비트코인으로 인한 전력소비가 논란이 되고 있다. 비트코인 채굴을 위한 에너지 소비량이 현지의 추세로 증가한다면 2019년 7월이면, 미국 전체의 전력소비량보다 많아진다는 전망도 나오고 있다. 이 문제를 집중적으로 제기하고 있는 기상학자인 에릭 홀사우스(Eric Holthaus)는  2017년 12월 환경전문 뉴스 사이트 그리스트에 올린 논문에서 “현재의 추세대로면 2020년 2월에 지금의 세계 전체 소비량 만큼의 전력이 비트코인 채굴에 사용될 것”이라고 전망했다. 홀사우스는 비트코인 채굴의 상당부분이 중국에서 이루어지고 있는 것도 문제 중의 하나라고 지적한다. 중국은 전력의 72%를 석탄발전으로 생산하기 때문에, 비트코인을 캐기 위해 엄청난 규모의 석탄을 태우고 있다고 할 수 있다. 앤트풀(22.4%), BTC닷컴(17.1%) 등 최근 비트코인 채굴을 가장 많이 한 상위업체는 모두 중국계 기업이다.

디지털 통화 전문 웹사이트인 디지코노미시트의 전망에 따르면 비트코인이 매년 2,316만 톤의 이산화탄소를 지구의 대기에 내뿜고 있다. 디지코노미스트가 발간한 '비트코인 에너지 소비 지수(Bitcoin Energy Consumption Index')에 따르면 2018년 2월 5일을 기준으로 비트코인 채굴을 위해 1년간 약 47.26테라와트의 전기가 소비된다고 한다. 이는 미국의 437만가구가 사용하는 전력과 맞먹는 수치다. 이라크에서 1년에 소비하는 전체 전력량(44.4TWh)보다 많다.

출처 : 비트코인 에너지 인덱스 (https://digiconomist.net/bitcoin-energy-consumption) 2018년 2월 5일

비트코인 지지자들은 현행 금융시스템의 핵심인 비자나 마스터 카드 등 신용카드의 사용으로 인한 수수료 비용을 비트코인을 사용하면 없앨 수 있다고 주장한다. 그런데 수십억 건의 비자 카드 처리에 소모되는 에너지는 5만 가구의 전력량에 불과하다.

◯ 왜 비트코인 전력소비량이 늘어나는가?

가상화폐는 달러나 다른 화폐와 달리 중앙은행이 찍어내는 것이 아니라 엄청난 양의 에너지를 소비하는 방대한 데이터센터들에 있는 컴퓨터에 의해 채굴된다. 홀사우스는 “비트코인의 인기가 높아지고 가격이 급등할수록 상황은 더 심각해질 것"이라면서 "더 많은 비트코인을 얻는 데 필요한 고난도 수학문제를 풀기 위해서는 더 많은 처리 능력이 필요하고 이는 더 많은 전기 사용으로 연결된다”고 지적했다. “비트코인네트워크의 컴퓨팅 파워는 이미 세계의 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 500대를 결합한 것보다 10만배나 크다”고 한다.

비트코인 채굴기의 연산능력을 얘기할 때 흔히 해시율을 기준으로 비교한다. 해시율은 수학문제를 풀며 마이닝할 때 장비가 1초당 계산할 수 있는 양을 말한다. 초당 메가 해시, 기가 해시, 테라 해시(MH/sec, GH/sec, and TH/sec)로 측정하며 해시율이 높을수록 거래 블록을 풀 확률이 높아진다.

