가상자산 채굴: 에너지 논쟁

암호화폐 채굴은 사람들이 암호화폐로 돈을 버는 대표적인 대안적 방법 중 하나입니다. 그뿐 아니라 새로운 코인은 만들어질 수 없고 많은 암호화폐 거래도 채굴자 없이는 일어날 수 없습니다.

하지만 채굴은 전력을 많이 소비하고 환경에 부정적인 영향을 미칩니다. 

환경에 미치는 영향 때문에 일부 사람들은 비트코인 채굴 활동에 반대합니다. 하지만 그런 반대가 전 세계 수천 명의 채굴자를 막지는 못했고, 그 수는 계속 늘고 있습니다.

개인과 기업은 암호화폐 채굴과 관련된 다양한 대기 위험을 줄이는 데 어떻게 기여할 수 있을까요? 계속 읽어 보세요. 

암호화폐 채굴이란?

채굴은 비트코인 같은 암호화폐가 거래를 검증하고 새 코인을 만드는 과정입니다. 채굴자라고 불리는 개인이 수학 문제를 풀어 암호화폐 거래를 블록체인의 블록에 추가하는 것입니다.

블록이 가득 차면 그 안의 모든 거래가 완료되고 새 거래에 대한 정보가 체인에 영구적으로 저장됩니다.

이해를 돕자면, 암호화폐 하드웨어 또는 소프트웨어 지갑에서 다른 사람에게 BTC를 보낼 때 채굴자가 뒤에서 거래를 검증하고 받는 사람이 같은 양의 BTC를 받도록 보장합니다.

거래 블록이 가득 차면 채굴자는 채굴 보상을 받습니다. 현재 BTC 블록 하나를 채굴하는 보상은 블록당 3.125 BTC입니다. 채굴자는 이중 지불 같은 보안 문제를 막는 블록체인의 감사인과 같기 때문입니다. 그래서 그 일에 대한 대가를 받습니다.

현재의 채굴 보상은 2024년 비트코인 반감기 이후 적용되었으며, 모든 채굴자는 보상이 코인의 유통량에 더해지므로 이들의 활동을 통해 새 코인이 만들어집니다.

왜 많은 에너지가 필요할까요?

암호화폐 거래는 탈중앙화되어 있으며, 그래서 탈중앙화 금융(DeFi) 플랫폼과 블록체인은 은행 같은 제3자 없이 자동화된 거래를 실행할 수 있습니다.

다시 말해 암호화폐 채굴은 블록체인 기술로 암호화폐 거래를 검증하는 자동화된 방식입니다. 하지만 네트워크가 고성능 하드웨어와 소프트웨어 장치에 의존하기 때문에 거래 검증 과정에는 많은 에너지가 필요합니다.

채굴자는 채굴 암호 문제를 풀고 거래를 배정받기 위해 주문형 반도체(ASIC) 같은 정교한 하드웨어를 블록체인 네트워크에 연결해야 합니다. 

이 장치들은 많은 전기와 연산 능력을 필요로 합니다. 케임브리지 비트코인 전력 소비 지수에 따르면 비트코인 채굴의 전력 사용량은 최대 240테라와트시(TWh)에 이를 수 있습니다.

또한 블록체인의 채굴 난이도도 에너지 소비에 영향을 줍니다. 비트코인처럼 채굴 방식을 쓰는 블록체인은 채굴자가 일정한 속도로 거래 블록을 검증하도록 때때로 채굴 난이도를 조정합니다.

더 많은 채굴자가 네트워크에 참여할수록 네트워크는 암호 문제를 풀기 어렵게 채굴 난이도를 높입니다. 이를 위해서는 더 강력한 장비와 더 높은 에너지 소비가 필요합니다. 

네트워크가 거래를 원활하게 처리하기 위해 이에 의존하고 시중에 이런 장치가 수천 대 있다 보니, 일부 사람들이 환경에 미치는 영향과 장기적인 지속 가능성을 우려하는 이유를 쉽게 알 수 있습니다. 

어떤 암호화폐가 거래에 채굴을 사용할까요?

