¿Qué es el Bitcoin?

En pocas palabras, la minería de Bitcoin mediante el proceso Proof-of-Work consiste en validar las transacciones y registrarlas en la cadena de bloques. El algoritmo de consenso utilizado, llamado "Proof-of-Work", es fundamental para la filosofía de Bitcoin porque permite que el sistema sea seguro y garantiza que todos los usuarios actúen correctamente. Pero como puedes imaginar, este proceso es bastante complejo y no se consigue por la simple voluntad del Espíritu Santo. 

Imagina a un minero de bitcoin, no con su pico, sino con su superpoderoso equipo informático que le permite resolver complejos cálculos matemáticos y así registrar los bloques en la blockchain (para ir más allá en la comprensión de la minería, encuentra mi artículo pinchando en el siguiente enlace: aquí). Este proceso implica, por su arquitectura y su modo de funcionamiento, un elevado consumo de energía. 

1 transacción en Bitcoin frente a 100.000 transacciones en la red de Visa
Fuente: Statista
Los estudios suelen comparar la red Bitcoin con la red Visa para denunciar sus estragos energéticos. Y tenemos que admitir que la diferencia es evidente: 100.000 transacciones en la red de Visa consumirían menos de 150 Kwh, mientras que Bitcoin consumiría casi 1800 Kwh para una sola transacción. Pero hay que matizar esta afirmación. Ya es un sesgo hablar del número de transacciones cuando se habla de la red Bitcoin. 
 
Bitcoin es un sistema completo, a diferencia de la red Visa. Como se ha mencionado anteriormente, el protocolo de consenso Proof-of-Work (PoW) de Bitcoin se utiliza para validar y registrar bloques de transacciones, pero también para asegurar el sistema y garantizar que todos los operadores actúan correctamente. Además, la red Bitcoin, utilizando el PoW, proporciona una unidad de cuenta, el satoshi (la unidad más pequeña de bitcoin = 0,00000001 bitcoin), y un sistema de pago seguro que permite a cualquiera gestionar e intercambiar satoshis. Por último, su carácter público y de código abierto permite a cualquiera contribuir al desarrollo y uso de la red sin ningún requisito de acceso (salvo una conexión a Internet). Durante trece años, el sistema ha funcionado bastante bien.
 
Por otro lado, Visa es "sólo un canal de pago" que no tiene su propia moneda en comparación con Bitcoin, por ejemplo. Sin el actual sistema bancario centralizado y las monedas fiduciarias, la red de Visa tendría problemas y no podría funcionar. El Bitcoin podría sobrevivir técnicamente por sí mismo. Por lo tanto, es difícil y un poco injusto comparar las transacciones en la red de Visa en términos de consumo de energía con las de Bitcoin. 
 
Por último, no podemos hablar claramente de consumo de energía por transacción en el caso de Bitcoin, porque el consumo de energía corresponde al registro de bloques de transacciones. Así, un bloque vacío, que no contenga transacciones, podría requerir la misma cantidad de energía que un bloque lleno de transacciones. Así que tenemos que hablar del consumo de energía por bloque generado y no por transacción. Ah, sí, antes de continuar, Bitcoin con "B" grande se refiere al sistema de pago mientras que Bitcoin con "b" pequeña se refiere a la unidad de cuenta, el llamado satoshi. 
¿De dónde obtiene Bitcoin su energía?
 
Según el Índice de Consumo Eléctrico de Cambridge (CBECI), la red Bitcoin consume actualmente unas 130 Twh al año, lo que supone el 0,59% del consumo mundial de electricidad (22.315 Twh). Esto equivale a más que el consumo de un país como Ucrania (124,5 Twh al año). Así que, a primera vista, el consumo de Bitcoin parece extremadamente alto. Pero demos un paso atrás. 
 
Comparemos el consumo de la red con otras industrias que tienen muy poco en común con Bitcoin, aparte de ser intensivas en energía. Las siguientes comparaciones deben considerarse desde un punto de vista cuantitativo más que cualitativo.  
Consumo de electricidad de los distintos sectores
Fuente: Universidad de Cambridge
Detalles en español de los sectores mencionados:
  • Iluminación en Estados Unidos (60 Twh)
  • La televisión en Estados Unidos (60 Twh)
  • Frigoríficos en Estados Unidos (104 Twh)
  • Industria del cobre (167 Twh)
  • Red Bitcoin (132 Twh)
  • Consumo del centro de datos (200 Twh)
  • Consumo de la red de datos (250 Twh)
  • Industria del cemento (384 Twh)
  • Industria del papel (586 Twh)
  • Industria siderúrgica (1233 Twh)
  • La industria química (1349 Twh)
  • La industria del aire acondicionado (2199 Twh)

