Le Bitcoin consomme dans le monde plus que tous les Français réunis

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Le Bitcoin est de plus en plus gourmand en énergie et consomme aujourd'hui plus que des pays entiers.

En 2017, Selectra avait révélé que le Bitcoin consommait autant d'électricité que toute l'Irlande. Aujourd'hui, la situation a complètement changé. Selon notre analyse, le consommation électrique du Bitcoin équivaut à 134% de celle des ménages français. Explications.


Consommation d'énergie du Bitcoin : les chiffres clés

Voici les statistiques de concernant l'énergie nécessaire pour produire des Bitcoins dans le monde :

Combien d'énergie consomme le Bitcoin dans le monde ?

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Selon nos calculs, les valeurs annuelles en térawattheure (TWh) pour la consommation d'énergie du Bitcoin étaient d'un peu plus de 7 TWh par an début 2017. En novembre 2021, ce nombre a dépassé les 200 TWh, soit une augmentation de 2757% et dépasse maintenant la consommation annuelle de la Thaïlande !

Si le Bitcoin était un pays, sa consommation d'énergie serait classée au 21ème rang mondial (sur 230) selon les données fournies par l'EIA(4).

À ce rythme, la consommation mondiale d'énergie pour produire des Bitcoins sera bientôt équivalente à l'énergie utilisée par tous les data centers du monde réunis. Il faut savoir que les data centers représentent 1% de la consommation mondiale d'électricité, soit entre 200 et 250 TWh par an(1).

Comment lire ce graphique ? La consommation du Bitcoin dans le monde est impossible à calculer de manière exacte car il s'agit d'une monnaie complètement décentralisée.
Afin d'avoir un ordre de grandeur, nous avons adopté deux modèles distincts :
 Courbe bleue : consommation électrique minimale du Bitcoin en imaginant que chaque mineur dispose de la meilleure machine à miner du marché.
 Courbe jaune : consommation électrique maximale qui correspond à un modèle plus réaliste en tenant compte du prix du Bitcoin, les revenus des mineurs ainsi que du prix du kWh d'électricité.
Pour plus d'information, veuillez consulter notre méthodologie.
D'autres indices de consommation ont été créés par Digiconomist et l'Université de Cambridge avec des résultats et tendances similaires à l'indice de Selectra.

Consommation électrique du Bitcoin comparée à la France

La consommation électrique de la France a atteint 460 TWh en 2020 dont 37,8% (149,6 TWh) allouée au secteur résidentiel.(9)

En considérant les chiffres annualisés de consommation du Bitcoin au 22 novembre 2021 (200,53 TWh), celle-ci représente donc 134% de la consommation totale des ménages français.

Voici dans le détail la consommation du Bitcoin comparée à la consommation française par secteur :

Consommation électrique du Bitcoin comparée aux pays de l'UE

La consommation électrique du Bitcoin est supérieure à celle de la Suède ou de la Pologne et rattrapera bientôt celle de l'Espagne. Elle est aujourd'hui 23 fois supérieure à celle de l'Irlande. Autre chiffre surprenant : le Bitcoin consomme autant que 12 pays européens réunis : Malte, Chypre, le Luxembourg, la Lituanie, l'Estonie, la Lettonie, la Slovénie, la Croatie, la Slovaquie, l'Irlande, la Bulgarie et le Danemark.

La carte ci-dessous montre en rouge les pays en Europe qui consomment moins d'électricité que le Bitcoin dans le monde. Seuls la France, l'Allemagne, le Royaume-Uni, l'Italie et l'Espagne consomment plus :

Consommation électricité Bitcoin Vs. Consommation par pays en Europe

Voici dans le détail la consommation de chaque pays de l'UE comparée à la consommation du Bitcoin dans le monde :

