La Cadena Pod
Les recuerdo que la edición de esta semana saldrá el domingo, en conmemoración del fatídico 15 de Agosto de 1971.
El uso energético de Bitcoin ha sido noticia durante años.
Es criticado a menudo por usar demasiada energía, no hacer uso eficiente de su energía, o en algunos casos extremos, ser derechamente un desastre climático/energético.
Por ejemplo, en Diciembre de 2017, Newsweek publicó un artículo titulado: “La minería de Bitcoin va camino a consumir toda la energía mundial en 2020”.
Bueno, aquí estamos en 2021, y podemos decir que aquello no sucedió. La Universidad de Cambridge es la fuente más citada para estimaciones del consumo de Bitcoin, y colocan su peak de tasa anualizada de consumo en menos de 140 TWh.
Siendo que el planeta usa más de 170.000 TWh de energía por año, eso significa que la red de Bitcoin en su totalidad, a su nivel más alto, usa menos de 0,1% del consumo energético total. Eso es para una red que tiene más de 100 millones de usuarios estimados.
Cuando estudiamos el uso energético mundial, el de Bitcoin resulta ser un error de cálculo. Y digo eso literalmente; cuando científicos estiman que el mundo usa una cierta cantidad de energía en un año dado, pueden estar fácilmente errados en un par de puntos porcentuales (hacia cualquier lado), y ni hablar de unos décimos de porcentajes. Bitcoin es estimado en menos de un décimo de un por ciento.
Más aún, una gran cantidad de la energía que bitcoin usa es de fuentes de energía desperdiciadas.
A largo plazo, si Bitcoin es altamente exitoso y se convierte en un activo sistémico importante y una red de pagos utilizada por más de mil millones de personas con un mercado de capitalización 10-20X su nivel actual, debería alcanzar varios décimos de un porciento del uso energético del planeta. Por otro lado, si no es exitoso, y no aumenta más que sus niveles actuales, su uso energético se estancará y reducirá a medida que el subsidio de bloques continue disminuyendo. Entraremos en esos números después.
El punto es que la red de Bitcoin es y siempre será un error de cálculo, aunque sea exitoso o no, y su uso energético no sobrepasará su utilidad en el largo plazo (sin importar cuán alta o baja sea aquella utilidad).
De hecho, como alguien con un pasado en ingeniería eléctrica, parte de la atracción de Bitcoin en un comienzo fue al ver cuán eficiente es su red en términos de energía. Pude haber elegido cualquier blockchain en la cual invertir, o pude haber evitado el espacio de activos digitales en su totalidad, o pude haber cambiado mi inversión a cualquier otra red en cualquier momento. Sin embargo, cuando reviso los números, creo que Bitcoin hace un uso particularmente elegante de la energía, y debido a su diseño, se está haciendo más eficiente con el tiempo.
Si ese es el caso, y el uso energético de Bitcoin es prácticamente irrelevante a escala global, ¿cómo puede ser que periodistas cometan errores sensacionalistas tan grandes? La respuesta se reduce a que no entienden el proceso de escalamiento de la red.
Y es fácil sensacionalizar cosas para obtener visitas de página o ganancias políticas. Por ejemplo, es común escuchar que la red de Bitcoin usa más energía que algunos países. Eso es cierto, pero lo es también para Google, YouTube, Netflix, Facebook, Amazon, la industria de cruceros, luces de navidad, máquinas lavadoras caseras, aviones privados, la industria del zinc, y prácticamente cualquier otra plataforma de tamaño. De esa lista, el uso energético de bitcoin está más cercano al de la industria de crucero, pero bitcoin es usado por más personas, y su red escala de mucho mejor manera.
Es importante entender si Bitcoin es o no un problema ambiental y si es o no energéticamente eficiente, porque estas obviamente afectan su probabilidad de ser una buena inversión y red de pagos.
Si en realidad Bitcoin tuviera problemas serios para escalar, eventualmente fracasaría frente a sus competidores del mercado privado al no ofrecer suficiente utilidad para su consumo energético.
Desde una perspectiva de ingeniería, cuando revisas los números, el uso energético de Bitcoin no es un problema, pero se necesita un entendimiento de cómo funciona para calcularlo correctamente, y ver cuales son los trade-offs si usas un enfoque distinto al de Bitcoin.
Veamos como funciona.
Entendiendo el propósito de Bitcoin
Antes de entrar en su uso energético, ayuda a resumir para que se usa bitcoin, y cuales son los problemas que la red busca optimizar. A partir de eso, podemos mirar el uso energético y decidir si está alcanzando su meta o no.
Bitcoin no está intentando ser la red de pagos más barata, aunque en algunos contextos puede—irónicamente—serla, cuando consideras la Red Lightning (uno de los sistemas de segunda capa para escalar Bitcoin).
En cambio, Bitcoin está intentando ser un activo al portador descentralizado y una red de pagos, siendo exitoso durante trece años.
En términos del activo, bitcoin es algo que usuarios pueden auto custodiar con criptografía si así desean, y tiene una oferta fija. Esto hace que bitcoin sea resistente a la inflación y difícil de confiscar. En términos de la red de pagos, Bitcoin puede ser usado para enviar pagos que no requieren permiso o verificación por parte de una entidad centralizada. Esto hace que la red sea resistente a la censura e interoperable con muchos sistemas internacionales de pagos.
Casi cualquier cosa que diga ser más eficiente que Bitcoin para realizar pagos o guardar tus activos, es también más centralizada. Cosas centralizadas tienden a ser inherentemente más eficientes. Enviar pagos entre personas o revisar los saldos de personas puede ser tan simple como actualizar una base de datos interna, que es prácticamente gratis.
El problema, obviamente, es que las cosas centralizadas tienden a no ser resilientes, asique hay una compensación entre eficiencia y resiliencia. Cuando pones todos tus huevos en una canasta, le das esa canasta a tu amiga, y a ella se le cae la cansa o se rehúsa dártela de vuelta, fregaste. Depender de una entidad centralizada le cede control a otros, y se basa en la premisa que esos otros son morales y competentes. Además, en términos de red de pagos, están atados a la moneda fiat, que es útil como medio de intercambio pero no guarda valor a largo plazo.
Bitcoin es un libro contable público y distribuido que viene con una serie de llaves privadas y públicas. Siempre y cuando tengan acceso al internet (incluyendo satelital), usuarios pueden enviar bitcoin (incluyendo fracciones de bitcoin) a otros utilizando sus llaves privadas. Ellos pueden guardar sus llaves privadas fuera de línea y pueden incluso recibir bitcoin cuando no están conectados al internet; solamente necesitan conectarse para enviar, confirmar su saldo, y realizar otras acciones de ese tipo.
Esto coloca a Bitcoin entre los activos más portables y difíciles de confiscar del mundo. Pueden ser enviados internacionalmente entre distintas entidades, pueden ser memorizadas y llevadas a cualquier lugar del mundo, y pueden ser guardadas fuera de línea sin riesgo de contrapartes. Considerando que tienen una emisión límite, no sorprende que personas en mercados emergentes se estén fijando en él, en vez de depender completamente en una divisa local no sana que se puede estar devaluando a 10%, 20%, 50% o más de 100% al año en algunos casos.
Incluso en mercados desarrollados, que tienen menores tasas de inflación, la población ha tenido que lidiar con tasas de interés ajustadas negativas. Por ejemplo, el siguiente gráfico muestra la tasa de interés de bonos de la Tesorería de EE.UU. menos la tasa de inflación oficial. Cuando es menor a cero, eso significa que los bonos-T (y usualmente las cuentas bancarias también), no están pagando suficiente interés para mantenerse a la par de la tasa oficial de la inflación:
Aunque algunos países pueden prohibir parcialmente Bitcoin al no permitirle a bancos enviar dinero a exchange de criptomonedas o al prohibir la minería de bitcoin a gran escala, es casi imposible frenar el trading persona-a-persona, especialmente en países con derechos de propiedad razonables y libertad de expresión. Prohibir la interacción individual de bitcoin es parecido a prohibir información o expresión, ya que no es más que un libro contable público de código abierto, donde personas pueden memorizar números para acceder a él, usando conexiones satelitales para eludir proveedores de internet locales si necesitan. Requeriría un enfoque muy autoritaria con aplicación draconiana para realmente sacarlo de uso.
Por otro lado, algunos países lo han adoptado, comenzando con El Salvador declarándolo moneda de curso legal. Esto es significativo en parte porque El Salvador es altamente dependiente de remesas, y es casi gratis enviar remesas a través de la red Lightning que opera por sobre la red de Bitcoin, ya que todo es código abierto y continúa desarrollándose con el tiempo. Un número de otros países que lo habían prohibido o estaban a punto de prohibirlo dieron marcha atrás a estas medidas.
Mi artículo sobre activos al portador incluyó una amplia sección sobre los casos de usos prácticos de bitcoin, tanto en países desarrollados como en vías de desarrollo. Más allá de ser un activo con una oferta fija, aquí hay algunos ejemplos del aspecto resistente a la censura y portable:
1. Reuters informó en Febrero 2021 como el líder de la oposición Rusa y abogado anticorrupción usa Bitcoin como un pago resistente a la censura, a medida que las autoridades de Putin bloquean todos los rieles de pagos tradicionales:
“Las autoridades rusas bloquean constantemente las cuentas bancarias de la Fundación Anti-Corrupción de Navalny, una organización separada que él fundó para investigar casos de corrupción oficial.
Están siempre intentando cerrar nuestras cuentas bancarias—pero encontramos una forma de esquivarlos” dijo Volkov.
“Usamos Bitcoin porque es un buen medio de pagos legal. El hecho que tenemos bitcoin como una alternativa nos ayuda a defendernos de las autoridades rusas. Ellos pueden cerrar los canales más tradicionales, pero tenemos Bitcoin. Es como un seguro”.
2. The Guardian reportó en Julio 2021 como comerciantes y grupos de protestas Nigerianos usaban los atributos resistentes a la censura de Bitcoin para eludir bloqueos financieros, e incluso recibir fondos cuando sus cuentas bancarias estaban suspendidas.
“Las restricciones fueron financieras también. Organizaciones de la sociedad civil, grupos de protesta e individuos a favor de las protestas que estaban recolectando fondos para liberar manifestantes o suministrar primeros auxilios y comida vieron sus cuentas suspendidas repentinamente.
La Coalición Feminista, un colectivo de trece mujeres jóvenes establecida durante las protestas, obtuvieron atención nacional a medida que juntaban fondos para grupos de protestas. Cuando las cuentas de las mujeres fueron suspendidas, comenzaron a recibir donaciones en Bitcoin, recaudando más de $150.000 dólares en criptomonedas para su lucha.”
3. Alex Gladstein, de la Fundación de Derechos Humanos, discute como se enlaza Bitcoin con los derechos humanos en Abril de 2021:
“Para los Venezolanos esto no ha sido nada menos que angustioso. Sin embargo, hay muchas personas que se involucraron temprano, muy temprano, muchos jóvenes, que en 2015-16 comenzaron a minar. Uno de los tipos que entreviste incluso ayudó a comenzar Ledn, uno de los servicios que hoy opera desde Canadá.
Pero él y sus hermanos estaban minando bitcoin durante unos años y tuvieron que terminar escapando. El gobierno vino con un escuadrón armado y confiscaron todo el equipo de minería. Por suerte no hubo lastimados. El gobierno estaba muy perplejo, vieron el equipo minero y pensaron que tenían bitcoin. Pero así no funciona. Asique los jóvenes pudieron usar su bitcoin para comenzar una nueva vida en Canadá. Pensé que eso fue realmente increíble.
Entrevisté a otro tipo que escapó a Argentina. Se vio involucrado en una disputa con el gobierno donde afirmaban que era un criminal, aunque no lo era, pero ahora es capaz de enviar dinero—con Bitcoin—de vuelta a su madre que está en Venezuela. Ella lo usa para vivir su vida. Y existen muchas historias como esta.
Para mí, una de las cosas más poderosas para alguien cuya familia tuvo que vivir el Holocausto, fue esta idea de que podías escapar tu país con lo puesto, pero ahora puedes llevarte tu riqueza.
