essas compensações são créditos transferíveis para redução de emissões, que as empresas podem vender no mercado.

Se um minerador que pretende ser verde ingressar no setor, os mineradores movidos a combustível fóssil, como os que usam carvão no Cazaquistão ou os movidos a gás no Texas, são incentivados a aumentar seu consumo de energia para acompanhar, disse Howson.

Uma maneira crescente de usar energia renovável para alimentar a mineração é por meio do que pode ser chamado de soluções “behind the meter” (por trás do medidor, em inglês). Na prática, é quando um produtor de eletricidade conecta rigs de mineração (um par ou várias delas) próximas ao ativo de energia, para que a energia vá diretamente para os mineradores, em vez de passar pela rede (e seus medidores).

Complexidade energética

Boa parte da energia renovável do mundo está paralisada ou reduzida, o que significa que está localizada longe da demanda e não há uma boa maneira de transmiti-la para regiões com alto uso. Como resultado, os produtores podem desligar ou limitar sua produção. A Califórnia registrou 1,5 TWh de energia reduzida de energia eólica e solar em 2021, de acordo com a operadora de rede do estado norte-americano.

Além disso, muita energia se dissipa quando é transmitida por longas distâncias, por isso faz sentido econômico consumi-la onde é produzida, disse o cofundador da PoW Energy, Alejandro de la Torre, cuja empresa de criptomoedas constrói minas na Europa.

Por exemplo, no norte da Noruega, os preços da eletricidade são cerca de 10 vezes menores do que na parte sul do país, porque há energia hidrelétrica abundante, mas quase nenhuma indústria ou população para consumi-la.

“A produção de energia [no norte] e o potencial para mais produção é muito maior do que a demanda local por essa energia e a capacidade de exportá-la para outras áreas”, disse Kjetil Pettersen, CEO da mineradora Kryptovault, com sede em Oslo, ao CoinDesk.

No entanto, países ao redor do mundo estão trabalhando para desenvolver melhores linhas de transmissão para que a energia possa ser consumida ou exportada. A Alemanha gastará US$ 55 bilhões em tais projetos até o final de 2030, estima o Ministério Federal de Assuntos Econômicos e Ação Climática do país.

Graças à abundante energia hidrelétrica, o norte da Noruega, que não está diretamente conectado ao resto da Europa, tem sido imune a um forte aumento nos preços da energia no sul da nação e não espera aumentos em breve, disse Oleg Blinkov, chefe de desenvolvimento e operações de data center da Bitfury, uma das maiores mineradoras do continente.

Kryptovault está considerando estabelecer instalações lá para absorver o excesso de energia. O mesmo vale para o norte da Suécia, onde a energia barata e abundante atraiu de tudo, desde data centers do Facebook até operações de mineração de criptomoedas na região.

A mineração de Bitcoin pode atuar como uma resposta de demanda (mecanismo de gerenciamento de consumo) ao problema de energia reduzida ou ociosa. “A rede está tendo um desafio real de integrar grandes quantidades de energia”, disse Belizaire. Três coisas são necessárias para corrigir esse problema: capacidade de transmissão, cargas flexíveis e armazenamento de energia, falou ele.

A AIE estima que outros 500 gigawatts (GW) de resposta de demanda precisam ser colocados on-line até 2030 para atingir emissões líquidas zero de carbono globalmente até 2050. Isso representa um aumento de dez vezes em comparação com a capacidade de resposta de demanda colocada on-line em 2020. Esse tipo de mecanismo tente equilibrar a rede aumentando ou reduzindo o consumo de energia para corresponder ao fornecimento.

A próxima década será confusa, disse Morris. As redes elétricas se tornarão cada vez mais complicadas à medida que integram uma gama crescente de fontes de energia. “Vai piorar antes de melhorar”, disse ele, acrescentando que a mineração de criptomoedas deve ser uma parte necessária das soluções disponíveis para os fornecedores de energia.

Howson respondeu que, em geral, a mineração está incentivando a produção de energia de combustível fóssil mais do que promovendo a energia renovável. “Para cada agricultor que conecta alguns ASICs (equipamento de mineração) em seu biodigestor, há uma usina inteira de combustível fóssil reabrindo para satisfazer as demandas de energia do Bitcoin”, disse ele.