Aquí comparamos el consumo de la red Bitcoin con diferentes sectores industriales y residenciales. Pero tomemos el tiempo para entrar en un poco más de detalle sobre el consumo de 132 Twh de la red Bitcoin. Debemos tener en cuenta un punto fundamental en el mecanismo del protocolo Proof-of-Work de Bitcoin. Cuando un bloque se valida en la red, todos los mineros (ordenadores conectados) habrán consumido energía en un intento de ser el que consiga la solución para salvar el bloque. Pongamos un ejemplo:

- 1000 mineros están haciendo funcionar sus máquinas para encontrar la solución matemática para grabar el siguiente bloque. 
- Las 1000 máquinas consumirán energía en un intento de ser la que se recompense con BTC por su trabajo en la validación del bloque. 
- 999 máquinas habrán consumido energía para "nada", ya que sólo una de ellas habrá validado realmente el bloque.
Hay que decir que hay una cantidad importante de energía que se habrá "utilizado para nada", de hecho toda la energía gastada por las 999 máquinas se perderá definitivamente. Este despilfarro de energía es el precio de la seguridad y la descentralización del protocolo Proof-of-Work, que dista mucho de ser óptimo, como acabamos de ver, en términos de consumo eléctrico. Estamos hablando del consumo de energía de la red Bitcoin, por lo que era necesario entender cómo se utiliza la energía para validar un bloque en la red Bitcoin antes de seguir adelante.
 
Cuando hablamos del consumo de energía de una industria tenemos que ponerlo en perspectiva con otras industrias para tener puntos de comparación. En el caso de Bitcoin, aunque es innegable que su modelo de consenso, "Proof-of-Work", utiliza una cantidad colosal de electricidad, está muy lejos de la de algunas industrias. Por otro lado, como he mencionado antes, nos centramos en el aspecto cuantitativo del consumo de energía de estas industrias. Sí, porque es difícil comparar cualitativamente el consumo de energía de la industria del cemento, que albergará a miles de personas, con la red Bitcoin, que "sólo" permite transferir valor de forma descentralizada.  
 
Pero la cuestión fundamental no es comparar las industrias entre sí y hacer un ranking de "la que menos consume", la parte que me parece más interesante cuando hablamos de consumo eléctrico es la fuente de energía de este consumo. Por su naturaleza móvil y geoindependiente, la red Bitcoin podría ser una herramienta para absorber la pérdida tanto de carbono como de energía renovable. Déjeme explicarle. 
Despilfarro: energía basada en el carbono
 
A diferencia de las industrias mencionadas anteriormente, la minería de Bitcoin es una industria mucho más ágil. Los mineros, que dependen en gran medida del coste de la electricidad para sus instalaciones, porque sus ingresos dependen de ella, recorren el mundo para instalarse allí donde la electricidad es barata. Sí, porque la minería se puede llevar a cabo en cualquier lugar del planeta sin límites geográficos, siempre que se disponga de una conexión a Internet, aunque sea intermitente, a diferencia de otras industrias en las que es necesario instalarse junto a un yacimiento de recursos naturales o una cuenca de consumo, por ejemplo. 
 
Esta movilidad permite, por tanto, explotar los "activos energéticos abandonados" que no pueden ser fácilmente reutilizados de forma operativa y productiva por otras industrias. Los mineros, debido a su gran movilidad geográfica y a las escasas limitaciones técnicas de la minería en la red Bitcoin, podrían utilizar fácilmente el excedente de energía que pierden y desperdician algunas industrias a escala mundial. 
Pérdidas y desperdicio de energía
Fuente:Cambridge Electricity Consumption Index
Las comparaciones entre países son, para bien o para mal, el tipo de comparación más común. Se utilizan con frecuencia en el debate público para respaldar posiciones de preocupación sobre la magnitud del consumo de electricidad de Bitcoin.
¿Y si la red Bitcoin pudiera alimentarse con la pérdida de energía? Un enfoque que también sería "no rival" para otras industrias. Tomemos el ejemplo de la reducción de la energía renovable en China (debido en parte al exceso de capacidad eléctrica de las presas hidroeléctricas durante la temporada de lluvias) o el aprovechamiento de la quema de gas en Norteamérica, convirtiendo el gas natural de un subproducto no deseado de la extracción de petróleo en una fuente de energía para alimentar la red Bitcoin. El potencial global de recuperación de gas quemado permitiría alimentar la red Bitcoin 5,1 veces más en la fase actual, por ejemplo. 
 