Le he dado consejos a personas que están huyendo de Irán, para ayudarles con esto. Personas están vendiendo sus hogares y están convirtiéndolo a bitcoin, se están subiendo a un avión, y se lo llevan en este formato digital. Personas están enviando dinero dentro y fuera de Siria a aquellos que están atrapados ahí.
Personas han escapado países como Sudán. Entrevisté a una persona de Sudán, que tienen un problema inflacionario terrible donde su tasa está en los cientos de puntos porcentuales. Algo así como entre 150-200%. Y mientras él vive en Europa, puede enviarle el dinero más duro a su familia en Khartoum. Y así sobreviven. Estamos tempranos. Nuevamente, creo si estimamos a partir de números de Coinbase, alrededor de 10% de norteamericanos han interactuado con Bitcoin o criptomonedas.
Y el número a nivel mundial es mucho menor, especialmente en mercados emergentes. Si para el planeta es dos porciento y Estados Unidos 10%, es probablemente mucho menor en algunos mercados emergentes. Pero mira a Turquía, Argentina, y Nigeria, que son países enormes con 200, 100 y 45 millones de personas. Ellos tienen los usos per cápita más altos del mundo. Asique es un mundo en pleno cambio.
Quizás una de las mejores citas de Alex sobre el tema es la siguiente:
“Estamos en el comienzo de una gran transformación financiera digital, donde el dinero que usamos a diario está evolucionado de un activo al portador—uno que no revela nada sobre nosotros—a un mecanismo de vigilancia y control.
Esto es más urgente para algunas personas, y quizás menos para otras, todo depende del régimen político bajo el que viven. Cuando miro esta nueva forma de dinero que no es controlado por gobiernos o empresas, estoy pensando en la visión amplia del mundo de hoy, donde tenemos 4,2 mil millones de personas viven bajo autoritarismo y 1,2 mil millones viviendo bajo inflación de dos o tres dígitos. Asique cuando hablamos del hecho de que el dinero está quebrado, no es teórico, y no se trata de un solo país.
Es mucho más grande que eso. Este es un mundo donde cientos de millones de personas lidian con inflación a 15, 20, 25% donde su tiempo y energía, y la moneda en que ganan su salario está literalmente desapareciendo.
Al mismo tiempo, tienes miles de millones de personas cuyas cuentas bancarias pueden ser potencialmente congeladas basado en nada más que sus opiniones o ideas”.
4. Hay un alza en las aplicaciones de tercera capa, como Sphinx Chat y Impervious Technologies, que usan la red Lightning de Bitcoin como una forma para transmitir datos, además de transmitir valor. Sphinx Chat es una plataforma de mensajería persona-a-persona que corre sobre Lightning y permite a usuarios atar micro pagos a sus mensajes, mientras que Impervious Technologies están creando una VPN en base a Lightning.
“Un ejemplo de lo que puede ser desarrollado utilizando la API Impervious, es una VPN dinámica que se apalanca sobre la red Lightning para entregar servicios de VPN de alta banda ancha. La API puede operar desde dentro de redes hostiles y acceso denegado utilizando esta red como una credencial y capa de transporte para establecer canales de persona-a-persona seguros y resistentes a la censura.
Aplicaciones creadas sobre la API incluyen video streaming persona-a-persona, podcast, eventos en vivo, reportajes, almacenamiento distribuido, y otros tipos de comunicaciones.”
Para resumir, como dinero digital y riel de pago resistente a la censura, Bitcoin es la aplicación del software a las finanzas. Y no solo a la capa más superficial sobre la cual opera Fintech, sino hacia el nivel base de activos al portador y redes de finiquito, lo que explica en parte porque es tan controversial.
Además, BTC/LN está emergiendo como un protocolo descentralizado para varias aplicaciones de tercera capa que se enfocan en transmitir datos de forma segura y resistente a la censura, similar a como guarda y transmite valor.
La empresa Chainalysis, usada por agencias de seguridad para monitorear blockchains públicas, ha encontrado que en varios años solamente entre 0,5% y 2% de las transacciones de cripto son usadas para la actividad ilegal, tales como estafas, ransomware o compras de drogas (que además es menor a la mayoría de los estimados del porcentaje de transacciones con fiat que se usan para propósitos ilícitos). La abrumante mayoría del uso es estimado para propósitos de inversión o pagos legítimos.
Como he descrito anteriormente, hay muchos regímenes autoritarios donde protestas y ciertos tipos de expresión son considerados ilegales, y donde interacciones económicas básicas pueden ser bloqueadas, asique podríamos decir que bitcoin facilita esos comportamientos “morales pero ilegales”.
Que personas oprimidas tengan acceso a software de código abierto para permitirles libertades humanas básicas e interacciones económicas, haciéndole la vida más compleja a regímenes autoritarios, no es algo que consideraría antiético, sino todo lo contrario.
Por qué Bitcoin usa electricidad
La red de Bitcoin está programada para crear un nuevo bloque en promedio cada diez minutos y agregar ese bloque a la cadena, que consiste en cientos de miles de bloques desde su creación en 2009.
Un bloque nuevo es producido por un minero de bitcoin (computador especializado llamado ASIC) que al resolver un puzle criptográfico creado por el bloque previo, el minero empaqueta miles de transacciones de bitcoin que hoy están en cola, a ese nuevo bloque. Así es como se finiquitan transacciones. La red está programada para crear bloques en promedio cada diez minutos, lo que significa que cada diez minutos un bloque con miles de transacciones se agrega a la blockchain.
Si un minero se sale de la red y nuevos bloques comienzan a tardarse más de diez minutos—en promedio—la red se ajusta automáticamente para que el puzle sea más fácil resolver, y así los bloques vuelvan a su horario de cada diez minutos. De la misma manera, si muchos mineros se unen a la red y bloques comienzan a agregarse a la blockchain más rápidamente que diez minutos en promedio, la red hará que el puzle sea más difícil. Esto se conoce como el “ajuste de dificultad” y es uno de los desafíos programáticos claves que Satoshi Nakamoto resolvió para que la red funcione adecuadamente.
Por lo tanto, en cualquier momento, hay millones de máquinas mineras de bitcoin alrededor del mundo intentando resolver el puzle y crear el nuevo bloque, así que hay un mecanismo de feedback natural para asegurar que los bloques sean creados en promedio cada diez minutos, sin importar cuantos mineros existen en la red.
Vimos recientemente en la primera mitad del 2021 que China prohibió la minería de criptomonedas, y aproximadamente la mitad de la red se apagó y se mudó a otro lugar. La red de pagos de Bitcoin se ralentizó levemente, pero continúo trabajando 100% del tiempo. La tasa de dificultad entró en efecto, y logró que la red volviera a su velocidad objetivo. Imagínate si le dijeran a Amazon con una semana de anticipación que tendría que mover la mitad de sus servidores; probablemente tendrían problemas durante todo un año a medida que se cambiaba y reconstruía la mitad de su sistema.
Si un minero crea un bloque invalido, es decir, que no se conforma a las reglas de consenso de la red de nodos, la red lo descarta. Si dos mineros producen un bloque valido en el mismo momento, el ganador será decidido por cual es encontrado por la red primero y tiene otro bloque producido y agregado, convirtiéndose en la cadena más larga (y por tanto oficial).
Este proceso se conoce como “prueba de trabajo”. Millones de máquinas están usando electricidad en aplicar poder de procesamiento para resolver puzles criptográficos que deja el bloque más reciente. Esto puede parecer un gasto de energía, pero es lo que mantiene al sistema descentralizado. En este caso, el trabajo es el árbitro de la verdad. No existe autoridad central que decide qué constituye un bloque válido o una set de transacciones válidas; la cadena más larga es verificable en cualquier momento y reconocida como la verdad por el resto de la red, y todo está basado en código. La cadena más larga es aquella con el mayor trabajo, y que también alcanza los criterios de consenso que busca la red de nodos.
Mientras más energía usa la red de Bitcoin, es más segura contra todo tipo de ataques. Muchas de las pequeñas blockchains no-Bitcoin han sido victimas de ataques de 51%, donde una entidad gana control—temporal o permanentemente—de más del 51% del poder de procesamiento de la red, y utiliza esa mayoría para reorganizar bloques y realizar transacciones de doble gasto (que es esencialmente robo).
Por ejemplo, este gráfico muestra el poder de procesamiento de Bitcoin comparado con el poder computacional de algunas de sus imitaciones:
Ambas otras blockchain solamente tienen 1-2% o incluso menos del total de poder de procesamiento de Bitcoin, y han sido golpeadas por reorganizaciones maliciosas de bloques. De hecho, si solo 2% de los mineros de bitcoin deciden hacer un ataque de 51% a cualquiera de esos hard forks, pueden. Lo mismo no es cierto en la otra dirección, ya que Bitcoin tiene una red de mineros mucho más grande y usa mucho más energía.
Esto muestra la importancia de los efectos de red en la industria de blockchain, y porque el uso energético de Bitcoin lo ha mantenido seguro.
Cuando alguien pregunta, “¿no puedes simplemente copiar Bitcoin?”, por eso la respuesta es “no”. Puedes replicar el código abierto, pero no puedes replicar el hecho de que millones de mineros ASIC están asegurando la red y no tu red copia, y no puedes replicar el hecho que miles de desarrolladores están trabajando para hacer que la red Bitcoin sea mejor cada día. Y el número de canales abiertos y liquidez en Lightning tampoco puede ser replicado; demoró años en construir.
Intentar copiar Bitcoin sería como si copiara el contenido de Wikipedia y lo pusiera en mi página web. Se puede hacer técnicamente, pero no haría mucho. No ganarías el tráfico real que tiene Wikipedia, ya que no tendría cientos de millones de links apuntándolo desde otras páginas. Y no sería actualizado como el verdadero Wikipedia, ya que no hay forma que podría convencer a la mayoría de esos editores voluntarios venirse a trabajar a mi versión. A menos que fuese exitosa en la tarea herculeana de convencer a la mayoría de la red mudarse a mi versión, sería solamente una sombra del real con una fracción del valor.
Lo mismo es cierto si hiciera una copia de Twitter. Podría hacerlo parecer Twitter, pero no sería Twitter, que está lleno de usuarios y desarrolladores.
El patrón de escalamiento eficiente de Bitcoin
Cuando Bitcoin fue creado, se diseñó para que cada diez minutos, cuando un minero produjera un nuevo bloque de transacciones, ese minero recibiría 50 bitcoin. Fue preprogramado para que después de cuatro años, ese subsidio se reduciría a 25 bitcoin por bloque. Cuatro años después, sería 12.5 bitcoin por bloque. Y actualmente, cuatro años más tarde, vamos en 6.25 bitcoin por bloque.
Este patrón va a continuar cada cuatro años hasta que la generación de bitcoin se aproxime a cero, y el límite de 21 millones de bitcoin se alcance unas décadas después del año 2100. Mineros recibirán un número muy pequeño de fracciones de bitcoin por producir nuevos bloques dentro de unas décadas. De los 21 millones, más de 19 millones ya han sido creados.
Sin embargo, los mineros también obtienen tarifas de transacción. Cuando un usuario envía bitcoin paga una tarifa de transacción, denominada en una fracción de bitcoin, para asegurar que su transacción ingrese a la blockchain de manera oportuna.
En los primeros días, los bloques no siempre se llenaban, asique los cobros eran mínimos. Sin embargo, a medida que Bitcoin se hiciera más masivo, los bloques comenzaron a llenarse y estas tarifas se convirtieron en una parte pequeña pero significativa de los ingresos de mineros.
Así que Bitcoin fue altamente inflacionario en el comienzo, pero tiene una política monetaria cada vez más desinflacionaria hasta que alcance cero inflación. Y su presupuesto de seguridad escala de una forma parecida.
Aquí hay una tabla del promedio de mercado de capitalización de Bitcoin, el gasto anual en seguridad (total de ingresos a mineros, incluyendo subsidios de bloques y tarifas de transacción), y el porcentaje de esa capitalización que se gasta en seguridad todos los años:
Hasta el momento, todos los años Bitcoin ha usualmente gastado más en seguridad que el año anterior, pero siempre un porcentaje menor respecto a su mercado de capitalización con respecto a la seguridad del año previo. Esto no es una decisión hecha por una entidad centralizada; es una combinación del algoritmo, valor de la red, y las decisiones de mineros individuales de si minar o no.
