La vérité sur le minage de bitcoin, l'énergie et l'environnement

Cet article est une traduction en français de l’article original » The Single Most Important Truth About Bitcoin Mining, Energy and the Environment » écrit par Troy Cross, professeur au Reed College et membre du Bitcoin Policy Institute.

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La semaine dernière, Greenpeace USA a projeté des animations montrant les PDG de JPMorgan Chase, Jamie Dimon, et du PDG de BlackRock, Larry Fink avec des yeux lasers sur les gratte-ciel de Manhattan, accompagnées de statistiques choquantes sur l’utilisation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre du minage de Bitcoin.

Selon la publicité tapageuse, Bitcoin consomme plus d’énergie que de nombreux pays, émet plus de carbone que des millions de voitures, et sa pollution « VA S’AGGRAVER AGGRAVER AGGRAVER AGGRAVER ! » Quatre « AGGRAVER » ont été empilés verticalement, au cas où les trois premiers ne vous auraient pas persuadé.

En tant qu’écologiste qui étudie l’empreinte énergétique du minage de Bitcoin depuis 2011, j’ai une perspective radicalement différente. Je pense que Bitcoin présente un énorme potentiel en tant qu’outil pour décarboniser le réseau électrique, réduire les émissions de méthane et accélérer l’électrification du chauffage. Je pense que les émissions dues au minage de Bitcoin seront en baisse constante dans le futur.

Et je pense aussi que cela aboutira à une énergie moins chère, et non pas plus chère.

Comment Greenpeace USA et moi-même avons-nous des opinions si radicalement opposées ?

Les personnes qui sont critiques sur le Bitcoin n’ont pas encore saisi le point le important sur l’impact de Bitcoin sur les systèmes énergétiques : le minage de Bitcoin tend à utiliser uniquement l’électricité la moins chère au monde, partout et à tout moment. À l’heure actuelle, la plupart des mineurs paient déjà bien moins de 0,08 dollar par kilowatt-heure (kWh) pour leur électricité, certains affirment même avoir des tarifs aussi bas que 0,02 dollar/kWh.

Mais ces chiffres continueront de baisser dans les mois et les années à venir, jusqu’à ce qu’il soit rentable de miner Bitcoin avec de l’électricité gratuite ou presque.

Dans la suite de l’article, je vais d’abord soutenir cette affirmation, puis montrer que les effets de l’achat par les mineurs de Bitcoin d’une énergie quasiment gratuite seraient globalement positifs pour les systèmes énergétiques et pour l’environnement.

Pourquoi les mineurs de Bitcoin n’utiliseront que l’électricité la moins chère au monde ?

Voici quelques faits incontestables mais sous-estimés concernant Bitcoin.

Les mineurs gagnent des bitcoins à partir de deux sources : la récompense des blocs et les frais de transaction. Les frais de transaction représentent actuellement un pourcentage négligeable des revenus des mineurs, nous les mettrons donc de côté. La récompense de bloc est la manière dont de nouveaux bitcoins entrent en circulation : 900 nouveaux bitcoins sont distribués aux mineurs du monde entier chaque jour, proportionnellement à leur puissance de calcul.
Ce taux d’émission est réduit de moitié tous les quatre ans, lors de l’événement appelé le « halving ». En avril 2024, cette émission de nouveaux bitcoins passera à 450 BTC par jour et restera à ce niveau jusqu’en 2028, date à laquelle elle passera à 225 BTC par jour.
Bitcoin est un actif produit à partir de la même source – l’électricité – à peu près au même rythme par les mêmes machines de minage spécialisées (circuit intégré spécifique à une application, ou « ASIC« ), où qu’elles soient dans le monde. Une fois miné, Bitcoin est vendu sur un marché mondial et « envoyé » instantanément à son acheteur en l’enregistrant sur le registre de Bitcoin lui-même.
Les mineurs de Bitcoin sont flexibles et sont malléable ; ils peuvent rapidement allumer et éteindre leurs machines et ajuster leur consommation d’électricité avec une perte de profit minimale.
Le plus grand pôle de dépense des mineurs – à plus de 70% – concerne la facture d’électricité.

