El centro de datos y la industria de TI es un contribuyente relativamente menor, pero sin embargo significativo, a las emisiones de gases de efecto invernadero. El problema del derroche en el consumo de energía de la infraestructura digital ahora ocupa un lugar destacado en muchas agendas corporativas y está impulsando a las empresas y a las autoridades de supervisión a actuar.
Pero uno de los mayores y más problemáticos consumidores de energía basados en TI generalmente no está cubierto por estas iniciativas de sostenibilidad existentes y planificadas: las redes de criptomonedas, las plataformas mineras Bitcoin y Ethereum, en particular. Si bien el enorme consumo de energía de Bitcoin es ampliamente conocido y provoca fuertes reacciones, el papel y el uso del mecanismo de seguridad de prueba de trabajo (PoW) de Blockchain que consume mucha energía rara vez se discute en un contexto corporativo o como parte del desafío general de sostenibilidad. Esto empieza a parecer un descuido importante.
Resolver el rompecabezas de PoW, que implica una carrera entre los mineros para procesar un bloque de transacciones, es una actividad de computación intensa que requiere que los procesadores que consumen mucha energía funcionen de manera más o menos continua. A escala, esto suma mucha energía.
¿Cómo de grande es el problema?
La escala del uso de energía de la minería de criptomonedas se puede ver cuando se compara con la energía utilizada por el sector del centro de datos en su conjunto.
Según varias estimaciones, todos los centros de datos del mundo combinados utilizaron entre 210 TWh (teravatios hora) y 400 TWh, o incluso más, en 2020, según varios estudios. La amplia gama se explica en parte por las diferentes metodologías utilizadas por el autores, y por la falta de información suficiente sobre cuántas tecnologías se implementan.
Pero está claro que en estos centros de datos, una combinación de innovación (ley de Moore, virtualización, nube, etc.) y conservación de la energía ha frenado el crecimiento del consumo de energía potencialmente desbocado a unos pocos puntos porcentuales en los últimos años.
Con Bitcoin, ocurre lo contrario. El consumo de energía no solo es extremadamente alto, sino que aumenta constantemente. Un estudio realizado por el Centro de Finanzas Alternativas de Cambridge del Reino Unido en abril de 2021 calculó la demanda mundial de energía solo de Bitcoin, solo una de las muchas criptomonedas, en 143 TWh al año. Otros investigadores llegaron a estimaciones similares. Si Bitcoin fuera un país, estaría clasificado entre los 30 más grandes del mundo, digno de un asiento en la próxima cumbre COP (Conferencia de las Partes). Esto se debe a que la energía gastada por la red Bitcoin para procesar completamente una transacción es muchas veces mayor que la de una transacción con tarjeta de crédito.
Pero se pone peor. Como argumenta el académico británico Oli Sharpe en el video Explicando el problema profundo de Bitcoin, el nivel de dificultad requerido para resolver el algoritmo PoW debe seguir aumentando para garantizar la integridad de la moneda. Además, para mantener la integridad, el costo de la computación también debe representar una fracción considerable del valor que se transfiere a través de la red, nuevamente, lo que obliga a aumentar la cantidad de equipo y el uso de energía necesarios. Es como si las tarifas de transacción que antes se pagaban a los bancos centrales ahora se desviaran a las empresas de energía y equipos de TI. Todo esto se traduce en más tiempo de procesamiento y, por lo tanto, más consumo de energía. Un artículo reciente de Citigroup estimó que hubo un aumento de 66 veces en el uso de energía de Bitcoin de 2015 a 2020. A esta tasa de crecimiento, el uso de energía de Bitcoin pronto superará el uso de energía del resto de la industria de centros de datos combinados.