Grupos de trades que promovem o antigo tipo de mineração estão simplesmente se engajando em “uma enorme campanha de greenwashing”, disse ele. Greenwashing é um termo em inglês que pode ser traduzido como “lavagem verde”. Em resumo, acontece quando empresas, ONGs e governos promovem discursos, ações e propagandas sustentáveis que não se sustentam na prática.

Em última análise, o setor cripto “está atrasando as transições da rede para as energias renováveis”, tornando as indústrias de petróleo e gás mais lucrativas, disse Howson.

Aumentar a proporção de energia eólica e solar na rede aumentará a necessidade de reservas de energia que podem ser aproveitadas sob demanda, como a mina de Boden da HIVE, que pode ligar e desligar, disse Mellerud.

“Essas fontes de energia são variáveis e não controláveis, pois só geram energia quando o clima permite”, disse. Em outras palavras, o fornecimento de energia torna-se menos flexível à medida que mais energia eólica e solar são integradas na rede, de modo que o lado da demanda tem que compensar a diferença.

Outro modelo interessante é que as fábricas, como as de confecção de roupas, por exemplo, podem usar qualquer excesso de energia que não gastaram durante o processo de fabricação para alimentar minas de Bitcoin internas, disse de la Torre. Isso está acontecendo, por exemplo, na Espanha, completou.

A flexibilidade energética das mineradoras de criptomoedas

Para Eric Thedéen, o regulador financeiro sueco que pediu a proibição da mineração de prova de trabalho na União Europeia, as mineradoras estão usando eletricidade que de outra forma estaria disponível para outras indústrias.

“Essa energia é urgentemente necessária para o desenvolvimento de aço livre de fósseis, fabricação de baterias em larga escala e eletrificação de nosso setor de transporte”, escreveu ele em novembro.

Indra Overland, chefe do programa de energia do Instituto Norueguês de Assuntos Internacionais, concorda com o ponto de vista de Thedéen. Ele disse ainda que mesmo que os mineradores usassem energia em locais onde há abundância, eles ainda estariam competindo com outras indústrias que também procuram aproveitar vantagem das energias renováveis baratas.

“A transição energética requer uma reorganização de muitos setores”, disse Overland em um e-mail para o CoinDesk em fevereiro. Esse processo já está em andamento e se acelerará nos próximos anos. Muitas indústrias de uso intensivo de energia se mudarão para locais onde há energia limpa em abundância. O entupimento desses locais com mineração de criptomoedas retardará esse processo.”

A “natureza única do perfil de consumo de energia dos mineradores” é tão boa para absorver energia reduzida que é difícil para outras indústrias competirem, disse o CEO da SAI Tech, Arthur Lee, cuja empresa desenvolve tecnologia para tornar as minas mais eficientes e verdes. “Estações de energia limpa são construídas em sua maioria em locais remotos, que atraem consumidores de energia com mobilidade e grande demanda – as mineradoras se encaixam perfeitamente nesse perfil.”

Essas características únicas são vantagens para os produtores de energia que procuram equilibrar suas cargas de rede, disse Andrew Webber, fundador e CEO da Digital Power Optimization, que ajuda os produtores de energia a equilibrar suas cargas e maximizar os lucros usando uma série de soluções.

A produção não requer conexões de internet de alta latência – que podem não estar disponíveis em extremidades remotas do mundo onde estão as usinas de energia renovável – e também não precisa estar funcionando o tempo todo, ao contrário de outros tipos de data centers de consumo, disse ele.

“Se a Amazon ou o Google construírem um data center e comprarem energia de um produtor de energia, antes de tudo, eles querem essa energia 24 horas por dia, sete dias por semana”, disse ele. “Eles nunca querem desligar porque fotos do Instagram, aplicativos da web e dados da CIA estão em seus servidores, e eles precisam que esses dados estejam ativos 24 horas por dia, sete dias por semana. Eles não podem ter falhas; eles não podem ter tempo de inatividade.”

Automatizar o processo pelo qual as minas ligam e desligam é fundamental para equilibrar a rede, pois permite ajustes sem atrasos causados por erro humano, maximizando o benefício para os consumidores, disse Gregg Dixon, CEO da Voltus, empresa que agrega digitalmente fornecedores e consumidores de energia em um sistema virtual para balancear cargas com mais eficiência.