Eso es lo que periodistas y otras personas que no entienden el algoritmo a menudo se pierden: el subsidio decreciente de bloques. Esto resulta en que la tasa de inflación de Bitcoin disminuye, junto con el ingreso de mineros como un porcentaje del total de mercado de capitalización.
Cualquier analista serio que entiende el algoritmo de Bitcoin estaría más preocupado con la posibilidad que la red no use suficiente energía para su seguridad en algún momento futuro cuando dependa principalmente de aquellas tarifas de transacción.
Ya que el gasto en seguridad representa ingresos de mineros, y los mayores costos de mineros son en electricidad, el gasto en seguridad representa el techo de cuanta energía usa la red de Bitcoin en términos de dólar. En realidad es menor a eso, debido a que mineros usualmente lucran.
Viendo mis propios mineros, por ejemplo (tengo algunos vía Compass Mining), mis costos de electricidad son alrededor del 20% de mis ingresos. Eso va a variar con el tiempo.
Luego, podemos mirar solamente la porción de los ingresos que proviene de los costos de transacción, que es un subset del gráfico previo:
Podemos ver que las tarifas son una porción pequeña del mercado de capitalización de Bitcoin todos los años. El año más alto en términos porcentuales fue 2017 durante el peak de la burbuja. Han ocurrido mejoras en eficiencia desde 2017, asique incluso en el corazón del mercado alcista de 2021, la red no volvió a alcanzar esos niveles.
La red de Bitcoin ha disminuido a que menos de 2% de su capitalización de mercado sea utilizado en ingresos mineros cada año, incluyendo una fracción de uno porciento en tarifas. En 2024 ocurrirá otro halving del subsidio de bloques, que reducirá probablemente los ingresos a cerca de 1% de la capitalización.
En 2028 habrá otro halving, y otro en 2032. Luego de ese evento, el subsidio será tan pequeño que una gran cantidad de los ingresos de mineros será por costos de transacción y estos ingresos probablemente serán menos del 1% de la capitalización, alcanzando un estado constante de entre 0,25% y 0,5% en promedio.
Ya que no sabemos con seguridad cual será el estado constante, debido a que estos costos son impulsados por fuerzas del mercado, acá hay una tabla de posibles capitalizaciones de mercado a largo plazo (eje vertical) y el gasto anual en seguridad como porcentaje de la capitalización (eje horizontal) en el futuro:
Si bitcoin no es capaz de crecer por una razón u otra, y se convierte en un proyecto fallido o permanece permanentemente en torno a su capitalización actual—cercana a $1 billón de dólares, los ingresos de mineros disminuirán drásticamente de sus niveles actuales a medida que se reduzcan los subsidios de bloques. Hacia el 2030, el ingreso de mineros estará probablemente en torno al 0,5% o menos, así que la red estará estancada en sus niveles de energía de 2018-2020.
Si Bitcoin es sistémicamente importante, digamos que $5-$10 billones (representando un precio-por-moneda de $250k o $500k) con cientos de millones de usuarios, entonces un costo de seguridad anual de 0,5% será alrededor de $25-50 billones. Eso sería 2x o 3x la energía anualizada que bitcoin usaba en la primera mitad del 2021. Y esto representaría aproximadamente 0,3% del uso energético global.
Digamos que alcanzamos el delirante precio de un millón de dólares por moneda, para un mercado de capitalización de $20 billones, con miles de millones de usuarios, entonces a un costo de 0,5% anual, estarían gastando $100 billones, o alrededor de 6x el uso energético que bitcoin usaba a una tasa anualizada en la primera mitad del 2021. Esto representaría quizás el 0,6% del uso energético mundial, que parece apropiado para una red usada por miles de millones de personas para múltiples propósitos, ya que sería necesario alcanzar ese punto para también alcanzar un valor alto.
Hacia ese momento, ya sería suficientemente grande para que reemplace cierta energía que usa parte del sistema bancario mundial. Hay decenas de millones de personas trabajando en bancos y empresas Fintech alrededor del mundo. La aplicación del software al dinero en la capa base, tal como en otras industrias, trae eficiencias y reduce la necesidad de empleo y bienes raíces en ciertas partes de la infraestructura legacy, liberando esos recursos humanos y uso energético correspondiente para otros propósitos productivos.
Podemos calcular estos números para volúmenes anuales de transacciones, en vez de mercado de capitalización, como algunos prefieren hacer. Los volúmenes están atados más de cerca al mercado de tarifas que el de capitalización, pero el volumen es notoriamente más difícil de medir debido a la forma en que funcionan los UTXOs (AGREGAR LINK). Por tanto, mostrando tanto mercado de capitalización y volumen puede ser útil, y podemos ver así donde se divergen. Los datos de volúmenes mostrados abajo son de los registros diarios de volúmenes ajustados por Messari, que recoge datos en cadena de Coin Metrics. Históricamente, la velocidad de bitcoin (volumen anual de transacciones dividido por mercado de capitalización) ha promediado entre 5x y 10x con una leve tendencia a la baja:
Aquí hay una tabla del volumen anual de transacciones de Bitcoin, el gasto anual en seguridad (total de ingresos de mineros, incluyendo subsidios de bloques y tarifas de transacción), y el porcentaje del volumen anual de transacciones que se gastan en seguridad todos los años:
Aquí tenemos la misma tabla, pero solamente incluyendo la porción de la tarifa de transacción del ingreso de mineros:
Podemos ver en esa tabla que las tarifas eran bastante minúsculas hasta 2016-2017. Eso fue cuando los bloques se comenzaron a llenar regularmente, y se desarrolló un mercado significativo de tarifas. El promedio de los fees como porcentaje del volumen de transacciones durante el año ha tenido un rango de 2-7 puntos base (0,02%-0,07%) o tal.
Por último, aquí hay una tabla de volúmenes anuales de transacciones de Bitcoin (eje vertical) y gasto de seguridad anual como porcentaje de esos volúmenes (eje horizontal) en el futuro:
Hoy en día, se estima que la red de Bitcoin emite menos CO2 que cosas aleatorias en las que no pensamos, como secadoras de ropa o la producción de zinc:
El gasto de energía de bitcoin es análogo al consumo energético de Venezuela pero sólo 0,7% el de China o 1,7% el de Estados Unidos.
El consumo energético de bitcoin es:
· 12x menor al de aquellos electrodomésticos que siempre están encendidos en Estados Unidos
· 15x menos del total de electricidad perdida en tránsito cada año
Las emisiones de CO2 de bitcoin se comparan a:
· Secadoras de ropa caseras (1,6x BTC)
· Producción de cobre (1,9x BTC)
· Producción de zinc (2,8x BTC)
· Minería y producción de oro (3,4x BTC)
· Sucursales de banco y cajeros automáticos (4,7x BTC)
· Ejército de Estados Unidos (7x BTC)
· Refrigeración casera (10x BTC)
· Producción de aluminio (16,3x BTC)
· Sector financiero (27x BTC)
Fuente: Nic Carter
Si Bitcoin es altamente exitoso con billones de dólares de utilidad para sus usuarios, podemos verlo emitir potencialmente una cantidad de CO2 que es comparable o un poco más alto que la producción de zinc, y aún así probablemente menor al de la producción de aluminio. En otras palabras, a pesar de alcanzar una escala masiva y servir numerosos propósitos, aún sería comparable a varias otras industrias en las que nunca pensamos.
La red tendría que ser realmente masiva para que sobrepase la producción de aluminio superando el 1% del uso energético global, y de la forma en que los mineros de bitcoin interactúan con la matriz eléctrica y recursos desperdiciados, incluso ese escenario de alta energía probablemente no sería algo malo.
Escalando por capas y la falacia del “costo por transacción”
La red de Bitcoin puede hacer un máximo de varios cientos de miles de transacciones diarias en la capa base. Eso equivale a alrededor de cinco transacciones por segundo. Este numero ha aumentado un poco con el tiempo debido a varias actualizaciones que mejoran la densidad de transacciones.
Este límite de transacciones es a menudo comparado—injustamente—con una red como Visa, que puede procesar decenas de miles de transacciones por segundo.
Debido a eso, los críticos apuntan a que el costo energético por transacción es alto, y por tanto la red es ineficiente y debe ser evitar por razones ESG. Sin embargo, existen dos problemas con ese razonamiento.
El primero es el hecho de que Bitcoin usa energía aunque ocurran o no transacciones. La manera de pensarlo es que una gran cantidad de energía se usa simplemente para asegurar la red como reserva de valor. Un bloque podría tener 1.200 transacciones. El siguiente podría componerse de 2.500 transacciones y el que viene podría tener 1.800 transacciones. Mientras tanto, el mismo número de mineros están conectados a la red entre esos bloques, verificando los bloques y pagando por la electricidad. Aunque los bloques estén llenos o no, están usando más o menos la misma cantidad de energía.
Si eliges o no realizar una transacción no cambia materialmente cuanta energía la red usa. El uso energético de Bitcoin viene de mineros que obtienen el subsidio de bloque y el promedio de tarifas de transacción, denominadas en bitcoin y por tanto basados en el valor por bitcoin, que proviene principalmente de personas que guardan bitcoin como reserva de valor y no lo gastan. Los volúmenes de transacción solamente afectan la parte de tarifas, y solamente el promedio de fees a largo plazo importan.
Piénsalo como usar tu lavadora de platos todas las noches. Si está a 50% o 90% llena cuando la usas, continúa usando la misma cantidad de recursos. El plato adicional no afecta el uso energético.
Otra analogía sería mantener tu computador prendido todo el día, y mandar veinte o cien correos. La cantidad marginal de energía “por correo” que envías no es relevante, porque más allá de cuantos correos envías en un día, tu computador está encendido y usando la misma cantidad de recursos.
El segundo problema con ese razonamiento es la idea de que este límite de cinco transacciones por segundo es el verdadero límite, el cual no es. En realidad, Bitcoin, como el sistema financiero tradicional, tiene múltiples capas.
Visa es simplemente una capa sobre una red de pagos más profunda. En los Estados Unidos, tenemos el sistema Fedwire. Esa es la capa de finiquito base que bancos usan para realizar grandes transacciones entre ellos. Este sistema solamente realiza alrededor de diez transacciones por segundo—en promedio—y ha escalado lentamente, pero los tamaños de aquellas transacciones son muy grandes, representando millones de dólares cada uno. Por sobre esa capa, existen cosas como Visa, PayPal, personas que escriben cheques físicos a cada uno, y así.
Si me envías un pago con tarjeta de crédito, por ejemplo, eso nos parece instantáneo pero en realidad no lo es. Cuando la transacción parece finiquitada, en realidad nuestros bancos solamente conversaron y pactaron un pagaré entre ellos. Un tiempo después, aglutinarán esta transacción junto a muchas otras transacciones y arreglan sus libros contables con una gran transacción Fedwire.
Decenas de miles de transacciones por segundo se reducen a diez transacciones Fedwire muchas más grandes un tiempo después. No hay un límite a cuantas transacciones de capa superficial pueden ocurrir, porque no existe límite al tamaño de aquellas masivas transacciones de finiquito.
Similarmente, la red de Bitcoin tiene capas adicionales: Lightning, Liquid, Exchanges y más. Sin embargo, a diferencia del sistema bancario que depende de tiempos de finiquito largos y pagarés, muchas de las capas de Bitcoin están diseñadas para minimizar confianza, a través de software.
Método 1) Lightning (capa de segundo nivel)
La red Lightning es una capa de contratos inteligentes sin-confianza que corre por sobre la red de Bitcoin y se usa para transacciones pequeñas.