Comment ces faits montrent-ils que le minage tend vers une utilisation d’énergie quasi gratuite ?

Premièrement, l’uniformité et la disponibilité des moyens de production de Bitcoin – les ASIC – et la fongibilité du produit signifient qu’il y a une très faible barrière à l’entrée sur ce marché. Les bitcoins que vous produisez seront aussi valides que ceux des autres et vous utiliserez les mêmes machines pour les produire. Donc, s’il est possible de miner un bitcoin moins cher, alors quelqu’un, quelque part dans le monde, le fera, parce que les gens cherchent toujours à gagner plus.

Deuxièmement, une fois que le marché du minage est saturé, les mineurs ayant les dépenses les plus élevées se trouveront juste à la limite de la rentabilité – avec assez de profit pour que cela vaille la peine de continuer – et personne d’autre ne sera tenté d’entrer sur le marché à moins qu’ils puissent réduire leurs dépenses et leurs frais. Si un nouveau mineur entre en scène pendant la saturation, et qu’il est rentable, alors le mineur existant qui était marginalement rentable fera faillite.

Troisièmement, les mineurs ayant accès à une électricité moins chère bénéficient d’un avantage considérable. Si l’énergie représente 70% de vos coûts et que vous pouvez réaliser 50% d’économies sur l’énergie, si vous réduisez vos dépenses de 35%, cela entraîne une augmentation spectaculaire de vos bénéfices.

D’autres avantages commerciaux sont à prendre en compte – le firmware, le refroidissement, les taxes, le personnel, l’accès au capital, le temps de fonctionnement, etc. – mais l’éléphant dans la pièce est votre facture d’électricité. Si vous avez un désavantage significatif sur un coût qui représente 70% de vos dépenses, alors peu importe vos autres avantages, votre entreprise est condamnée ; des réserves d’énergie moins chères seront exploitées quelque part dans le monde jusqu’à ce que vous déposiez le bilan.

Quatrièmement, le halving de l’émission de bitcoin, qui aura lieu en avril 2024, élimine brutalement les mineurs moins rentables tous les quatre ans.

Lorsque le montant total d’argent que les mineurs de bitcoin sont censés dépenser pour leur facture d’électricité diminue d’environ 50% en neuf mois – ce qui se produira, à moins que le prix de Bitcoin ne double ou qu’il n’y ait une augmentation spectaculaire du marché des frais de transaction – tout mineur avec des faibles marges sera contraint de trouver une énergie moins chère ou d’arrêter son activité.

Les impacts d’une consommation avare en énergie (« Energy Cheapskate »)

Nous pouvons donc conclure que le bitcoin tendra vers l’énergie la moins chère au monde. Qu’est-ce que cela veut dire? Une implication immédiate est que le bitcoin ne va pas faire grimper le prix de l’électricité pour qui que ce soit pendant très longtemps. Cela serai difficile autrement. Si l’entrée des mineurs de bitcoins sur un marché de l’électricité augmente considérablement les prix pour les utilisateurs, ces prix seront par la suite plus élevés que dans d’autres régions du monde et il sera alors plus rentable de miner ailleurs. Les mineurs de la région où l’électricité est devenue trop chère se retrouveront alors en difficulté.

De plus, les mineurs, puisqu’ils sont peuvent s’arrêter à tout moment, n’utiliseront jamais d’électricité aux heures où elle est la plus chère – lorsque le coût de l’électricité pour miner un bitcoin est supérieur à un bitcoin – et ne contribueront donc jamais aux pics de demande au sein d’un réseau. Ces pics de demande sont en grande partie responsables des besoins en infrastructures et des coûts élevés de l’énergie. Alors que les mineurs peuvent augmenter les seuils de prix (mais pas trop, sinon ils seront en concurrence !), ils ne feront certainement pas augmenter les plafonds de prix.