Pourcentage de la consommation du Bitcoin dans le monde en comparaison avec la consommation de chaque pays de l'UE
Pays de l'UE Population Consommation annuelle totale (TWh) Part de la consommation du Bitcoin
Allemagne 83.166.700 517 38,79%
France 67.098.800 460 43,59%
Italie 60.244.600 303 66,18%
Espagne 47.330.000 245 81,85%
Pologne 37.958.100 153 131,07%
Suède 10.327.600 129 155,45%
Pays-Bas 17.407.600 113 177,46%
Finlande 5.525.300 84 238,73%
Belgique 11.549.000 83 241,60%
Autriche 8.901.100 68 294,90%
R. Tchèque 10.693.900 62 323,44%
Grèce 10.709.700 51 393,20%
Roumanie 19.318.000 50 401,06%
Portugal 10.295.900 49 409,24%
Hongrie 9.769.500 42 477,45%
Danemark 5.822.800 33 607,67%
Bulgarie 6.951.000 32 626,66%
Irlande 4.963.800 28 716,18%
Slovaquie 5.457.900 26 771,27%
Croatie 4.058.200 17 1179,59%
Slovénie 2.095.900 14 1432,36%
Lituanie 2.794.100 11 1823,00%
Estonie 1.329.000 8,5 2359,18%
Lettonie 1.907.700 6,7 2992,99%
Luxembourg 626.100 6,4 3133,28%
Chypre 888.000 4,7 4266,60%
Malte 514.600 2,5 8021,20%

Données 2019(2) sauf pour la France, donnée 2020(9). Consommation Bitcoin retenue : 200,53 TWh (consommation au 22 novembre 2021)

Consommation électrique du Bitcoin comparée aux États-Unis

Les États-Unis sont les premiers consommateurs d'électricité dans le monde avec un total de 3700 TWh consommés en 2020. 

Toutefois, le Bitcoin consomme plus que la plupart des États de manière séparée. Seuls les États de Californie, du Texas et de Floride consomment plus que le Bitcoin dans le monde.

La carte ci-dessous montre en rouge les États qui consomment moins d'électricité que le Bitcoin dans le monde(3) :

Consommation électricité Bitcoin Vs. Consommation par etats des États-Unis

Voici dans le détail la consommation de chaque État (en TWh) en 2020 comparée à la consommation du Bitcoin dans le monde :

Pourcentage de la consommation du Bitcoin dans le monde en comparaison avec la consommation de chaque état des États-Unis
États Population Consommation annuelle totale (TWh) Part de la consommation du Bitcoin
Alabama 4.887.871 83,4 240,44%
Alaska 737.438 5,92 3387,33%
Arizona 7.171.646 81,96 244,67%
Arkansas 3.013.825 45,85 437,36%
California 39.557.045 250,17 80,16%
Colorado 5.695.564 56,05 357,77%
Connecticut 3.572.665 27,11 739,69%
Delaware 967.171 11,13 1801,71%
District de Columbia 702.455 9,79 2048,31%
Floride 21.299.325 242,44 82,71%
Georgie 10.519.475 133,47 150,24%
Hawaii 1.420.491 8,8 2278,75%
Idaho 1.754.208 24,46 819,83%
Illinois 12.741.080 132,47 151,38%
Indiana 6.691.878 97,16 206,39%
Iowa 3.156.145 50,64 395,99%
Kansas 2.911.505 39,48 507,93%
Kentucky 4.468.402 71,8 279,29%
Louisianne 4.659.978 89,13 224,99%
Maine 1.338.404 11,35 1766,78%
Maryland 6.042.718 57,63 347,96%
Massachusetts 6.902.149 50,01 400,98%
Michigan 9.995.915 97,01 206,71%
Minnesota 5.611.179 64,05 313,08%
Mississippi 2.986.530 46,48 431,43%
Missouri 6.126.452 75,73 264,80%
Montana 1.062.305 14,58 1375,38%
Nebraska 1.929.268 31,17 643,34%
Nevada 3.034.392 38,23 524,54%
New Hampshire 1.356.458 10,69 1875,87%
New Jersey 8.908.520 72 278,51%
Nouveau Mexique 2.095.428 24,78 809,24%
New York 19.542.209 140,41 142,82%
Caroline du Nord 10.383.620 130,39 153,79%
Dakota du Nord 760.077 21,82 919,02%
Ohio 11.689.442 142,62 140,60%
Oklahoma 3.943.079 62,3 321,88%
Oregon 4.190.713 51,02 393,04%
Pennsylvanie 12.807.060 139,72 143,52%
Rhode Island 1.057.315 7,35 2728,30%
Caroline du Sud 5.084.127  76,74 261,31%
Dakota du Sud 882.235 12,7 1578,98%
Tennessee 6.770.010 95 211,08%
Texas 28.701.845 426,86 46,98%
Utah 3.161.105 31,66 633,39%
Vermont 626.299 5,33 3762,29%
Virginie 8.517.685 117,25 171,03%
Washington 7.535.591 86,71 231,27%
Virginie Occidentale 1.805.832 32,08 625,09%
Wisconsin 5.813.568 67,45 297,30%
Wyoming 577.737 15,33 1308,09%
Total U.S.A 281.421.906 3717,67 5,39%