암호화폐 채굴은 인기가 많지만, 모든 암호화폐가 이런 거래 검증 모델을 쓰는 것은 아니라는 점을 짚어 둘 필요가 있습니다. 이를 더 잘 이해하기 위해 블록체인이 사용하는 대표적인 합의 메커니즘에 대해 이야기해 보겠습니다.

작업 증명

작업 증명(PoW) 합의 메커니즘은 채굴 활동으로 블록체인 네트워크를 보호합니다. 따라서 거래 검증에 채굴자가 필요한 암호화폐는 모두 작업 증명으로 운영됩니다. 

네트워크 참여자들이 복잡한 수학 과제를 풀고, 가장 빨리 푼 채굴자가 거래를 배정받습니다. 이후 거래가 성공적으로 검증되고, 채굴자는 블록체인에 추가되는 새 코인으로 보상을 받습니다. 

암호화폐와 그것이 환경에 미치는 영향을 이야기할 때, 가장 큰 원인은 사실 PoW 블록체인입니다. 이런 블록체인은 작동하는 데 높은 연산 능력과 에너지가 필요합니다. 따라서 채굴할 수 있는 코인은 모두 PoW 합의 메커니즘을 씁니다. 

PoW 코인의 예로는 비트코인, Litecoin, Dogecoin, Bitcoin Cash, Monero, 이더리움 1.0이 있습니다.

지분 증명

지분 증명(PoS) 합의 메커니즘은 거래를 확인하는 데 에너지를 덜 쓰는 비교적 새로운 암호화폐 검증 모델입니다. 네트워크 채굴자를 사용하는 PoW와 달리, PoS는 검증인을 이용해 블록체인을 보호하고 새 토큰을 만듭니다.

다시 말해 PoS는 거래를 실행하는 데 수학 문제나 막대한 에너지가 필요하지 않습니다. 대신 검증인이 스마트 컨트랙트에 자산을 스테이킹합니다. 암호화폐 스테이킹은 합의된 기간 동안 자산을 묶어 두는 것이지만, 원하면 잠금을 해제할 수 있습니다.

PoS에서 네트워크는 스테이킹된 자산의 양에 따라 검증인을 선택합니다. 따라서 스테이킹 풀에 더 많은 코인을 묶어 둘수록 내 노드가 거래 검증에 선택될 확률이 높아집니다.

PoS 생태계에는 고정된 보상이 없다는 점을 알아 두는 것이 중요합니다. 거래를 검증한 뒤에는 전체 스테이킹 풀에서 내 지분 비율에 따라 새 암호화폐를 받습니다. 따라서 스테이킹한 양이 보상을 결정합니다. 

예를 들어 새로운 이더리움 2.0은 PoS로 운영되며, 검증인 네트워크에 참여하려면 32 ETH를 스테이킹해야 합니다. ETH 스테이킹 보상은 연 4%에서 7% 정도입니다. 즉 32 ETH를 그 기간 동안 스테이킹하면 매년 약 1.6 ETH에서 2.24 ETH를 받게 됩니다.

이더리움 2.0 외에 PoS 합의를 쓰는 암호화폐로는 Cardano, Polkadot, Solana, Tron, Polygon 등이 있습니다. 운영에 필요한 에너지가 적어 환경에 미치는 영향은 PoW 블록체인만큼 크지 않습니다.

암호화폐 채굴이 환경에 미치는 영향은 무엇일까요?

암호화폐 채굴은 여러 면에서 환경에 부정적인 영향을 미칩니다. 비트코인 채굴 활동이 환경에 영향을 미치는 몇 가지 방식은 다음과 같습니다:

늘어나는 탄소 발자국  

일부 채굴자는 장비를 가동하는 데 화석 연료와 천연가스를 사용합니다. 이는 대기 중에 유독 가스를 배출해 지구 온난화와 기후 변화 같은 환경 문제의 원인이 됩니다.

예를 들어 Digiconomist는 비트코인 네트워크가 전 세계 연간 이산화탄소(CO₂) 배출량 중 약 9,500만 톤을 차지한다고 밝힙니다. 이는 나이지리아 같은 작은 나라의 가스 배출량과 비슷한 수준입니다.