비트코인 마이닝 장비에는 크게 GPU, FPGA, ASIC 세 가지가 있다. 초기 가상화폐 지지자들은 자신의 개인 컴퓨터를 이용해 비트코인 P2P 네트웍에 참여했다. 그러다 사람들은 그래픽 처리장치가 CPU보다 더 해쉬 알고리듬을 잘 푼다는 사실을 발견했고, 더 많은 파워를 들여 더 정교한 프로그램을 만들어냈다. 오늘날 가장 인기 있는 장비는 비트코인 채굴을 위해 고안된 ASICs(주문형 반도체)이다. 비트코인 채굴이 중앙집중형으로 바뀌었을 뿐 아니라 에너지 소모 역시 문제가 되기 시작했다. 최근의 뛰어난 채굴장치는 10억회의 해쉬 계산(Gh, 기가해쉬)을 위해 0.3 와트를 사용한다. 이는 1킬로와트로 300Gh가 가능하다는 뜻이다. 한 번의 거래마다 초당 13,600 페타해쉬, 곧 234 킬로와트시를 사용하며 이는 비트코인 네트웍이 한 시간 동안 32테라와트시를 쓴다는 것을 말해준다. 이는 지구 전체 전기 사용량의 0.15%이다.

Guillaume Chapron는 Nature지에 환경과 암호화폐 관한 논문에서 블록체인의 기술적인 문제로 심각한 전력소비량을 들었다. 비트코인의 경우 1초당 7건의 거래로 제한되어 있는데 비해 비자 신용카드네트워크는 1초에 2,000건의 거래를 처리한다. 비트코인은 복잡한 알고리즘을 운용하고 점검하기 위해서, 고도의 계산능력을 갖춘 “채굴 농장들”의 네트워크를 필요로 하는데 대부분의 채굴장은 중국, 조지아, 미국, 캐나다, 스웨덴에 있다. 채굴을 위해 사용되는 전기는 전체 도시에서 사용되는 전기량과 맞먹는다. 비트코인은 1년에 10.4테라와트시의 전력을 소비하는 것으로 추정되는데 이는 회사로서 구글(5.7TWh)이 사용하는 양의 2배이다.(Guillaume Chapron, 2017) Nature 545, 403–405 (25 May 2017) doi:10.1038/545403a

 그는 지속가능성의 연구자와 블록체인 기술의 연구자가 같이 만나야 한다고 하면서 이제 블록체인 거버넌스를 생각해야할 때라고 하였다.

◯ 비트코인 전력소비량이 과장되었다는 주장

비트코인으로 인한 에너지 소비량에 대한 통계가 과장되어 있다고 주장하기도 한다. 비트코인  채굴로 인한 전력 소비량에 관한 대부분의 데이터는 28세의 젊은 컨설턴트가 2014년에 취미로 만든 디지코노미스트에 의존하고 있다. 이 사이트의 비트코인관련 전력소비량 추정치는 매일 업데이트되고 있다. 그런데 이에 대해 비판적인 사람들은 디지코노미스트가 추정하는 에너지 소비량이 여러 가정과 추정에 토대를 하고 있는데 이러한 가정들에 문제가 있을 수 있다는 것이다.

비트코인의 전력소비량이 과도하게 주목을 받고 있다고 말하는 사람들은 1990년대 중반의 닷컴버블시대의 인터넷 전력소비량에 대한 과도한 추정을 그 사례로 들고 있다. 이 때 많은 사람들이 인터넷으로 인한 전력소비량을 문제 삼았는데, 결국은 기우였다는 것이다. 특정 기술이 새로 도입되고 초기에 급속히 확대·보급되는 추세에만 주목할 경우 그러한 과도한 추정을 하게 된다는 것이다. Tom DiChristopher, 2017, No, bitcoin isn't likely to consume all the world’s electricity in 2020 (https://www.cnbc.com)

마크 비반드 같은 애널리스트는 채굴자들이 더 에너지 효율적이고 새로운 기술을 채택하는 것을 고려하고 있지 않다고 비판하면서, 채굴수익의 60%가 전력비용으로 사용된다는 가정이 잘못되었다고 지적하였다.

 그는 독자적으로 수행한 연구결과를 근거로 채굴활동의 전력소비는 채굴 수익의 8.3% ~ 83.3%까지로 매우 변동이 심하다고 하고 스스로 한 채굴기를 대상으로 계산한 사례에서는 채굴수익의 16%가 전력비용으로 사용되었다고 하였다. BECI에서 연간 전력소비량을 10.23TWh로 추정한 것에 대해서 그는 최소치와 최대치를 나름대로 계산하여 4.12 ~ 4.73TWh정도라고 주장하였는데 그의 가정 역시 모든 채굴기가 가장 효율적인 장치를 사용하는 것을 전제로 하고 있다.