Données 2019 (3). Consommation Bitcoin retenue : 200,53 TWh (consommation au 22 novembre 2021)

Combien d'éoliennes faut-il pour couvrir la consommation des Bitcoins dans le monde ?

Comme nous l'avons vu, la consommation annualisée du Bitcoin au 22 novembre 2021 a été de 200,53 TWh. D'après les chiffres communiqués par RTE(5), en 2018, la production du parc installé éolien en France a été de 28,1 TWh pour un parc constitué de 6500 éoliennes, ce qui fait une production de 4,32 GWh par éolienne.

D'après ces calculs, en novembre 2021, il serait alors nécessaire d'avoir 46.418 éoliennes pour couvrir la demande en électricité que génère le Bitcoin dans le monde. Cela équivaut à la production éolienne de la France, Espagne, Italie, Royaume-Uni, Suède, Pologne et Belgique réunie.(6) 

À combien de centrales nucléaires équivaut la consommation des Bitcoins ?

Le nucléaire est la principale source de production d'électricité en France qui dispose de 56 réacteurs classés en 3 niveaux de puissance : 900 MW, 1300 MW et 1450 MW.

Pour notre calcul, nous allons prendre pour exemple la centrale de Chooz qui est constituée de 2 réacteurs de 1450 MW chacun. 

En 2020, selon EDF, la centrale de Chooz a produit 12,77 TWh d'électricité. Il serait alors nécessaire la production de 15 centrales nucléaires comme celle de Chooz pour couvrir toute la consommation nécessaire pour le minage de Bitcoins dans le monde.

Pourquoi le bitcoin consomme-t-il autant d'électricité ?

Pour pouvoir répondre à cette question, il est nécessaire d'expliquer le fonctionnement du Bitcoin.

Le Bitcoin est une monnaie virtuelle et décentralisée, ce qui signifie qu'elle n'est pas gérée par une banque centrale mais par un réseau d'ordinateurs répartis dans le monde entier.

La principale caractéristique de ce système est qu'il garantit l'anonymat en utilisant une chaîne de blocs (blockchain) pour enregistrer toutes les transactions sans avoir recours à une base de données centrale.

Voici ce qu'il se passe quand quelqu'un veut utiliser des Bitcoins pour une transaction.

  1. La première étape consiste à vérifier la transaction. Celle-ci est soumise au réseau peer-to-peer, c'est-à-dire un grand nombre d'ordinateurs interconnectés. Ces ordinateurs appartiennent à des personnes que l'on appelle "mineurs". 
  2. Chaque mineur sélectionne un ensemble de transactions et les réunit dans un "bloc". Pour qu'un mineur puisse avoir le droit de proposer un bloc, il doit au préalable résoudre des problèmes mathématiques complexes connus sous le nom de preuve de travail (Proof of Work, PoW).
  3. Une fois le bloc constitué (et donc le proof of work résolu), le mineur se voit récompensé de 6,25 Bitcoins.
  4. Le bloc nouvellement créé est certifié via un hash, c'est-à-dire une signature numérique unique.
  5. Le bloc miné est ajouté à la blockchain. La transaction est alors confirmée. 