Tal como Bitcoin, nadie es “dueño” de la red; es un conjunto de estándares de código abierto donde múltiples compañías hacen implementaciones también de código abierto. Las transacciones en Lightning son instantáneas y casi gratis, y no tienen límites de cuantas pueden ocurrir a medida que la red continúa creciendo. Esta se hizo activa a principios de 2019, y para principios del 2021 finalmente alcanzó suficiente liquidez para que fuese realmente funcional y razonablemente madura:
Con Lightning, dos personas pueden abrir un canal entre ellos usando una transacción de capa base, y luego enviar un sinnúmero de transacciones instantáneas entre ellas. Días, semanas, meses o años más tarde (cuando quieran), pueden cerrar aquel canal con una transacción de capa base. Eso significa que decenas, cientos o miles de mini-transacciones pueden ser combinadas en dos transacciones base. Es como mantener una cuenta abierta en el bar y arreglarla al final de la noche, o a fin de mes, excepto que no depende de la confianza en terceros sino en contratos inteligentes.
Además, puedes enviar una transacción Lightning a través de la red a otra persona. Si Alice tiene un canal abierto con Bob, y Bob tiene un canal abierto con Cody, entonces Alice puede enviar un pago a Cody a través de Bob como intermediario, aunque no tenga un canal abierto con Cody. Y todo ocurre sin confianza; basado en contratos inteligentes que usan la capa base de Bitcoin como seguro de finiquito.
Si alguien tiene un par de canales abiertos con entidades bien conectadas, puede enviar o recibir muchas transacciones desde/hacia un número de otras personas en la red (incluyendo los grandes números de personas con que esa persona tiene canales abiertos) y luego finiquitarla en un pequeño número de transacciones base cuando abra o cierre esos canales.
Para darles una idea de cuan eficiente es Lightning, hubo algunas demostraciones de juegos en la conferencia de Bitcoin 2021 en Miami que involucraba el “sat streaming”, y THNDR Games procesó 13.571 transacciones durante la conferencia para una tarifa promedio de 1,4 sats por transacción, o aproximadamente $0.0005 USD por transacción.
Como mencionamos, desarrollos de capa tres le permiten a la red Lightning ser usada para la transmisión segura, descentralizada y resistente a la censura de datos también.
Método 2) Liquid (Side Chain)
Liquid es una cadena lateral (side chain) de código abierto, creado para que grandes entidades como exchanges puedan intercambiar y finiquitar bitcoin entre ellos de una forma más rápida y barata que con transacciones de capa base. Más allá de aquello, tiene varios otros usos.
Con Liquid, se congelan bitcoin en tokens L-BTC con una transacción “peg-in”, y donde esos tokens pueden ser usados en la side chain con tiempos de finiquito más rápido, hasta que una entidad decida desbloquear los bitcoin de esa cadena y traerlos de vuelta a la capa base con una transacción “peg-out”.
Una federación de nodos maneja la red Liquid. Esta no puede replicar completamente la seguridad sólida y nivel de descentralización de Bitcoin, pero tiene un rendimiento más rápido, y un grado razonable de seguridad y descentralización.
En otra palabras, una entidad puede hacer un trade-off depositando y congelando bitcoin, recibiendo tokens L-BTC a cambio, donde aquellos token usan bitcoin como su base de valor, pero entregan características y velocidad adicional. Entre cada peg-in y peg-out, L-BTC se puede usar para muchas más transacciones.
Similarmente, cualquier plataforma de contratos inteligentes puede congelar bitcoin de la misma manera que lo hace Liquid. La más grande, Wrapped Bitcoin o “WBTC”, consiste en bitcoin que son envueltos en un token de Ethereum, y por tanto pueden ser usados en ecosistemas DeFi de Ethereum. Existen también proyectos DeFi que corren sobre Bitcoin, usando bitcoin envueltos en su ecosistema también.
Método 3) Exchanges (Relaciones custodiales)
Exchanges custodiales de criptomonedas y plataformas de bitcoin son también métodos de escalamiento. Cuando millones de personas transan en Coinbase, no son millones de transacciones de capa base. Esas son transacciones que ocurren dentro de la base de datos centralizada de Coinbase. Solamente cuando personas depositan o retiran bitcoin desde/hacia Coinbase, o cuando el exchange envía bitcoin hacia una billetera fría u otro exchange, ocurre una transacción “en cadena”.
Como otro ejemplo, millones de personas usan Cash App para comprar y guardar bitcoin. Esas personas pueden enviar bitcoin a otra cuenta Cash App gratis, pero no son transacciones de capa base, sino simplemente transacciones dentro de la aplicación. Solamente se convierte en una transacción de capa base si depositan o retiran sus bitcoin de Cash App.
A diferencia de Lightning o Liquid, estos tipos de plataformas requieren que confíes en un ente centralizado, de la misma forma que lo haces con tu banco.
Muchos exchanges y servicios custodiales ya usan Liquid entre ellos para un finiquito rápido, y muchos ya están comenzando a usar Lightning para sus clientes retail también, así que cuando las personas retiren sus bitcoin, quizás tampoco tenga que hacer una transacción en cadena.
Si bitcoin continúa siendo exitoso y crece en usuarios y mercado de capitalización, las transacciones de capa base serán usadas cada vez más para transacciones de finiquito, y no de uso diario. El mercado de tarifas es lo que modula su uso.
Si un costo de transacción es promedio $1 dólar para la capa base, porque el espacio del bloque no está siendo fuertemente usado, entonces no hay problema en usar la cadena principal para cantidades de $100 dólares. Sin embargo, si estas tarifas están promediando $50 dólares, entonces sería mejor hacer esas transacciones en Lightning. Existen muchas transacciones que valen cientos o miles o millones de dólares, y a ellas les da igual pagar una tarifa de $50 dólares.
A fin de cuentas, Bitcoin es comparable con Fedwire, como una red masiva de finiquito que puede realizar alrededor de cinco transacciones por segundo, sin límite al tamaño de la transacción, y por tanto sin límite a la cantidad de valor que puede transar en un día. Sobre eso, existen múltiples capas que pueden realizar cientos de miles de transacciones por segundo, sin límite. Como resultado, el costo y energía por transacción podría volverse insignificante con el tiempo.
La comparación con las acciones de empresas tecnológicas
Cuando un inversionista está eligiendo entre cual startup en la que invertir, necesitan modelar un futuro para asegurar que, si es exitosa, sus ingresos van a escalar más rápido que sus gastos.
Considera una red social nueva, por ejemplo. En el comienzo típicamente no será rentable o mínimamente rentable ya que requiere de una alta base de gastos para pagarle al equipo. Incluso si tiene cero usuarios al comienzo, aún así necesita esos gastos para echarlo a andar.
Sin embargo, si es exitoso y bien manejado, cada usuario es más barato agregarlo. Los gastos continúan creciendo con el tiempo (más empleados, más infraestructura, más servidores), pero si la compañía está bien diseñada, esos gastos deberían crecer más lento que los usuarios y los ingresos, lo que lleva a la empresa a la rentabilidad y márgenes de ganancias robustos.
En otras palabras:
Bitcoin no es una empresa, sino una red eficiente. Por diseño, sus gastos escalan más lento que su utilidad, debido a su subsidio decreciente de bloques que eventualmente resulta en un modelo de seguridad basado solamente en tarifas de transacción.
No podemos estar seguros de cuanta energía va a usar Bitcoin, ya que no sabemos cuantas personas lo van a usar o cómo será su mercado de tarifas de acá a diez años. Si es exitoso, consumirá más energía, pero debido a su subsidio decreciente, su utilidad sobrepasará su uso energético. Y eso es lo principal.
Como bitcoin usa energía desperdiciada
Yendo más allá de un simple cálculo de cuanta energía usa Bitcoin, deberíamos considerar también los detalles de como usa energía y los tipos de energía.
Las personas a menudo imaginan a mineros de bitcoin compitiendo por la electricidad que usan otras industrias, como si estos mineros necesitan estrujar algún otro uso a la electricidad. Sin embargo, ya que estos actores inherentemente requieren fuentes extremadamente baratas, no pueden competir con usuarios normales de electricidad. Como resultado, mineros deben buscar ineficiencias alrededor del mundo donde la electricidad está siendo subutilizada o desperdiciada.
La abrumante mayoría de consumidores de electricidad no pueden ir a donde está la electricidad, sino que se debe llevar a ellos. Los humanos se organizan en torno a la geografía, principalmente en torno a canales de transporte. Vivimos en ciudades costales o a orillas de ríos, y en los suburbios de esas áreas y alrededor de tierras fértiles. No en torno a la energía.
No nos mudamos cerca de donde están los depósitos de petróleo, gas o uranio; sino enviamos personas a buscar esas fuentes y traerlos de vuelta para el consumo de nuestros hogares, bombas de gasolina y estaciones nucleares cercanas.
Los mineros de bitcoin son consumidores inusuales de energía en el sentido que pueden ir a la fuente, siempre y cuando exista algún tipo de conexión básica de internet, incluyendo satelital o de teléfono móvil. Esto significa que usan energía de maneras muy eficientes e inusuales.
El primer analista de activos digitales de Fidelity y posterior fundador de Castle Island Ventures, Nic Carter, describió el uso energético de bitcoin de una forma perspicaz en 2018:
“Una externalidad interesante de monedas PoW (prueba de trabajo) – es que están siempre dispuestos a comprar energía a 3-5 centavos por kWH. Y algunos de los mejores activos energéticos están fuera de la matriz. Esta red de energía global libera activos varados y hace que nuevos sean viables.
Imagina un mapa topográfico 3D del mundo con hotspots de energía baratos siendo más bajos y energía cara siendo más altos. Imagino la minería de bitcoin parecida a un vaso de agua vertido sobre la superficie, dejándose caer en los espacios y vacíos y así nivelándolo”.
n Nic Carter
Aunque algunos mineros usan formas baratas de energía tradicional, aquí hay una muestra de maneras novedosas en que los mineros usan energía desperdiciada o no deseada para su beneficio personal o el de sus contrapartes.
1. Poder hidroeléctrico varado en China
Durante mucho tiempo, China había sido la mayor jurisdicción de mineros de bitcoin. En un momento, se estimaba que estos mineros eran alrededor del 70% de la red, pero hacia la primavera del 2021 se estimó haber disminuido a menos del 50% a medida que apareció competencia en otros lados. Luego, una prohibición en 2021 a la minería de bitcoin por parte del gobierno Chino, probablemente para aplicar sus controles de capitales, ha reducido considerablemente estas actividades y muchos mineros se fueron a otros lados.
Sin embargo, durante muchos años, China fue un interesante ejemplo de la movilidad de bitcoin. La provincia de Sichuan tiene un montón de capacidad hidroeléctrica sobrante. Durante la temporada de lluvias, producen mucha más energía limpia de la que son capaces de usar, la que entonces sería desperdiciada.
Ya que los mineros de bitcoin pueden ir a la fuente de energía, acudían a Sichuan durante la temporada de lluvias para hacer uso de aquella energía desperdiciada. No porque son ambientalistas altruistas, sino simplemente porque es energía barata que nadie más estaba usando. La electricidad que sino sería desperdiciada y no generaría ingresos para su operadores podía ser vendida por muy bajos precios a quien le encontraba un uso.
Aquí hay una estimación de Cambridge sobre cuanto contribuyó cada provincia China al total del hash rate (poder de minería) de China durante sus temporadas. Sichuan está en amarillo:
Con la prohibición de los mineros de China que vino poco después de ese gráfico, el hash rate y los billones de dólares de ingresos anuales se está moviendo a Norteamérica y otros países. Pero durante muchos años, este fue un gran ejemplo de mineros de bitcoin recaudando y utilizando energía varada y desperdiciada.
2. Minería de bitcoin con gas quemado
Muchos tipos de depósitos petroleros vienen asociados al gas natural.
Si existe una cantidad suficiente de este gas, puede ser recolectado y enviado vía gasoducto u otras redes de transporte para ser utilizado como fuente principal de energía. Esto se debe a que el gas natural es extremadamente útil para usos eléctricos y de calefacción. Sin embargo, si es una cantidad muy pequeña, entonces no logra ser suficientemente rentable para construir un gasoducto u otra forma de recolección.
Entonces, ¿qué ocurre? Se ventila o quema hacia la atmosfera y es por tanto desperdiciada. Ventilarlo significa dejarlo ir al medioambiente, principalmente como metano (que es un gas invernadero más potente que el dióxido de carbono). Quemarlo significa convertirlo a dióxido de carbono y luego emitirlo a la atmósfera. Ambas formas son un desperdicio total y contribuyen enormemente al total de gases invernadero.