Muchos en la industria de la infraestructura digital se han encogido de hombros ante el problema de la energía de las criptomonedas, viendo las tecnologías de Blockchain como un avance técnico y una oportunidad para la innovación empresarial. Pero eso puede estar cambiando. En la reciente encuesta de sostenibilidad ambiental de Uptime Institute, preguntamos a casi 400 operadores y proveedores sobre sus puntos de vista sobre el uso de energía de criptomonedas (consulte la Figura 1). Casi la mitad (44 por ciento) piensa que se necesita legislación para limitar la minería de criptomonedas, y uno de cada cinco (20 por ciento) piensa que los operadores deberían detener cualquier minería de criptomonedas hasta que se resuelva el problema del consumo de energía (algunos dicen que ya están utilizando métodos alternativos para asegurar las transacciones).
Algunos pueden argumentar que la minería de Bitcoin utiliza máquinas especializadas y muy poco se lleva a cabo en centros de datos "formales" y, por lo tanto, no es un problema de infraestructura digital convencional. Pero esto es demasiado simplista, por tres razones.
En primer lugar, todos los tipos de Blockchain usan TI, procesadores y redes, y muchas utilizan grandes nodos de TI que funcionan en edificios que, si no son centros de datos, son al menos salas de servidores de nivel 1. El público y los reguladores generalmente los ven como pequeños centros de datos, y todos forman parte del mismo problema grave.
En segundo lugar, ahora hay miles de criptomonedas y otros servicios y aplicaciones de blockchain. Muchos de estos están desarrollados y respaldados por grandes organizaciones, se ejecutan en grandes centros de datos y se basan en protocolos PoW que consumen mucha energía.
Los servicios de Blockchain que ofrecen los gigantes de la nube son un ejemplo. Amazon Web Services (AWS), Google y Microsoft, por ejemplo, ofrecen productos de Blockchain como servicio que utilizan la plataforma de Blockchain Ethereum o una variación de la misma (Ethereum es una plataforma de Blockchain, ether es la moneda). La plataforma central de Ethereum utiliza actualmente el protocolo PoW de uso intensivo de energía, aunque hay algunas versiones del protocolo que consumen menos energía en uso o en desarrollo. Ethereum 2, que utilizará un protocolo de prueba de participación (PoS), se ofrecerá en 2022 y promete generar una reducción del 90 por ciento en el uso de energía por transacción.
Ethereum va a la zaga de Bitcoin en el uso de energía, pero su consumo sigue siendo muy significativo. Según los datos del Ethereum Energy Consortium, informados en Digiconomist.net , el consumo anualizado para respaldar a Ethereum es de 88,8 TWh en noviembre de 2021, un aumento de cuatro veces en menos de un año.
¿Dónde se realiza todo este procesamiento? Según su sitio web, el 25 por ciento de todas las cargas de trabajo de Ethereum a nivel mundial se ejecutan en AWS. Esto significa que las cargas de trabajo de Blockchain que consumen mucha energía se están ejecutando actualmente en los centros de datos de colocación e hiperescala de AWS en todo el mundo (no está claro cuánto de esto se está calculando PoW); o que los clientes de AWS que utilizan cadenas de bloques basadas en Ethereum dependen del procesamiento de PoW que se realiza en otro lugar.
Hay un tercer problema. Muchas corporaciones y grandes servicios en la nube están cambiando a los servicios de PoS porque usan mucha menos energía. Pero dada la creciente importancia de la sustentabilidad y los informes de carbono, es posible que las empresas también deban comprender el uso de energía de las tecnologías PoS. Aunque estos pueden ser mil veces más eficientes que PoW, también pueden ser mil veces más o menos eficientes entre sí (ver Energy Footprint of Blockchain Consensus Mechanisms Beyond Proof-of-Work , publicado por University College London's Centre for Blockchain Technologies ). Afortunadamente, en comparación con la enorme huella de PoW, estas diferencias aún son pequeñas.
*Se han realizado varios estudios sobre el uso global de energía por parte de TI y centros de datos. Un artículo reciente y perspicaz, de los autores que alcanzaron la cifra más baja de 210 TWh, es Recalibrar las estimaciones de uso de energía del centro de datos global (Masanet E, Shehabi A, Lei N, et al. Science 2020; 367: 984–986).