여전히 수많은 PoS 네트워크가 있고 더 많은 네트워크가 만들어지고 있으므로, 탄소 배출이 당장 줄어들지 않을 것이라고 보는 편이 안전합니다. 

늘어나는 물 사용량

대기 오염 외에도 비트코인 채굴 활동은 전 세계 물 소비에도 영향을 줍니다. 채굴 장비는 많은 열을 발생시켜 과열을 막기 위해 냉각해야 하며, 이로 인해 물 소비가 늘어납니다. 

비트코인 채굴은 1년 동안 2600갤런이 넘는 물을 소비합니다. Digiconomist의 데이터에 따르면 채굴의 물 발자국은 스위스 같은 나라의 총 물 소비량과 비슷합니다. 

따라서 물이 부족한 나라에서 채굴 활동이 이루어지면 주민들은 물 공급이 줄어 고통을 겪게 됩니다. 

전자 폐기물

암호화폐 채굴 활동은 전 세계적으로 상당한 양의 IT 장비 폐기물도 만들어 냅니다. ASIC 같은 채굴 하드웨어는 빨리 낡고 닳기 때문에 채굴자들이 단기간에 이를 버리고 새 장비로 교체하는 경우가 많습니다. 

이런 장비는 폐기하거나 재활용하기 어려워 물리적 폐기물이 됩니다.  

같은 데이터 출처에 따르면 암호화폐 채굴로 인해 매년 약 31,000톤의 IT 장비 폐기물이 발생합니다. 이는 네덜란드의 폐기물 수치와 같은 수준입니다. 

늘어나는 에너지 소비 

앞서 설명했듯이 암호화폐 채굴 장비는 정교하고 가동하는 데 많은 전력이 필요합니다. 한 지역에서 채굴 활동이 많을수록 채굴자가 소비하는 전기도 늘어납니다. 

이해를 돕자면, 비트코인 채굴만으로 매년 약 170테라와트시(TWh)를 소비하는데, 이는 폴란드처럼 비교적 작은 나라의 전력 소비량과 같습니다. 

즉 전력 공급업체가 채굴자를 주요 고객으로 삼아 일부 지역, 특히 지역 주민들에게서 충분한 전력 공급을 빼앗을 수 있다는 뜻입니다. 

이런 영향의 주된 원인은 비트코인과 다른 암호화폐에 대한 관심이 커진 것으로, 특히 투자자들이 강세장에 투자하려는 열의가 큽니다. 공포 & 탐욕 지수가 오르고 FOMO(놓칠까 봐 느끼는 두려움)가 커질수록 비트코인과 수요가 높은 비슷한 암호화폐의 에너지 소비가 늘어납니다.

암호화폐 채굴은 에너지를 덜 쓸 수 있을까요?

암호화폐 채굴자는 다양한 방법으로 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 태양광이나 풍력 같은 재생 에너지로 장비를 가동할 수 있다는 의견도 있습니다. 개별 채굴 설비를 두는 대신 사용자가 자원을 합칠 수 있는 채굴 풀을 제안하는 사람들도 있습니다. 

하지만 일부에서는 이런 완화 조치의 한계를 지적합니다. 예를 들어 비트코인 채굴자는 여전히 고성능 채굴 하드웨어에 의존할 것이고, 이는 열, 가스 배출 등 앞서 짚은 과제에 영향을 줍니다. 

따라서 암호화폐 채굴이 환경에 미치는 부정적인 영향을 줄이는 가장 효과적인 방법은 더 많은 지분 증명 프로젝트를 받아들이는 것입니다. 이런 프로젝트는 방대한 연산 능력이나 장비가 필요하지 않아 환경 친화적입니다. 

예를 들어 이더리움의 이산화탄소 배출량은 2022년에 약 3,540만 톤이었지만 PoW에서 PoS로 전환한 뒤 0.01백만 톤으로 줄었다고 합니다. 비트코인 채굴처럼 검증인도 노력에 대한 보상을 받기 때문에 채굴자는 줄어들 수 있습니다. 

역사 증명(PoH), 권한 증명(PoA) 같은 다른 합의 메커니즘도 스마트 컨트랙트에 의존하며 에너지 집약적인 장비가 필요하지 않습니다. 

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