De nuevo, esta pérdida de energía podría aprovecharse gracias a la gran movilidad de los mineros, que están en perpetua búsqueda de costes de electricidad baratos. Aquí hemos visto el potencial de las fuentes de energía basadas en el carbono (carbón, petróleo y gas), ahora veamos el potencial de las energías renovables.
Pérdida: Las energías renovables
Una encuesta reciente realizada por el Bitcoin Mining Council reveló que el 56% de la energía gastada en la minería de bitcoin es renovable (hidroeléctrica, solar, eólica). Las energías renovables son bastante baratas y, por tanto, atractivas para los mineros. Por ejemplo, en el estado de Texas, el Consejo de Fiabilidad Eléctrica de Texas (ERCOT), la red eléctrica que da servicio a cerca del 90% de la electricidad del territorio, tiene la energía solar a gran escala más barata del país, a 2,8 céntimos por kilovatio hora. Así que es comprensible que las cohortes de mineros se trasladen a la región. 
 
Pero hay una trampa. Se dice que las energías renovables son "no controlables", es decir, que los aerogeneradores sólo funcionan cuando hay viento y los paneles fotovoltaicos sólo cuando hay sol. Para las industrias que las utilizan, a menudo es necesario recurrir a fuentes de energía basadas en el carbono para garantizar la continuidad de las actividades. Por otro lado, las infraestructuras de energía renovable sobreproducen regularmente produciendo más energía de la que realmente necesitamos, especialmente durante ciertos periodos, como el verano para los paneles solares. 
 
En consecuencia, a veces se pierde energía porque el almacenamiento, de momento, sigue siendo muy caro y las únicas soluciones son: el almacenamiento por bombeo y el almacenamiento en baterías (sólo posible a corto plazo). Actualmente es más barato tirar el excedente de energía generado que almacenarlo. Un estudio publicado por The Conversation muestra que hoy en día : 
"Es posible superar la limitación de la variabilidad natural de la irradiación solar y la velocidad del viento. Esto implica que la producción está sobredimensionada y que las distribuidoras admiten pérdidas de alrededor del 20-40% del exceso de energía producida. Este sobredimensionamiento reduce significativamente la necesidad de almacenamiento, que sigue siendo necesario, por supuesto, pero de una manera que mantiene su impacto en los costes de producción a un nivel aceptable".
 
¿Podría ser Bitcoin una solución económicamente viable para que tanto los distribuidores como los mineros exploten el exceso de energía? Probablemente. Rentabilizar las energías renovables y acelerar su implantación podría ser posible con la industria móvil que es la minería del Bitcoin.
¿Consume la red Bitcoin mucha electricidad? Definitivamente, sí.
 
¿Puede la red Bitcoin funcionar con el desperdicio y la pérdida de electricidad de la energía basada en el carbono? Técnicamente sí, aunque en la actualidad no es una realidad. 
 
¿Puede la red Bitcoin apoyar el desarrollo de las energías renovables utilizando la electricidad que no se almacena y, por tanto, se pierde? En un futuro próximo, quizás, si se llevan a cabo iniciativas entre distribuidores y mineros de acuerdo con los gobiernos. 
 
¿Puede el Bitcoin ser una herramienta para la transición energética? Aunque hay algunas vías interesantes que explorar en esta dirección, es demasiado pronto para dar una respuesta definitiva, no podemos considerar por el momento que la prueba de trabajo favorezca la transición energética, sino todo lo contrario.
En este artículo analizamos el consumo de energía de la red Bitcoin y, más concretamente, su modelo de consenso "Proof-of-Work", un algoritmo que también se utiliza en la red Ethereum. Pero podríamos imaginar que los desarrolladores de la red Bitcoin podrían modificar su modelo de consenso cambiando a "Proof-of-Stake", por ejemplo, un modelo que consume mucha menos energía. Esto es lo que Vitalik Buterin, el fundador de Ethereum, y sus equipos han decidido hacer: pasar del actual modelo Proof-of-Work a Proof-of-Stake. Pero la tarea no es fácil, es un poco como cambiar los motores de un avión en pleno vuelo sin que éste deje de volar. Dejaré la exploración de este otro mecanismo de consenso para el próximo episodio de Web 3.0.