En términos de escala, la Administración de Información Energética de Estados Unidos estimó en su informe de gas natural de 2020 que en promedio 1,48 mil millones de pies cúbicos de gas natural fueron ventilados o quemados diariamente durante 2019 en EE.UU. Eso es alrededor de 150 TWh de energía anual, que es más alto que el estimado peak total de uso energético de Bitcoin para 2021. La Universidad de Cambridge también ha estimado que el potencial de recuperación de ese gas quemado es 8x más grande que el uso de la red de Bitcoin para 2021.
En otras palabras, virtualmente toda la red de Bitcoin en su peak de 2021 podría hipotéticamente funcionar en base al gas natural varado de Estados Unidos, sin siquiera contar la del resto del mundo.
Hay varias empresas mineras de Bitcoin que se especializan en atar trailers de mineras de bitcoin a productores de petróleo con gas varado, para hacer uso de esa energía que sino sería desperdiciada.
Es un win-win escenario para productores y mineros de bitcoin. Los productores logran vender su gas en vez de desperdiciarlo, mientras obtienen puntajes ESG más altos y alcanzan los límites estatales de quema. Mineros de bitcoin consiguen una fuente de energía muy barata. Alternativamente, algunos de los mineros están dispuestos también a vender sus sistemas de minería a productores de petróleo y gas e incluso instalar los equipos para ellos, para que así el productor pueda capturar directamente cualquier potencial de alza en el precio de bitcoin.
North Dakota en particular es un gran área para la minería de gas varado. De acuerdo al EIA, alrededor de 20% del gas natural de ese estado es quemado, en vez de recolectado. Ese gas desperdiciado en sí es equivalente a decenas de TWh de generación eléctrica por año. Hacia 2014, la cantidad desperdiciada de North Dakota era alrededor de 35% y el estado implementó algunas reglas para intentar reducir ese número. Los mineros de bitcoin pueden absorber mucha de esta energía desperdiciada, y no por nada la minería de bitcoin está creciendo en el estado.
Me contacté con Marty Bent, Director de Desarrollo Comercial para Great American Mining, buscando entender mejor sus operaciones. Esta es una empresa privada que trabaja con productores de petróleo y gas para desplegar equipos móviles de minería de bitcoin a las faenas de producción petrolera y gas, y usar su energía desperdiciada para minar bitcoin.
Marty dio una aclaración útil de porque solamente mineros de bitcoin pueden hacer uso de este gas varado, en lugar de industrias similares como granjas de servidores para datacenters:
“Ya que Bitcoin es una red distribuida de persona-a-persona que no depende de un solo minero para facilitar transacciones, los mineros de bitcoin están mejor posicionados para hacer uso de la oportunidad de gas quemado cuando comparamos otros procesos computacionales intensivos, ya que pueden aguantar disrupciones en su campo sin que afecten el funcionamiento de la red de gran manera. Mientras una granja de servidores no sería capaz debido a que la disrupción en la actividad podría afectar seriamente operaciones críticas. Más allá, la cantidad de datos que mineros le envían a piscinas de minería son muy pequeñas y no requieren mucha banda ancha, asique pueden operar en áreas muy remotas usando datos de celular de forma mucho más trivial que otros procesos intensivos de energía”.
--Marty Bent, Julio 2021, vía correo electrónico
Le pregunté cuales tipos de productores eran mas adecuados que otros. Sus respuestas son aquellos en climas más fríos (la actual generación de mineros necesita buenos enfriadores ambientales, que usa energía), y/o en jurisdicciones que tienen requerimientos de quema más estrictos. Y debido a varias limitaciones, instalaciones en tierra tienden a ser mejores que costa afuera:
“La oportunidad es particularmente grande en jurisdicciones con regulaciones estrictas ya que los productores son altamente incentivados a reducir sus quemas. Si queman en exceso sus pozos estarán obligados a cerrar por un tiempo.
(…)
Productores de esquisto tienen una ventaja sobre perforadores en alta mar ya que los requerimientos eléctricos y permisos necesarios para operar costa afuera son mucho más restrictivos. Más aún, la cantidad de superficie para traer contenedores y generadores a operaciones costa afuera es extremadamente pequeña comparado con pozos en tierra, asique escalar puede ser un tema. Más allá, productores en estados con climas relativamente fríos tienen una ventaja, al menos en el corto a mediano plazo, al menos hasta que las instalaciones de inmersión mejoren. También, productores que son dueños de minerales y productores de gas natural están mejor posicionados porque no tienen que lidiar con el dolor de cabeza que es pagarle royalties a los dueños de minerales.
- Marty Bent, Julio 2021, vía correo electrónico
A mis ojos, mineros de bitcoin que usan gas varado (y poder hidroeléctrico varado) son los mineros más limpios. Son mejores que paneles solares, energía eólica o fuentes similares, porque la energía que usan es literalmente desperdiciada y se envía a la atmósfera por empresas que están extrayendo petróleo para otros propósitos.
3. Minería de bitcoin como batería de matriz
Matrices eléctricas tienen que compensar dos cosas: niveles variables de oferta y demanda.
Algunas fuentes eléctricas son muy consistentes, como la energía nuclear, que puede estar funcionando 24/7. Otras fuentes, como viento, solar y hidro, son mucho más variables basadas en lo que la madre naturaleza quiere entregar en términos de viento, sol, y lluvia durante un cierto período de tiempo. Debido a esta variación parcial, la oferta eléctrica necesita ser sobredimensionada, para que incluso en un día particular de “baja” generación de energía, haya suficiente electricidad para la comunidad.
Mirando el lado de la demanda, existen ciertos días que requieren más electricidad que otros. Mirando mis cuentas de gas y luz, por ejemplo, uso mucho más gas en invierno que en verano, ya que en verano se usa solamente para cocinar mientras que en el invierno le agrego la calefacción. Mientras tanto, uso mucha más electricidad en el verano, ya que lo estoy usando para el aire acondicionado, además de luces y otros electrodomésticos durante el año. Además, hay días peak, tales como esos peligrosamente calurosos, donde casi todas las casas tienen su sistema de aire prendido al máximo. Se necesita contabilizar días como esos.
Por tanto, debido a la variación tanto en oferta como demanda, las matrices eléctricas se necesitan construir en exceso, y tener mucha más capacidad para generar electricidad que lo que se usa en un día promedio. Una parte de esa capacidad podría ser variable, como cuando hay un alza en las plantas de gas natural que deben ser apagadas o encendidas rápidamente si es necesario. Otros tipos pueden ser aquellos que no pueden ser controlados, como los paneles solares o turbinas de viento. Si sobredimensionas (y construyes en exceso) una planta solar o eólica y no estás usando su exceso o vendiéndoselo a otra matriz, la estás desperdiciando.
Uno de los problemas con la energía solar y eólica es que el costo de almacenamiento puede ser muy alto. A pesar de toda nuestra ingenuidad humana, no podemos hacer muchas baterías efectivas a escala. Es un problema físico extraordinariamente difícil. Podemos, obviamente, crear baterías de almacenamiento para ciertas condiciones ideales, pero no es muy efectivo en términos de costo.
Este gráfico muestra el retorno sobre la inversión de varias fuentes energéticas. En otras palabras, mide el múltiplo de cuanta energía extraes comparado con lo que ingresas. Las barras amarillas incluyen el costo energético de almacenamiento para fuentes de energía que son variables. Nuclear es el más a la derecha con un múltiplo energético de 75x (y sin costos de almacenamiento), mientras que lo solar y eólico son bajos, especialmente cuando consideramos sus costos de almacenamiento:
La minería de bitcoin hace que sea rentable construir en exceso fuentes renovables de energía, ya que permite que toda ese superávit de oferta sea monetizado. De igual manera toda comunidad que quiere energía confiable necesita construir capacidad eléctrica en exceso, sobre todo para eólico, solar e hídrico ya que es aún más importante porque son variables. Sin embargo, sobredimensionar no es muy rentable, a menos que puedas usarlo para algo útil.
Los mineros de bitcoin son una solución única a ese problema, pueden hacer que sea lucrativo sobredimensionar. Así juegan un rol indirecto en solucionar el problema de almacenamiento de energía.
Durante la abrumante mayoría del tiempo donde hay más oferta que demanda, como consumidores de electricidad los mineros de bitcoin pueden prender sus máquinas, generar ingresos, y pagar sus costos de electricidad. Si existe un alza en la demanda de electricidad o una reducción en la oferta lo que podrían causar apagones en la región, entonces se pueden apagar temporalmente los mineros.
Un contrato bien pensado de tasas comerciales puede hacer que esto funcione bien. La utilidad podría ofrecerle al minero la menor tasa posible, a cambio de tener una mayor tolerancia a la variación y otros puntos de flexibilidad contractual.
Harry Sudock, VP de Estrategia en una empresa minera llamada Griid, le explicó lo siguiente a Peter McCormack en su podcast de Junio 2021:
“Reducir no es la posición en la que te quieres encontrar como generador de energía. Usemos una turbina de viento como un ejemplo muy fácil. La turbina da una vuelta y genera electrones. El precio de mercado en algunas regiones es negativo, asique elegirán no enviar la energía a ningún lado. Se disipa.
Así que si son capaces de alcanzar un acuerdo con otro licitador de esa energía quien si puede tolerar algo de consumo intermitente, ese es un cliente muy valioso para traer a un mercado que no es capaz de soportar la generación de energía a mayor escala.
Por tanto, creo que los mineros de bitcoin son especiales y una gran innovación tecnológica en términos de consumidores tradicionales de electricidad. De la forma que lo pienso, tenemos dos “superpoderes energéticos”: el primero es que la energía es 80%-90% de nuestros costos mensuales; el segundo es que podemos consumir de forma intermitente sin dañar nuestro modelo de negocios. Así que si alguien te dice que necesitas apagar tus mineros 100 horas al año o 500 horas al año, no decimos que no, sino decimos “vamos a necesitar reflejarlo en el precio que pagamos”.
De esa forma, cuando estoy negociando un contrato, la forma en que lo enmarco es así: “necesito que me des el menor costo posible que puedas ofrecer. Estoy dispuesto a negociar cualquier otra parte de la carga. Que tan grande vamos a construir la mina; cuán a menudo vas a necesitar esa energía de vuelta; necesitas servirnos con algún otro propósito creativo dentro de tu mezcla o sistema energético; necesitas dividir nuestras instalaciones en dos y luego ubicarnos en dos puntos dentro del mismo lugar? Genial. ¿Necesitamos contribuir al presupuesto de seguridad de estas otras partes de la operación?
Nuestro trabajo es llevar el costo de energía al punto más bajo y competitivo posible y luego trabajar con los productores en todas las demás variables”.
- Harry Sudock
Por motivos de claridad, agregaría que el tercer superpoder es su habilidad de “co-ubicar” con la fuente de generación de energía, y así disminuir las pérdidas de transmisión que ayuda a mantener baja sus costos de electricidad. Los mineros de bitcoin son únicos en que 1) casi todo su gasto operacional es electricidad, 2) pueden tolerar el consumo intermitente, y 3) son flexibles en su ubicación. Como resultado, pueden sacrificar variables que muchas otras empresas no pueden, para así encontrar precios bajísimos de energía cuando esta es abundante.
Debido a su habilidad de poder ir a la fuente de energía, los mineros de bitcoin también pueden llenar hoyos inesperados en la demanda, u otras situaciones especiales. En aquel podcast, por ejemplo, Sudock describe la siguiente situación:
“Esta es una anécdota que estamos intentando resolver en este momento. Se le ha otorgado a una comunidad la construcción de un nuevo hospital en su área. Existen 17.000 clientes de energía, hogares, dentro de esa jurisdicción. Van a traer un hospital que va a doblar la cantidad de energía que necesita la región. Estamos todos de acuerdo con que un hospital es un uso muy valioso de energía.
Entonces, reconstruyen las líneas de transmisión, construyen una nueva estación que es más grande y que puede soportar la carga adicional, y después de hacer todo eso, el proyecto se cae a pedazos.