 그는 최근 자료로 업데이트를 하며 채굴활동의 전력소비량을 다시 계산하여 제시하고 있는데 2017년 2월에는 연간 전력소비량을 4.12~4.73 TWh/yr로 제시하였지만, 2017년 7월 말에는 7.15~8.27 TWh/yr로 제시하였고, 2018년 1월 11일자에는 다시 18.40 TWh/yr로 제시하였다. 그는 최근 비트코인의 채굴을 위한 전력이 막대하다는 것을 인정하고 있지만, 여전히 채굴은 소모적이 아니라고 주장하고 있다. 미국에서 매년 크리스마스 전등 장식을 위해 사용되는 전력소비량(6.63 TWh/year)에 비하면 많지 않다는 것이다.

비트코인 채굴 기술이 발달하여, 전력소모의 측면에서 더욱 효율적인 컴퓨터가 사용될 수 있지만 이것은 크게 도움이 되지 않을 것이라고 한다. 왜냐하면 비트코인 채굴의 제로섬 게임에서 전력소비가 줄어드는 것은 채굴자들에게 더 많은 장비를 사용할 수 있는 여력을 줄 뿐이고 전체적인 전력사용량을 줄이지는 않을 것이기 때문이다.

◯ 가상화폐의 전력소비 문제, 계속 악화될 것인가?

비트코인 전력소비량이 급속히 증가하고 있는 것은 분명한 사실이고, 비트코인의 가격이 지금까지와 같은 추세로 계속 상승하게 된다면 비트코인 채굴로 인한 전력상승의 문제는 점점 더 큰 문제로 될 것이다. 디지코노미스트의 비트코인 전력소비량 추정이 많은 불확실한 가정에 근거하고 있다고 주장하는 사람들의 경우도 지금까지의 비트코인의 가격 상승의 추세가 앞으로도 계속 된다면 전력소비량이 크게 문제가 될 것이라고 인정한다.

비트코인 채굴로 인한 전력소비량이 줄어들 단 하나의 가능성은 비트코인의 가격이 떨어지는 것이라고 한다. 비트코인 전력소비량의 증가는 비트코인 채굴의 수익성과 관련이 있으며, 최근과 같이 비트코인의 가격이 급락하게 되는 경우 비트코인 채굴에 대한 투자자들의 관심도 줄어들게 되고 비트코인 전력소모량의 급격한 증가 또한 제동이 걸릴 것이다.

1990년대 중반 이후 인터넷 시대가 도래하면서 초창기 많은 사람들이 우려했던 만큼 인터넷으로 인한 전력대란은 일어나지는 않았지만 인터넷 사용으로 전세계의 전력소비량이 크게 증가한 것은 분명한 사실이다. 특정 기업이 데이터를 저장하기 위해 설치한 데이터저장센터가 웬만한 중소도시 전체의 전력소비량만큼을 사용하기도 한다.

비트코인 전력소비량이 크게 증가하고 있는 것은 분명한 사실이고, 현재의 추세대로라면 전세계의 전력수요량의 상당량을 차지하게 될 가능성도 있다. 다른 한편으로는 그러한 전력수요의 증가를 충분히 수용할 수 있을 만큼 지구의 전력공급량도 늘어날 것이다. 하지만 인터넷시대를 지나 제4차 산업혁명의 시대에도 전력의 소비량을 지속적으로 늘어나게 된다면 이는 기후변화와 환경의 측면에서 우려해야할 큰 문제이다. 우리가 비트코인의 전력소비량, 나아가서는 4차산업혁명시대의 에너지 문제에 큰 관심을 가져야 하는 이유가 여기에 있다.

최동진 기후변화행동연구소장