De acordo com Henrik Juhlin, chefe de gerenciamento de energia da Vattenfall, uma das maiores empresas estatais de energia da Suécia e um importante fornecedor de energia para a instalação da HIVE em Boden, o uso flexível de eletricidade é uma maneira eficaz de apoiar a frequência estável na rede elétrica. Juhlin acrescentou que o data center “Bikupa” da HIVE é um dos maiores contribuintes da Suécia para o sistema FCR.

A operadora de rede nacional sueca pode chamar o data center da mineradora em Boden para desligar uma parte de suas operações de mineração pelo menos uma vez por mês para equilibrar a rede local. Na instalação, o uso de energia é dividido em milhares de pequenas unidades ou máquinas que podem ser desligadas uma a uma, ou todas de uma vez, de acordo com Marin Baksa, gerente local do data center da HIVE Blockchain na cidade.

Em comparação, uma fábrica de aço, que precisa manter certas temperaturas e uma linha de montagem, pode ter mais dificuldade em desligar rapidamente, acrescentou Baksa. Respostas rápidas, como as que as minas de criptomoedas automatizadas podem trazer, são mais valorizadas, disse Dixon.

Os mineradores de Bitcoin estão dispostos a reduzir sua atividade por cerca de 100 horas/ano, que é quando o valor da redução excede o valor da mineração, ou seja, quando é mais lucrativo fornecer energia à rede do que usá-la para mineração, falou Dixon. Esses podem ser dias em que há uma demanda muito alta; por exemplo, devido a uma onda de calor.

Os mineradores “podem usar o excesso de energia renovável localmente, tanto para acelerar a taxa de retorno do investimento como para atrair mais investidores (de energia limpa)”, escreveu Lee em um e-mail.

O problema das baterias

Armazenar eletricidade em vez de usá-la para mineração vem com várias ressalvas – umas delas é que a tecnologia das bateria tem sido infamemente estática nos últimos anos.

No sul da Espanha, os produtores de energia “não estão ganhando muito com a venda de eletricidade à rede”, disse Vincent Burke, CEO da Solar na Espanha, que desenvolve instalações fotovoltaicas de pequena escala.

Burke falou que para cada três unidades de eletricidade que ele envia para a rede, ele recebe um crédito. “Então, o valor desse quilowatt se torna um terço do que é se você o usar”, contou, acrescentando que armazenar eletricidade extra em uma bateria geralmente é caro porque o lítio, que é um material essencial nesses equipamentos, tem preço salgado.

“Se você não usa a energia que é produzida, precisa armazená-la em algum lugar”, disse Baksa, da HIVE, ao CoinDesk. Mas “quando você cria baterias, após o prazo de validade da bateria você cria muito desperdício. Portanto, não tenho certeza de que alguém esteja indo nessa direção”, completou.

Os prós e contras da mineração de criptomoedas e baterias são diferentes, disse Webber.

Para os produtores de energia, as baterias capturam a diferença de valor entre o preço baixo e o alto. “Você as carrega quando o preço da energia está baixo e depois descarrega suas baterias quando o preço da energia está alto, então o que você captura é o spread entre esses dois preços”, explicou ele.

Por outro lado, com a mineração de criptomoedas, “o que você quer é um baixo consumo de energia mais ou menos consistente. Idealmente, você tem energia muito baixa durante todo o dia e a noite toda”, disse Webber. Então, onde alguém coloca uma bateria pode ser o mesmo lugar para uma mina de criptoativos, mas talvez não, disse ele.

Belizaire falou que as minas são, de certa forma, melhores do que as baterias porque adicionam carga instantaneamente que pode ser convertida diretamente em um ativo diferente. “Uma bateria absorve os elétrons e depois precisa reenviar eles para o mesmo ponto em que está conectada. Só é possível fazer isso durante certos períodos, e às vezes esses períodos para seu modelo de negócios não entram em conflito com o que a rede precisa”, disse ele.

Howson zomba dessas comparações. A ideia de que o Bitcoin funcionará como uma bateria em que os mineradores podem atuar como um comprador de último recurso, convertendo e armazenando a eletricidade como “energia financeira”, é “absoluta besteira”, disse ele.

A grande fusão da mineração de criptomoedas

Os incentivos entre produtores de energia e mineradores estão tão alinhados que em breve pode ser difícil traçar uma linha entre os dois.