Así que quedan habiendo invertido millones de dólares en esta región buscando atraer a un cliente más grande. Ahora tienen que devolverles el costo a esos 17.000 hogares, a menos que puedan encontrar otro uso para esa energía. ¿Qué hacen? Llaman a nuestro VP de gestión de energía y le dicen, “tenemos una oferta construida en exceso. Si no traemos un cliente de gran escala, estos costos serán traspasados a los hogares que no tienen el presupuesto para lidiar con precios más altos”.
Por tanto, tenemos esta hermosa oportunidad para entrar, respaldar la utilidad, entregar un cliente para que no se caiga a pedazos este acuerdo, le entregue un soporte a la comunidad y pueda estabilizar sus precios energéticos para la próxima década. Estas historias de la minería de bitcoin no salen a la luz. Y vale la pena constatar que esta fuente de energía es 60% libre de carbono.
- Harry Sudock
Es por esto que Jack Dorsey, CEO de Twitter y Space, ha hecho declaraciones controversiales diciendo que la red de Bitcoin incentiva la energía renovable. Square escribió un white paper sobre el tema en el 2021. Uno de los puntos fue el siguiente:
“Los mineros de bitcoin son compradores únicos de energía en el sentido que ofrecen una carga altamente flexible y fácilmente interrumpible, entregan pagos en una criptomoneda mundialmente líquida, y son completamente agnósticos a su ubicación, ya que requieren solamente una conexión al internet. Esta combinación de cualidades constituyen un activo extraordinario, un comprador de energía de último recurso que además puede ser encendido o apagado en cualquier momento.
En este momento Bitcoin sigue siendo muy nicho para que ingenieros de matrices puedan incorporarlo a sus planes, pero si mineros se hacen más regulares y visibles, pueden ser agregados a diseños y mercados de forma más transversal.
Si la red es suficientemente grande, cualquier fuente “siempre encendida” puede tener un equipo minero de bitcoin asociado absorbiendo de manera rentable la diferencia variable entre la oferta de esa electricidad y la demanda por la misma, ayudando que no se desperdicie. Eso disminuye el costo para los productores y consumidores, y hace que fuentes renovables de energía sean más rentables.
Agregado de la autora, Diciembre 2021: En el Informe de Q3 2021 del Concejo Minero de Bitcoin, el CEO del minero más grande de Bitcoin, Marathon Digital Holdings, declaró que cree que la co-ubicación es el futuro de la industria y su empresa ha estado hablando con varios de los proveedores de electricidad más grandes de Norteamérica sobre el tema de ubicar mineros junto a la generación de energía. Ahora esas empresas tienen equipos de investigación trabajando en el tema. Para Noviembre de 2021, una startup llamada Lancium recaudó $150 millones de dólares para construir instalaciones de minería de bitcoin con el diseño especifico de estabilizar la matriz de Texas, logrando la atención positiva de uno de los senadores del estado.
Por eso no consideraría que fuese algo malo si incluso Bitcoin excediera 1% del total de uso energético, ya que para ese momento estaría altamente optimizado para el sistema mundial y probablemente sería un neto-positivo para el sistema de energía.
4) Avanzando en nuevas tecnologías energéticas
La flexibilidad de minería de bitcoin le permite llenar vacíos para tecnologías renovables nuevas, ayudándolas a escalar y entregándoles una prueba de concepto. Aquí hay un ejemplo del mundo real, y que también muestra la forma en que actúa como una batería para absorber de forma rentable su capacidad de exceso:
Oklo Inc es una startup que planea construir plantas nucleares innovadoras. La mayoría de estas instalaciones son masivas y valen miles de millones de dólares, pero el plan de Oklo es crear micro-reactores, con instalaciones mucho más pequeñas, menores costos, menos producción de energía, y tiempos de construcción más rápidos.
Además, los reactores de Oklo son de un tipo que puede hacer uso del desecho de las instalaciones nucleares como su fuente de combustible. Esto reduce la radioactividad del desecho nuclear.
Como informa ZME Science:
“Los planes de Oklo nos entregan una fuente de poder confiable y rentable mientras también resuelve el problema de los desechos radioactivos, que necesitan ser almacenados y gestionados en condiciones particulares durante cientos de miles de años. Su solución es reutilizar el desecho en reactores autónomos que no intentan ralentizar la descomposición de los residuos nucleares. Efectivamente, tal tipo de reactor podría extraer más energía del combustible que ya ha sido gastado, dándonos un uso para los procesos que ocurren naturalmente en un vertedero de combustible radioactivo, en vez de dejarlos descomponer en una forma contaminante.
Lo que hemos hecho es llevarnos los desechos que habrías tenido que gestionar durante 100.000 o un millón de años… y ahora cambiarlo a una manera donde tienes que considerarlo durante unos cientos o quizás miles de años” dijo el cofundador de Oklo, Jacob DeWitte.
Sin embargo, como con cualquier tecnología, siempre hay letra chica. Tienes que preguntarte: “¿por qué esto no ha agarrado fuerza?”, considerando además que Oklo está utilizando un tipo de fisión que ya ha existido durante décadas.
Además del proceso de lidiar con reguladores que no son favorables a la energía nuclear, la letra chica parece ser que las pequeñas instalaciones de Oklo significan que los márgenes son muy apretados. La empresa ha propuesto operarlas a través de la automatización, sin la supervisión presencial de humanos. Esto ha llevado a reguladores a titubear; instalaciones nucleares sin supervisores son algo de un problema de seguridad.
Entran los mineros de bitcoin, porque aparentemente bitcoin arregla esto.
Oklo anunció recientemente un acuerdo de 20 años con Compass Mining. Oklo va a entregarle a Compass al menos 150 MW de poder eléctrico, comenzando a principios de los 2020.
“La minería de criptomonedas ofrecen caminos prometedores para acelerar el despliegue de tecnologías con energías renovables, y Oklo está posicionado para responder a esas demandas comerciales al entregarle a usuarios la conveniencia de comprar energía limpia, confiable y cost-effective en el cual puedan depender. El camino de Oklo busca optimizar sus diseños de plantas para ser competitivos en términos de costo con las formas más baratas de energía.
Las centrales nucleares con fisión avanzada de Oklo pueden producir confiablemente energía durante hasta veinte años sin la necesidad de “rellenar” y tienen las capacidades de convertir el desecho nuclear en energía limpia. Este proyecto comercial es escalable, y Oklo puede agregar capacidad adicional para acelerar los esfuerzos en sustentabilidad de Compass mientras impulsan a la vez las actividades mineras de Bitcoin.
Llamé al CEO de Compass, Whit Gibbs, para recopilar algunos detalles.
Me explicó que puede existir un pueblo con que Oklo pueda hacer negocios, donde construyen una pequeña planta en la periferia de la ciudad, entregándoles energía limpia a bajo costo. Un reactor de Oklo puede tener 15 MW de producción—en este ejemplo hipotético—pero el pueblo solo necesita 10 MW. Por tanto Compass entra e instala 5 MW de mineros de bitcoin, ubicados en conjunto con la planta de Oklo, para monetizar el resto de la producción y hacer que el proyecto sea más rentable. Como explicamos previamente, los mineros de bitcoin son singularmente adecuados para realizar esta tarea, ya que pueden ir a la fuente y operar, si es necesario, en áreas remotas.
Además, todo el equipo minero de Bitcoin requiere de personal y equipos de seguridad. Siendo que está ubicado en conjunto con la planta de Oklo, esta también tiene ahora monitoreo y seguridad adicional, como efecto colateral de estar emparejado a mineros de bitcoin que están pagando la porción extra de la energía de Oklo. Esto resuelve aparentemente su problema de seguridad y margen.
Y si el pueblo necesita más energía años después, los mineros pueden reducir su carga y/o mover sus máquinas a otro lado. Si el pueblo termina necesitando menos energía años después, Compass podría agregar mineros para llenar ese vacío. Eso reduciría el riesgo para Oklo.
No sé si las plantas de Oklo van a prender, pero gracias a la flexibilidad de la minería de bitcoin será interesante monitorear este tipo de prueba de concepto y enfoque para escalar nuevos tipos de energía.
Otro ejemplo viene de la startup PRTI que convierte llantas desperdiciadas en materias primas de hidrocarburos. El mundo produce más de mil millones de llantas desechadas todos los años, creados por hidrocarburos, y la mayoría son simplemente quemadas o enterradas.
PRTI desarrolló un proceso único de caldera sellada donde agarran esas llantas, las hierven, convirtiéndolas en materia prima para luego venderlas. Sin embargo, durante el proceso también producen gas natural, que pueden utilizar para generar electricidad. Dado que sus ubicaciones tienden a estar donde están las llantas, más que centros densos de población, su matriz eléctrica generalmente no tiene mucho uso para esa electricidad. Y no es suficiente gas para construir un gaseoducto o usarlo para otro propósito.
Así que PRTI agarra ese gas natural extra que generan y minan bitcoin. Como informa DCD:
“Product Recovery Technology International (PRTI) está procesando llantas descartadas en un sitio de Franklinton, al norte de Raleigh, para crear petróleo, syngas, carbón y acero. Luego usan el gas para generar electricidad con que minan Bitcoin. El proceso es escalable, la energía se puede usar para otros propósitos, y la compañía pretende desplegarlo en otros lugares incluyendo Europa.
Lo divertido es que incluso el artículo se equivoca al final. Escribieron una parte anti-bitcoin en el artículo:
“Obviamente hacer Bitcoin no es un beneficio ambiental en si mismo, ya que las criptomonedas simplemente queman energía para producir valor abstracto. La minería de bitcoin usa más energía que un país el tamaño de Argentina, y tiene una gran huella de carbono ya que no toda la energía que utiliza viene de energía renovable. Incluso cuando se hace con energía renovable, desvía la energía que podría ser usada para otros propósitos, por tanto elevando la huella de la raza humana”.
Si ese autor hubiese investigado el tema más en profundidad, sabría que PRTI mina bitcoin con su exceso energético más que enviarlo de vuelta a la red. Como explicó en un podcast el cofundador y antiguo CEO Jason Williams, la matriz local ofrece un precio extremadamente bajo por kWh para comprar energía de PRTI, ya que no necesitan esa energía, porque las plantas están ubicadas cerca de sitios de desechos y no centros poblados. Los precios de mercado dictan esa falta de demanda. Esta energía varada que PRTI crea al reciclar llantas que sino serían quemadas no estarían “desviando” energía.
Justamente lo contrario, PRTI mantiene una cantidad relativamente baja de energía, la que sería desperdiciada o enviada de forma no-económica de vuelta a la matriz, y así minan bitcoin. Esto mantiene la rentabilidad de su negocio, para que puedan continuar creciendo y haciendo el buen trabajo de reciclar llantas, y así disminuir la masiva fuente de contaminantes y desechos. A través de su proceso innovador, la minería de bitcoin resulta ser el mejor uso económico para aquella pequeña parte de energía que producen.
5) Remodelación de antiguas centrales eléctricas
Ya que los mineros de bitcoin son móviles y pueden hacer uso de energía que otras fuentes no pueden, a veces antiguas plantas apagadas pueden ser remodeladas y reconvertidas para minar bitcoin y crear dinero, empleos, y enviar electricidad de vuelta a la matriz.
Una región donde esta actividad es particularmente popular es Quebec y ciertas otras regiones de Canadá. Tal como China, tienen inutilizada bastante capacidad hidroeléctrica, asique mineros de Bitcoin han crecido bastante en esa región. Como informó Bitcoin Magazine:
“British Columbia y Quebec, dos de las economías más grandes de Canadá fueron construidas sobre la extracción de recursos, principalmente forestales y minería tradicional. Pero mucha de la madera, y plantas de papel de la región que eran alimentadas por hidroeléctricas han cerrado o se han mudado, dejando atrás infraestructura ya construida.
Áreas de Washington State y Nueva York tienen ventajas similares—mucha energía varada y barata, resabios de un tiempo cuando la manufactura dominaba la región y las fábricas debían estar cerca de las fuentes para ser rentables”.
Puedo confirmar esto con Compass Mining. Mirando su lista de instalaciones, un montón de ellas están en Canadá, usando una parte de esta energía hidroeléctrica inutilizada.