Une autre conclusion du point de vue environnemental est bien plus dramatique : l’énergie la moins chère au monde est celle que personne, pour le moment, ne veut. Cela signifie que c’est une énergie qui est bloquée quelque part ou qui est produite au mauvais moment. Cette électricité presque gratuite et excédentaire est principalement le résultat d’une production qui ne peut pas s’adapter aux fluctuations de la demande (nucléaire, hydroélectricité, éolien ou solaire).

Pour une centrale à gaz, si la demande baisse, on réduit simplement la quantité de gaz utilisée. Mais lorsque la demande baisse pendant une partie de la journée, ou lorsque l’industrie lourde quitte une région, ces sources d’énergie non fossiles ne peuvent pas réduire leur production, et en conséquence, les prix baissent. Avec des projets ambitieux de centrales électriques basées sur des énergies renouvelables, de telles poches d’énergie excédentaire ne cesseront de croître dans les décennies à venir.

Ainsi, Bitcoin qui exploite l’énergie produite en excès par les énergies renouvelables, à un moment inopportun, ou par des centrales nucléaires ou hydroélectriques sur des marchés locaux, améliore l’économie de ces centres de productions d’électricité.

Lire l’article : La société de minage Gridless améliore l’économie des villages africains

Une analogie peut aider ici. Supposons qu’un client de boulangerie accepte à l’avance d’acheter une certaine quantité de pâtisseries chaque jour, sauf les jours très fréquentés, où il annulerait sa commande quotidienne. Supposons que le client accepte également d’acheter toutes les pâtisseries invendues à la fin de chaque journée. C’est comme ça que fonctionne le minage de Bitcoin.

Tout comme le client idéal de la boulangerie qui est un acheteur régulier, mais aussi respectueux des autres acheteurs, les mineurs acceptent d’acheter une certaine quantité d’énergie à l’avance, de manière prévisible, à un prix bas, mais éteignent leurs machines pour laisser place à d’autres acheteurs qui peuvent payer des prix plus élevées pendant les pics de demande.

Et tout comme l’acheteur de la boulangerie attend des produits de boulangerie invendus à la fin de la journée, les mineurs de Bitcoin avec des machines plus anciennes et moins efficaces attendent la seule énergie avec laquelle ils sont rentables : celle qui est gratuite.

Dans les deux cas, le vendeur – de pâtisseries ou d’énergie – est capable de répondre aux demandes de son client, tout en bénéficiant de revenus plus stables grâce à ce client très spécial et flexible.

Une autre conséquence de la consommation avare en énergie de Bitcoin est qu’il est bien adapté pour optimiser les énergies gaspillées. Le méthane brûlé ne rapporte absolument rien, mais peut être utilisé pour produire de l’électricité et miner du Bitcoin. Il en découle que les mineurs de Bitcoin chercheront du méthane brûlé, que ce soit dans les décharges, les stations d’épuration des eaux usées, les fermes ou dans les sociétés pétrolières, et en profiteront pour atténuer ce que les Nations Unions considèrent comme « le levier le plus puissant dont nous disposons pour ralentir le changement climatique au cours des 25 prochaines années ».

Enfin, toute l’énergie qui entre dans un ASIC sous forme d’électricité en ressort sous forme de chaleur. Les mineurs qui trouvent un moyen de vendre cette chaleur auront un avantage concurrentiel sur ceux qui ne le font pas. Cela se produit déjà dans diverses situations – spas, distilleries, chauffage urbain – là où cela a du sens. Et nous pouvons en déduire que cela continuera si c’est une activité rentable.

Pour finir, le minage de bitcoin est un marché presque parfait avec des marges tendant vers zéro, dont l’apport le plus important est l’énergie. Étant donné que le minage de bitcoin n’est pas lié à un endroit géographique fixe, il se déplacera là où l’électricité est la moins chère. Autrement dit, là où il y a peu de concurrence pour une une énergie qui serait gaspillée, qui représente le sous-produit inévitable de notre production énergétique actuelle.