Mais empresas de energia estão entrando na mineração, enquanto as mineradoras estão acumulando seu próprio suprimento de energia. A Voltus criou modelos para determinar exatamente quanta flexibilidade vale para os mineradores de criptomoedas: no Texas, US$ 37,53 por megawatt-hora, enquanto na Nova Inglaterra, US$ 6,69 por MWh.

As empresas de energia que ficam de fora da atividade de “fabricação” de BTC deixarão dinheiro na mesa, “porque a mineração na maioria das vezes é muito mais lucrativa do que vender a energia para a rede”, disse Mellerud.

Com base em sua pesquisa, durante o ano de 2021 – que foi super lucrativo para a mineração -, os produtores de energia poderiam ter ganho mais de 10 vezes o fluxo de caixa minerando BTC do que vendendo sua energia para a rede, disse ele.

Daro Ruiz, que instala energia fotovoltaica com a Solar na Espanha, falou que, embora os preços da energia tenham aumentado para US$ 0,14 por kWh para os consumidores devido ao conflito na Ucrânia, os produtores ainda estão pagando cerca de US$ 0,05 a US$ 0,06 por kWh.

Webber, da DPO, disse que em cinco a 10 anos, todos os grandes mineradores de criptomoedas terão que produzir sua própria capacidade de geração de energia para manter operações competitivas em termos de custos. “Se não o fizerem, as pessoas que possuem a geração de energia podem fazer isso”, disse ele.

Belizaire concordou amplamente, mas não chegou a dizer que as mineradoras que não fornecem sua própria energia acabariam sendo precificadas. “À medida que a indústria cresce e essa abordagem e modelo começam a decolar, é provável que a integração vertical entre energias renováveis e essa indústria seja uma importante vantagem estratégica”, disse Belizaire.

Trabalhando

Os materiais usados para construir minas também estão contribuindo para a pegada de carbono do setor.

Vários mineradores, que estão auditando sua pegada de carbono, começaram a analisar suas operações de forma abrangente, mesmo quando se concentram no consumo de energia, disse Morris. E alguns estão encontrando maneiras de economizar energia em seus projetos de data centers, sistemas de software e contratação e estruturação financeira.

Morris acrescentou que a maioria das críticas à pegada de carbono do Bitcoin é uma maneira velada de dizer: “Eu não acredito no Bitcoin”. A descarbonização da rede pode não satisfazer esses críticos, disse ele.

Questionado se uma rede de mineração da criptomoeda movida a energia totalmente renovável seria aceitável em termos de sua pegada de carbono, Howson, da Northumbria University, um crítico da indústria, disse que a “prova de trabalho é prova de desperdício” e que “se todos os ‘bitcoiners’ do mundo se reunirem e concordarem em cooperar para tornar o Bitcoin ‘verde’, isso negaria o ponto da prova de trabalho.”

Theéden, da Suécia, começou sua carta pedindo a proibição da mineração de prova de trabalho dizendo: “O benefício social dos criptoativos é questionável.” Para o regulador, a energia que vai para a mineração poderia ser melhor aproveitada em outros lugares.

Theéden citou a pesquisa do Digiconomist, um projeto do pesquisador holandês Alex de Vries, que tem sido um forte opositor da mineração de BTC.

Entre outros tópicos, de Vries quantificou a pegada de carbono das transações de Bitcoin comparando a intensidade energética e as emissões de carbono de uma transação da cripto e da Visa. Ele descobriu que a pegada de carbono do Bitcoin por transação é equivalente a 2.700.562 transações da Visa.

A comunidade do Bitcoin se opôs à comparação e questionou os antecedentes de de Vries. Pesquisadores do Centro de Finanças Alternativas da Universidade de Cambridge dizem que a métrica de custo de energia por transação é “uma medida puramente teórica que tem pouca relevância prática sem contexto adicional”. Os críticos também apontam que o pesquisador trabalha para o banco central da Holanda, o que consideram um conflito de interesses.

Os apoiadores do BTC, como muitos dos mineradores citados neste artigo, discordam. Mellerud acha que o debate geral se concentra demais nos custos do Bitcoin e que a rede tem outros benefícios.

“Sim, o Bitcoin consome muita energia”, mas “esse é o preço que pagamos por ter um sistema monetário global, sem permissão e resistente à censura”, disse ele.

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