Sin embargo, no cualquier planta antigua es un activo hidro varado. Algunas son antiguas plantas de carbón. Un artículo de Mayo 2021 del Wall Street Journal dio un ejemplo controversial sobre el tema:
“Uno de los proyectos más ambiciosos—y controversiales—viene de la empresa privada Atlas Holdings. Basados en Greenwich, Conn., la empresa se dedica a rediseñar compañías con problemas. Compró en 2014 la central eléctrica de carbón Greenidge luego que la planta en Dresden, NY, haya sido cerrada unos años antes porque operarla era poco atractivo económicamente.
Atlas primero convirtió la planta de carbón en una de gas natural. Luego, el año pasado, inauguró un data center para minar bitcoin utilizando la electricidad generada por la planta. La empresa dijo que tiene actualmente 19 megawatts de capacidad minera y sus planes son elevarlo a 85 megawatt hacia fines de 2022”.
Por un lado, la planta Greenidge no estaba siendo utilizada, y gracias a bitcoin logró ser nuevamente productiva como una planta de gas natural (mucho más limpia que el carbón) y generó empleo en la región. Además, de acuerdo al artículo, también envía electricidad a la matriz.
Por otro lado, algunas personas en la comunidad han observado que las instalaciones calientan una parte del lago que existe, causando un impacto medioambiental negativo. Obviamente, la planta tendría el mismo impacto si fuese usado para otra cosa. Los mineros simplemente lo resucitaron.
Para cualquier industria de este tamaño, habrá naturalmente ejemplos anecdóticos de temas medioambientales. Eso es para que la jurisdicción local decida que hacer, sea relacionado a bitcoin, el refinamiento de aluminio, o alguna otra cosa.
Mientras algunas jurisdicciones generen resistencia a esa actividad por razones medioambientales, otras querrán atraer específicamente a mineros de bitcoin. Kentucky, por ejemplo, aprobó una ley en 2021 que entrega exenciones tributarias a mineros. Estos pueden hacer uso de activos varados, agregar capacidad a la matriz, contratar trabajadores, y entregarle al estado un nuevo ingreso. Por algo Kentucky es uno de los estados que está recibiendo un mayor flujo de mineros este año.
6) Impulsar la electricidad en países en desarrollo
Muchos países de bajos recursos tienen recursos energéticos, incluyendo capacidad hidroeléctrica. Sin embargo, tienen un problema del huevo y la gallina. A menudo es muy difícil para ellos construir la transmisión eléctrica e infraestructura de distribución para mover esa electricidad desde donde es generada a donde es consumida. Y no tienen mucho capital, porque no hay mucha capacidad productiva esperando usar esa electricidad.
Bitcoin presenta una oportunidad interesante para que algunas de estas áreas puedan construir su capacidad eléctrica y generar ingresos. Si una fuente es desarrollada, los mineros pueden entrar y darle al sitio rentas inmediatas, hasta que esa electricidad se pueda poner a mejor uso. Como describe Alex Gladstein de la Human Rights Foundation:
“Miles de millones de personas en naciones en desarrollo enfrentan el problema de la electricidad varada. Para que estas economías crezcan, tienen que expandir su infraestructura eléctrica, que es una misión intensiva en costos y compleja. Pero cuando construyen plantas—con ayuda extranjera—e intentan capturar energía renovable en lugares remotos, a menudo esa electricidad no tiene a donde ir.
En muchos países de África, por ejemplo, hay bastantes recursos solares, eólicos y hídricos. Estas fuerzas podrían impulsar la actividad económica, pero las comunidades locales y gobiernos usualmente no tienen los recursos para invertir en la infraestructura que impulse el proceso.
Donantes extranjeros o inversionistas no tienen ganas de apoyar proyectos que no tienen un claro camino a la sustentabilidad o lucro. Sin líneas fuertes de transmisión para entregar energía de puntos de cosecha a centros poblados, los constructores de estas plantas podrían esperar años antes que puedan construir sin un subsidio extranjero.
Aquí es donde Bitcoin podría cambiar el juego en términos de incentivos. Nuevas plantas de energía, sin importar cuan remotas sean pueden generar ingresos inmediatos, incluso sin líneas de transmisión al dirigir su energía a la red de Bitcoin y convertir luz, agua o viento en dinero.
A medida que las autoridades locales o clientes comiencen a conectarse a la planta, y estén dispuestas a pagar más por energía que lo que están dispuestos los mineros, la carga de Bitcoin se reduce y las comunidades pueden crecer. De esta forma, la actividad económica y matrices renovables pueden ser impulsadas por la minería de Bitcoin. Y la ayuda internacional podría prender la mecha”.
- Alex Gladstein, Mayo 2021
En suma, creo que esta es un área interesante y poco explorada.
El concepto atrajo atención en Junio 2021 cuando El Salvador hizo a Bitcoin moneda de curso legal. Gladstein le preguntó al presidente Bukele durante un evento en línea si El Salvador consideraría usar algunos de los recursos geotermales poco utilizados para la minería de bitcoin. Bukele respondió que probablemente sería una buena idea, y días más tarde anunció que dirigió al operador geotermal estatal desarrollar un plan para minar bitcoin con esta fuente.
Falta por ver si resulta esta idea, pero si lo logra, podría utilizar una fuente de energía limpia para generar ingresos en un país pobre. Una vez que los recursos sean desarrollados para la minería de bitcoin, podrían luego conectarlos a esa fuente de energía para otros propósitos, a medida que centros poblados requieren más electricidad.
La prueba de trabajo de Bitcoin versus métodos alternativos
Hasta ahora hemos establecido que Bitcoin usa menos de 0,1% de la energía global, y que una cantidad significativa de energía que usa es varada o desperdiciada, e incluso renovable. Nos pueden ayudar a traer nuevos tipos de energía al mercado gracias a su flexibilidad.
Pero ¿podemos hacer una blockchain que es aún más eficiente? Eso es lo que dice ser la prueba de delegación (proof of stake, en inglés), comparada con el modelo prueba de trabajo de Bitcoin. Muchas criptomonedas nuevas usan la prueba de delegación como su modelo de seguridad y consenso.
Como describimos previamente, PoW (prueba de trabajo) es un sistema donde mineros compiten con electricidad y poder de procesamiento para construir la cadena más larga, que se convierte luego en la aceptada por la red.
En contraste, la prueba de delegación es un sistema donde tenedores de la criptomoneda depositan y congelan, o delegan sus monedas, usándolas para votar en la blockchain válida, y ser recompensados con más monedas cuando crean exitosamente nuevos bloques. En lugar de comprometer electricidad y poder computacional para crear nuevos bloques, están comprometiendo su stake de monedas.
La prueba de trabajo es simple porque no existe la necesidad de castigar “malos” mineros que intentan validar la cadena equivocada o crear bloques inválidos que no se ajustan a las reglas de los nodos. Su castigo es simplemente que gastan electricidad en bloques que no eran válidos o no fueron incluidos en la cadena más larga y por tanto perdieron dinero. Se hieren a si mismos, y por tanto eso ocurre pocas veces a propósito. Existe una conexión tangible entre la cadena de bloques y los recursos del mundo real.
La prueba de delegación es más compleja, ya que no existe conexión entre recursos del mundo real, y el sistema necesita una forma de castigar a delegadores que votan por la cadena “equivocada”. Además, necesitan una manera de asegurar que los delegadores no están votando por todas las cadenas posibles (lo que no puede ocurrir con la prueba de trabajo ya que necesita recursos naturales). Por tanto, la prueba de delegación es un sistema mucho más compleja que va a quitar las monedas de un delegador que vota de forma indebida, y además necesita tener formas de revisar si están votando por múltiples cadenas.
Ben Edgington, un desarrollador de Ethereum y alguien que está a favor del próximo cambio de Ethereum hacia un modelo basado en la prueba de delegación fue al Podcast de Compass Mining y explicó los desafíos a largo plazo que enfrenta el protocolo a medida que transita su cambio largo (y atrasado) de prueba de trabajo a prueba de delegación:
“La razón de porque nos hemos demorado—hemos dependido de la prueba de trabajo por más de cinco años—es que la prueba de delegación es complicada. Fundamentalmente, la prueba de trabajo es muy simple, fácil de analizar, implementar y desplegar, mientras que la prueba de delegación tiene muchas partes móviles. Puedes desarrollar un algoritmo de prueba de trabajo en unas cien líneas de código. Nuestros clientes actuales son cien mil líneas para la prueba de delegación.
Y creo que los fundamentos teóricos para la prueba de delegación han demorado en madurar. No es obvio como hacerlo robusto, siendo que existen ataques como ataques a larga distancia y cosas que simplemente no existen en la prueba de trabajo, de tal forma que hemos tenido que pensar soluciones. Así que hemos confiado en el algoritmo ya probado de la prueba de trabajo que ha servido a Ethereum bastante bien”.
El anfitrión del podcast discutió como los primeros proponentes de Bitcoin estaban interesados inicialmente en la prueba de delegación pero determinaron que tenía muchos vectores de ataque. Luego le preguntó a Ben como Ethereum y su modelo de delegación se defendería ante esos ataques. Ben piensa que es robusto y está a favor del cambio, y describe las soluciones alternativas de prueba de delegación de la siguiente forma:
“La dificultad inicial fue resolver lo que llamamos “equivocación” que significa que no cuesta casi nada producir un bloque, asique si soy un proponente de bloques, puedo proponer dos o tres o cien, y emitirlos a la red que no tiene una forma real de distinguir entre esos bloques. Eso puede ser extremadamente disruptivo y atacar la cadena, ciertamente dividirla, y por tanto hemos creado un mecanismo llamado “slashing”. Para un proponente que propone bloques conflictivos, es una ofensa “cortante”. La red puede detectar eso. Otro proponente puede venir y decir que existen dos bloques propuestos por el mismo validador en el mismo momento, con su firma, que no puede ser falsificada, así que aquí hay una prueba que actuaron incorrectamente. Entonces parte de su delegación se les quita y son rechazados por la red a partir de ese momento. Solamente se te da una oportunidad. En la prueba de trabajo, si tu ataque de 51% fracasa, puedes aumentar tu poder e intentar nuevamente. En la prueba de delegación tienes solamente una oportunidad, y si actúas mal te cortan, expulsan de la red, y tu ETH es congelado por un tiempo, asique es un proceso de autocuración en ese sentido. Ese fue un gran descubrimiento teórico que nos hizo pensar: “podemos hacerlo, existen soluciones a algunos de estos ataques comunes”.
Otro se llama un ataque a larga distancia, aunque este es un poco sutil. La idea es que una vez que ya no seas validador, puedes efectivamente retroceder el tiempo. Así que si me salgo de la red y puedo retroceder un mes, producir (si tengo suficientes llaves validadoras) cuantos bloques históricos que quisiera, puedo escribir una historia diferente para la cadena, que se opone a la historia actual. Como ya no pertenezco a la red, no me pueden cortar (hacer slashing). Eso es un ataque a larga distancia. Tenemos un análisis junto a un entendimiento de esto, que odiarán los bitcoiners llamado “subjetividad débil”. Es la idea que cualquiera que está continuamente en línea está siempre seguro, porque están monitoreando la cadena y siempre saben cual es la cadena correcta. Si lo sincronizas de cero, desde génesis, existe el peligro que sigues una cadena atacante, asique necesitas un punto de control, que garantiza que estás en la cadena correcta, que necesitas conseguir de alguien que ha estado en línea durante el período completo o alguien que está garantizado en la cadena correcta. Eso es lo que llamamos “subjetividad débil”. Existen reglas sobre cuan frecuentes estos puntos de control necesitan ser producidos, cómo podemos depender de ellos, y cómo estamos construyendo mecanismos “algo-sin-confianza” para tener control de estos puntos. Yo entiendo que es un fuerte punto de quiebre con la ideología de Bitcoin en el sentido de que alguien al vacío debería ser capaz de sincronizar desde el bloque génesis y saber que están en la cadena correcta sin necesitar confiar en nadie. Nosotros no estamos haciendo eso. Eso parece ser muy difícil con la prueba de delegación, y es un compromiso que hemos hecho, pero creemos que en la práctica esto se puede trabajar y no llevará a ningún ataque”.