Quel rapport avec la consommation d'électricité ?

Modèle Bitmain Antminer S19 Pro pour le minage de Bitcoins
Modèle Bitmain Antminer S19 Pro pour le minage de Bitcoins. Prix : 14300€. Puissance : 3500W

C'est l'étape 2 qui nécessite le plus d'électricité, à savoir la résolution du problème mathématique. Plus la demande de bitcoins est forte (et donc plus sa valeur augmente) et plus la complexité du problème sera relevée. Il est alors nécessaire de disposer d'ordinateurs de plus en plus puissants pour pouvoir résoudre ce problème.

Comme le minage peut offrir des rendements assez lucratifs, de nombreuses personnes achètent de puissants ordinateurs de minage, très gourmands en énergie, afin de pouvoir être compétitifs.

De nombreux mineurs ont d'ailleurs mis en place de grandes installations avec des banques d'ordinateurs massives, fonctionnant pour la plupart avec de l'énergie bon marché provenant d'usines alimentées au charbon en Chine et en Mongolie Intérieure.

Par conséquent, le nombre de personnes engagées dans le minage de bitcoins a explosé au fil du temps, tout comme leurs besoins en énergie. Actuellement, environ 80 % d'entre eux sont situés en Asie en raison des faibles coûts associés aux centrales électriques au charbon dans ce pays.

Au cours de l'été 2021, la Chine a banni le minage de cryptomonnaies sur son territoire, engendrant un effondrement des cours. 

Les mineurs ont migré pour la plupart au Kazakhstan mais aussi... au Texas ! Le prix de l'électricité y est en effet compétitif et le marché est totalement dérégulé. Les mineurs peuvent donc faire jouer la concurrence et choisir leur fournisseur d'électricité. De plus, la part de l'électricité verte dans le mix-énergétique est bien plus importante qu'en Chine. 

La valeur du Bitcoin est bien remontée depuis l'interdiction de la Chine et la consommation d'électricité devrait continuer à augmenter à un rythme exponentiel à mesure que de plus en plus de bitcoins sont créés. 

MÉTHODOLOGIE

Le Bitcoin étant une monnaie décentralisée, il est impossible de connaître la consommation exacte d'électricité de l'ensemble des mineurs. Toutefois, des estimations sont possibles.

ESTIMATION MINIMALE

L'estimation minimale (courbe bleue) correspond à la consommation si chaque mineur est équipée de la meilleure machine à miner disponible sur le marché à un instant T ainsi que le taux de hashing(7).

Les machines qui ont été pris en compte sont :

Modèle de machine de minage Date Taux de Hash Puissance
Bitmain Antminer S9 jusqu'au 12 février 2019 14,5 TH/s 1300 W
Bitmain Antminer S15 jusqu'au 6 novembre 2019 28 TH/s 1596 W
Bitmain Antminer S17e jusqu'au 30 octobre 2020 64TH/s 2880 W
Bitmain Antminer S19 Pro jusqu'à aujourd'hui 110 TH/s 3250W

Afin de calculer la consommation du Bitcoin dans le monde, il suffit donc de se baser sur le hashrate(7) mondial (disponible ici) et le rapporter sur les capacités de la meilleure machine du moment. 

Exemple

Le 15 novembre 2021, le hashrate total du réseau Bitcoin est de 161.753 de Tera Hash par seconde (TH/s). En supposant que chaque mineur dispose du Bitmain Antminer S19 Pro avec une capacité de 110 TH/s pour une puissance de 3250W, le réseau a donc besoin de 47.790.753 W pour fonctionner (=161.753/110*3250).

La consommation en électricité annualisée du réseau est donc de 418.647.000 kWh (=47.790.753/1000*24*365) soit 41,9 TWh.