La consommation de ce qui serait autrement de l’énergie gaspillée se veut alors être bénéfique et non néfaste pour l’économie de l’énergie ans son ensemble, étant donné qu’elle améliore l’économie de la production d’électricité non distribuée. Cela incite également à la réduction des émissions de méthane et incite à l’électrification des usages fossiles.

Les complications du monde réel et les questions difficiles qui persistent

Les déductions que j’ai faites ci-dessus doivent être comprises avec une certaine vigilance. Les mineurs peuvent s’endetter et fonctionner à perte, de telle sorte à ce que les mineurs peuvent prospérer s’ils ont accès au capital plutôt qu’à de l’énergie bon marché. Le critère de la réglementation peut aussi l’emporter sur le prix de l’électricité – qui voudrait avoir une société de minage bitcoin qui peut être saisie à tout moment par un gouvernement corrompu ?

Lors des périodes de hausse du marché, il arrive que les ASIC, ou autres équipements électriques ne sont pas disponibles en quantité suffisante. Cela pousse alors les mineurs à consommer une énergie plus chère jusqu’à ce que les ASIC et autres équipements soient disponibles en quantité suffisante.

De plus, l’événement du halving peut déclencher une hausse suffisamment importante du prix du bitcoin pour que les mineurs les moins efficaces soient tout de même rentables. Les nouveaux projets de production d’énergie électrique sont difficiles à financer avec les promesses du minage du bitcoin car la volatilité de Bitcoin peut repousser les investisseurs.

De même, l’électricité bon marché issue des énergies renouvelables s’accompagne de temps d’arrêt importants, alors que les ASIC se déprécient à un rythme constant, ce qui pose un défi pour le minage basé uniquement sur les excédents d’énergie renouvelable.

Enfin, les États subventionnent l’énergie et régulent les marchés de l’énergie et mon analyse peut perdre sa pertinence – par exemple, lorsque les centrales au charbon sont subventionnées, elles deviennent soudainement des énergies moins chères pour miner du Bitcoin. Tout marché de l’électricité peut être manipulé de telle manière que les mineurs de Bitcoin cherchent les prix les plus bas tandis que les autres acheteurs sont contraints de payer plus à cause d’une hausse de la demande.

Toutes ces précisions sont à prendre en compte et expliquent en partie les événements qui ont déclenché une avalanche de critiques négatives sur le minage de Bitcoin au cours des deux dernières années. Lorsque la Chine a interdit le minage de Bitcoin pendant une période de hausse historique des prix, les taux d’électricité importaient peu, et l’argent facile a inondé l’industrie du minage de Bitcoin. Cela a entraîné une course folle de l’électricité à n’importe quel prix. Cela mis à rude épreuve certains réseaux locaux avec le maintien de certaines centrales à combustibles fossiles qui devaient être fermées.

Cependant, ce sont des exceptions qui confirment la règle. Cela représente des anomalies temporaires ou des défaillances du marché, qui, à terme, doit céder la place à un marché avec une énergie quasiment gratuite. Rien ne peut empêcher le consommateur d’énergie le plus flexible géographiquement et le plus sensible au prix de l’électricité de rechercher d’une énergie abondante, presque gratuite et qui serait autrement gaspillée. C’est son destin.

Bien sûr, Greenpeace continuera à affirmer que Bitcoin détruit le monde tout en exhortant des changements dans son fonctionnement. En menant une une campagne sans avoir de preuves solides, Greenpeace montre sa volonté d’attaquer une technologie nouvelle mais effrayante, qui pourrait bien être bénéfique pour l’environnement.

Cependant, les discussions sérieuses entre les décideurs politiques et les leaders de l’industrie sur les impacts du minage de Bitcoin sur les systèmes énergétiques et l’environnement doivent être approfondies. Ils doivent examiner cette nouvelle technologie en abordant les points de friction sur la façon dont le minage de Bitcoin se déroule dans le monde réel.

Ce point de convergence qui est à la base du discours rationnel, est l’impulsion inexorable qui pousse le minage de Bitcoin à utiliser une énergie toujours moins chère.