Más allá de una mayor cantidad de complejidad, confianza y superficies de ataque, el principal tema con la prueba de delegación es la centralización. Mientras más monedas tienes, más poder de voto, y aquellos con las monedas son también los que obtienen nuevas monedas al delegar. Ya que no necesitan gastar recursos para delegar, pueden simplemente aumentar su cantidad delegada a medida que obtienen más monedas por las recompensas de delegación, y crecer exponencialmente su influencia sobre la red.
Sería como un sistema político donde tienes un voto por cada cien dólares que tienes, y luego el gobierno te paga un dólar por emitir un voto. Mary, la profesora de ciencia que tiene $20.000 USD en riqueza tiene 200 votos y obtiene $200 del gobierno por votar. Jeff Bezos, con $200 mil millones en USD de riqueza tiene 2 mil millones de votos y obtiene $2 milmillones del gobierno por votar. Es un ciudadano más valioso que Mary, por un factor de un millón, y también le paga más el gobierno por ya ser rico.
Ese no es un sistema en que a muchos les gustaría vivir. Eventualmente se consolidaría en un oligopolio, con un puñado de multibillonarios controlando la mayoría de los votos. Si se es muy centralizado, ya no es una blockchain descentralizada.
En cambio, un sistema con prueba de delegación funciona bien para aquellos con una parte de propiedad privada, como corporaciones. En una corporación, cada cuota vale un voto en diversas propuestas y directorios, ya que los dueños deciden qué hará la empresa en proporción a su propiedad.
Por lo tanto, no considero el modelo de prueba de delegación mala para que otras criptomonedas la usen, si la usan en el sentido de una corporación. De hecho, la prueba de delegación puede aumentar el costo de atacar el protocolo, ya que un grupo de atacantes necesitaría adquirir más de la mitad de las monedas (a menos que encuentren y exploten una vulnerabilidad, debido a una mayor superficie de ataque). Existen ciertos proyectos DeFi o plataformas, por ejemplo, que operan como una empresa y usan la prueba de delegación para ser eficientes y costosas atacar, siempre y cuando todo ande bien.
En cambio, considero la prueba de delegación no ser adecuada para un dinero global, descentralizado, democrático y resistente a la censura, especialmente porque este artículo muestra qué tan marginal el impacto negativo que tiene el uso energético de Bitcoin es para el mundo, junto con tener un número de impactos positivos.
Como dice Adam Back, co-fundador y CEO de Blockstream:
“Puedes ver con otros dinero mercancías, como el oro físico. Es un sistema que funciona porque el dinero tiene un costo. Creo que el dinero que no tiene un costo termina siendo político. Personas más cerca al dinero, el llamado Efecto Cantillón, van a tener una ventaja”.
En un sistema con prueba de trabajo, el poder es distribuido entre mineros, desarrolladores, y nodos individuales. Tu habilidad de ser minero está basada en tu habilidad de recaudar capital y encontrar electricidad de bajo costo. Más que los mineros establecidos teniendo una ventaja y aumentando su ventaja con el tiempo, los mineros nuevos tienen más ventaja porque compran máquinas más nuevas con más poder de procesamiento por watt, gracias a la Ley de Moore. Las empresas mineras, viejas y nuevas, están constantemente refrescándose, haciendo uso de recursos energéticos varados o baratos.
Además, los diseñadores de la red de Bitcoin hicieron grandes esfuerzos para hacer que sea fácil y barato correr un nodo completo (a diferencia de cualquier otra criptomoneda). En la red de Bitcoin, el poder real recae en los nodos, y no los mineros. Si los mineros se intentan coludir y minar bloques que no son válidos, la red de nodos no lo aceptarían.
Muchas otras blockchain que han existido desde la creación de Bitcoin hacen varias compensaciones incluyendo hacer que los nodos requieran mucho poder de procesamiento, banda ancha y almacenamiento, de tal forma que solo entidades industriales puedan correrlos, lo que centraliza la red en un puñado de proveedores.
La prueba de trabajo y el diseño de bloques pequeños le entrega mucho poder al usuario individual. Cualquiera corriendo un nodo completo puede auditar la cadena entera, verificar sus transacciones individuales, y participar en el efecto red que asegura el consenso.
Como bitcoin sobrevivió no ser prueba de delegación
Le recomiendo a personas interesadas en Bitcoin y el espacio de las criptomonedas en su totalidad leer The Blocksize War, que es un libro de 2021 que documenta la historia de la red de bitcoin a medida que distintas facciones luchaban entre ellas para moldear el diseño del protocolo y ver quien tenía el poder (desarrolladores, mineros corporativos/exchanges, o usuarios individuales/nodos). Fue una prueba real del nivel de descentralización de Bitcoin.
Desde principios de la creación de la red, existía una división entre personas que querían aumentar el tamaño de bloques y personas que querían mantenerlo pequeño. Aumentar el tamaño de bloques le permite a la red procesar más transacciones por unidad de tiempo (sin tomar en cuenta soluciones de segunda capa y de cadena lateral, como Lightning y Liquid, que aun no existían). Sin embargo, aumentar el tamaño de los bloques también aumenta la banda ancha y almacenamiento requerido para correr un nodo completo, y así deja fuera esta posibilidad a cualquiera con un computador personal o Raspberry Pi.
Si usuarios no pueden minar u operar un nodo completo ellos mismos, deben confiar en proveedores de red más grandes, y Bitcoin dejaría de ser un sistema descentralizado minimizador de confianza.
Luego de que las semillas de este desacuerdo se esparcieran, fue entre 2015 y 2017 que la guerra del tamaño de bloques entró en un conflicto total.
En un momento de 2017, más del 80% del poder de procesamiento minero, el mayor creador de equipos de minería, un número de antiguos desarrolladores importantes de Bitcoin y varios custodios y exchanges como Coinbase y Grayscale estaban a favor de aumentar el tamaño de bloque con una actualización denominada SegWit2x (no se confundan con la actualización SegWit). Eso es una tremenda cantidad de apoyo entre jugadores corporativos dentro de la industria. Y aun así, fracasaron. Los desarrolladores core y operadores de nodo individuales no estaban de acuerdo con el plan, y junto con varias otras razones, se abortó.
“SegWit2x (abreviado B2X o S2X, y originalmente llamado SegWit2Mb), fue un hardfork fracasado delineado en el Acuerdo de Nueva York que intentaba doblegar el tamaño de bloques. El hardfork ha sido denunciado como intento hecho por CEOs y dueños de grandes empresas de Bitcoin para introducir cambios al protocolo y al ciclo de desarrollo con motivos siniestros”.
Aunque más de 80% de los mineros señalaron la intención de aplicar SegWit2x y el Acuerdo de Nueva York, este no logró generar consenso entre la comunidad y los desarrolladores Core”.
- Bitcoin Wiki
Si Bitcoin hubiese sido prueba de delegación, y sin que los operadores individuales de nodos tuvieran el verdadero poder dentro de la red (siendo esos nodos diseñados específicamente para que cualquiera pudiera correrlos), aquellos grandes entidades corporativas quizás habrían sido exitosos en rediseñar la red, lo que habría hecho imposible correr un nodo completo y habría centralizado el protocolo.
Si Bitcoin fuese construido sobre un modelo con prueba de delegación, donde mientras más monedas tengas más votos tienes sobre como funciona la red, los exchanges y custodios más grandes podrían haber usado las millones de monedas que guardaban en nombre de sus clientes para votar a favor de sus propios intereses.
Durante esta guerra, algunas personas del bando del bloque grande también crearon sus propias versiones de Bitcoin, incluyendo Bitcoin XT, Bitcoin Classic, Bitcoin Unlimited, Bitcoin Cash, y Bitcoin Satoshi Vision. A medida que han sido rechazadas por el mercado, todas han caído significativamente vs Bitcoin en términos de mercado de capitalización y hash rate.
La prueba de trabajo junto a los pequeños nodos completos son la principal manera de mantener una cadena suficientemente descentralizada y con el nivel más alto de seguridad. Si Bitcoin algún día cambia a otro sistema, sería solamente con el consenso abrumante de sus usuarios.
Cada propuesta existente para hacer que la red de Bitcoin sea menos intensiva de energía, y cada blockchain supuestamente superior, viene con pros y contras. Esos trade-offs quizás hagan sentido para otras cadenas, pero no para Bitcoin.
Pensamientos finales y resumen
Existe una división entre la comunidad de Bitcoin sobre como deberían responder a preocupaciones medioambientales.
Algunas de las empresas más grandes han formado el Concejo de Minería de Bitcoin para recolectar datos voluntarios por parte de mineros sobre las fuentes de energía que usan. Sus resultados iniciales de Q2 2021 sugieren que la minería de bitcoin utiliza una tasa más alta de energía sustentable que casi cualquier matriz eléctrica del país:
La visión general del Concejo y sus miembros es que es útil tener esa información, asique recolectar datos y presentárselo a asignadores de capital y hacedores de políticas es inherentemente un aporte. Y tal como sus encuestas demostraron, la minería de bitcoin tiene una alta tasa de energía sustentable, que hace sentido dado el hecho que Bitcoin busca energía varada y barata. Esto les entrega a asignadores de capitales y policymakers una serie de información útil con que trabajar, más que la clásica histeria que presentan los medios.
Otros, como algunos mineros más pequeños y usuarios individuales han resistido enmarcar la discusión y la idea de un concejo de industria. A sus ojos, la red no debería tener que desdoblarse en alcanzar requerimientos medioambientales, incluso más que otras industrias, y están preocupados que los reguladores intenten impulsar que ciertos tipos de energía se prioricen en la red, sin entender los detalles de como esta consume energía.
Por ejemplo, utilizar gas natural varado que sino sería quemado sin uso es lo más limpio que puedes pedir, a pesar del hecho que estás quemando combustibles fósiles.
Ambos lados tienen argumentos válidos. Como analista encuentro útil tener datos sobre la industria, pero también veo porque muchos son cautelosos con como se lleva el debate y cualquier intento de policymakers (a menudo basados en desinformación) para cambiar o centralizar sus actividades.
Resumen de la investigación
En general, los principales resultados de este largo informe son los siguientes:
- Bitcoin entrega un servicio para que personas puedan guardar y transferir valor. Hasta ahora, el mercado con sus millones de participantes ha decidido que tiene valor, y como cualquier cosa de valor, este consume energía.
- La minería de Bitcoin usa menos de 0,1% de la energía mundial, y por diseño no puede usar más energía que la utilidad que le está entregando a sus usuarios.
- Una cantidad importable de energía que es usada por Bitcoin sería varada o desperdiciada. Esto es porque los mineros de bitcoin tienen la capacidad única para llegar a las ubicaciones más remotas y lidiar con energía inconsistente que otros consumidores no pueden, siempre y cuando sea barata.
- La red continúa haciéndose más eficiente todos los años, debido a los subsidios decrecientes de bloques (desinflación estructural). Además, capas adicionales como la red Lightning expande dramáticamente su eficiencia por transacción a medida que se siguen construyendo y se hacen aún más operable. Como cualquier otro sistema financiero funcional, Bitcoin usa un enfoque de escalamiento por capas.
- Blockchains que usan otros modelos de consenso con menores requerimientos energéticos, como la prueba de delegación, hacen trade-offs para lograrlo. No existen los almuerzos gratis, y estas otras formas de consenso no son estrictamente “mejores” que Bitcoin, ya que tienen una mayor superficie de ataque y mayores riesgos de centralización.
- Por esas razones, si bitcoin continúa siendo exitoso o fracasa en términos de una mayor adopción, no existe riesgo de que la red use demasiada energía. Por cualquier métrica, es un error de cálculo en cuanto el consumo total de energía, con una importante cantidad de su uso energético consistiendo de energía sustentable o desperdiciada.
- Personas se enfocan demasiado en el “E” medioambiental de ESG y como este se relaciona con Bitcoin y a menudo olvidan el componente “SG”—social y gobernanza. A fin de cuentas, yo considero a Bitcoin uno de los activos más ESG que existen, y no solo en el concepto sanitizado corporativo al que generalmente se refiere ESG.