ESTIMATION MAXIMALE

La consommation en TWh par an (courbe jaune) correspond à une estimation plus proche de la réalité qui tient compte de deux hypothèses :

  • les mineurs dépensent jusqu'à 60% de leur revenu en électricité. En effet, la récompense équivaut au prix du Bitcoin sur le marché. L'électricité représente le poste de consommation le plus important pour les mineurs qui doivent faire face également à d'autres coûts opérationnels (système de refroidissement des machines, pourcentage à redistribuer s'ils font partie d'une "ferme à Bitcoins", etc).
  • le prix de l'électricité est de 0.05€ / kWh qui est le prix le plus fréquent dans les pays où sont minés la grande majorité des Bitcoins dans le monde. La Chine a représenté jusqu'à l'été 2021 près de 2/3 du minage mondial de Bitcoins.

En fonction donc du prix du Bitcoin à un moment T, il est possible de déterminer la quantité d'euros nécessaire pour pouvoir miner un Bitcoin. Puis, en fonction du prix du kWh d'électricité, il est possible alors de déterminer la quantité d'énergie nécessaire pour produire un Bitcoin.

Sachant que le protocole du Bitcoin définit en amont la quantité de Bitcoins produits dans le monde chaque jour, il est alors possible de calculer la quantité d'électricité nécessaire pour la production totale de Bitcoins.

Exemple

Le 15 novembre 2021, le prix du Bitcoin était de 55.995€. En tenant compte de l'hypothèse que les mineurs sont prêts à débourser jusqu'à 60% de leurs revenus en électricité, cela signifie que ce jour-ci, il est nécessaire de consommer 33.597€ d'électricité pour obtenir un Bitcoin (=55.995*0,6).

Sachant que le prix du kWh est de 0,05€, nous allons donc obtenir 20 kWh avec 1€ (=1/0,05). Ceci nous permet donc d'affirmer que pour générer 1 Bitcoin, il va falloir 671.945 kWh d'électricité (=33.597*20), soit 0,0006719448 TWh. 

Enfin, le protocole actuel du Bitcoin prévoit le minage de 900 Bitcoins par jour dans le monde(8). La consommation totale du réseau Bitcoin est donc de 220,73 TWh (=0,0006719448*900*365).

Sources et notes explicatives :


(1) : Source étude IEA 2020.
(2) : Source U.S. Energy Information Administration, données 2019. Consommation par habitant = consommation de l'ensemble des pays de l'UE divisée par le nombre d'habitants au sein de l'UE. 
(3) : Source U.S Energy Information Administration, données 2020
(4) : Source U.S Energy Information Administration, données 2018
(5) : Source RTE
(6) : Production éolienne en 2018 (estimation), source Wikipedia
(7) : Le taux de hashing ou hashrate fait référence à la quantité nécessaire de calculs pour pouvoir valider la blockchain du Bitcoin. Il faut savoir que le hashrate, le niveau de difficulté ainsi que la valeur du Bitcoin (qui est la récompense du mineur) forment un écosystème. Si le prix du Bitcoin augmente, le niveau de difficulté augmente également, ce qui nécessite alors une hausse du taux de hashrate pour pouvoir valider un bloc et obtenir ainsi la récompense.
(8) : Depuis sa création en 2009, le protocole Bitcoin a définit la quantité par jour de BTC produits dans le monde. Ainsi, du 3 janvier 2009 au 27 novembre 2012 sont fabriqués 7.200 Bitcoins par jour. Puis, du 28 novembre 2012 au 8 juillet 2016 sont minés 3.600 Bitcoins chaque jour. 1800 Bitcoins sont fabriqués quotidiennement entre le 9 juillet 2016 et le 10 mai 2020. Enfin, depuis le 11 mai 2020, seul 900 Bitcoins sont minés chaque jour dans le monde. En 2024 (date exacte à définir), la quantité de Bitcoins fabriqués chaque jour sera divisée par deux. 
(9) : Source Bilan électrique RTE 2020

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