【NFTの未来予測】多量の電力消費による環境問題～その解決策を考察する～

2022 4/03

2021年7月13日 2022年4月3日

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ケンブリッジ大学の「Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index（CBECI）」によると、仮想通貨のビットコインでは、年間140TWhもの電力が消費されている。

これは、スウェーデン、マレーシアなどの年間電力消費量と同等レベルだ。新たな資産として注目されるNFTにおいても、仮想通貨と同様に電力消費という環境負荷に対する懸念が大きくなってきている。

NFTでの商品取引に必要なトランザクションでは、大量の電力が消費される。それゆえ、NFTの普及にあたって環境負荷に関する技術的な改善が遅かれ早かれ必要になる。5GやAIが普及するWEB3.0の時代の前に克服しておきたいところであろう。

過大な電力消費を抑制するために、再生エネルギーに置き換えるなどの改善の方策がとられている。本質的な解決策としては、NFTプラットフォームのEnjinにおいて、2030年までにカーボンニュートラルを実現させる先進的な技術革新のプロジェクトが進行中であり、明るい動きもある。しかし、今後のNFT業界におけるシステム全体の電力コスト削減には、時間がかかりそうだ。

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NFT利用による電力消費の現状

大きな電力消費が必要となる問題の焦点は、トランザクションの作業プロセスにある。スウェーデンなどの地域の年間消費量に相当するほどの大量の電力が、ブロックチェーンにおける安全性の高い取引記録を作り上げるための作業で消費されている。

NFTプラットフォームでは、取引記録を作成するためにトランザクションが作動する時に電力が消費される。

つまり、NFTの人気が高まって需要が増えるほどに電力消費も大きくなり、環境に対する懸念が強まるわけだ。

アメリカのある研究者の調査によると、NFTの1回のトランザクションで必要となる電力消費量の平均は、82 kWhとなる。このNFTにおける数値は、イーサリアムの一般的なトランザクション1回分の平均的な数値となる35 kWh の 2 倍以上である。

さらに英国の調査レポートによれば、NFTの販売が一回行われるごとに8.7MWhという電力消費を計測している。これは、英国の平均的な家族世帯の年間消費量の2倍以上に相当する。各調査によって数値に差はあるが、このような数値だけで考察すると問題性は大きいものであることが分かる。

トランザクションの何が問題なのか

NFTは、イーサリアム上で取引され、ERC721やERC1155といった規格に準拠している。NFTが稼働するイーサリアム上では、トランザクションにおけるデータの検証方法として、PoW（プルーフ・オブ・ワーク）を採用しているものが多い。

PoWとは、コンセンサスアルゴリズムの一つであり、ブロックチェーン上の取引記録などが間違いのないものであることを検証するためのシステムである。このPoWの作動プロセスにおけるトランザクションでの電力消費が問題視されているともいえる。

電力消費量が大きくなる具体的な原因として、このPoWのデータ検証時の作業プロセスが指摘されている。マイニングと呼ばれるPoWによるデータ検証作業などにおいて大量の計算が行われる。

改ざんがしにくいことなどの利点で、普及するブロックチェーンは、現時点で大量の計算による大きな電力消費の問題がある。ブロックチェーンが社会に普及する利点でもあるトランザクションの安全機能には、実はこのような問題性があったのだ。

トランザクションの電力消費に関して公開されている統計データも少ないことから、社会問題化されている度合いはまだ低いと感じる。NFT業界全体の改善という観点からは時間がかかる可能性もある。

ちなみに、NFTがイーサリアムのプラットフォームで稼働するためには、ERC721やERC1155が必要になる。ERC721やERC1155とは、イーサリアムのトークン規格である。

ERC721はNFT（ノンファジブルトークン）の発行にのみ対応している。対して、ERC1155は、複数のFT（ファジブルトークン）とNFTを発行可能だ。この特徴から、ERC1155は、マルチトークン規格と呼ばれている。

このERC1155はEnjinのCTOであるWitek Radomski氏により開発された。NFT業界で最近よく耳にするJumpNetやEfinityは、このトークン規格を使用したNFTプラットフォームの代表例である。

考えられる解決策

NFTなどのブロックチェーン業界の人々は、上述の電力消費問題に対する改善策を日々模索している。

電力消費の根本的な原因は、トランザクションに必要なコンセンサスアルゴリズムにある。それゆえ、データ検証方式の改善はマストである。

しかし、電力消費のアプローチはこれだけではない。少しでも現状の改善がなされるように様々な角度から環境負荷低減のための方策が議論されている。

筆者の考えでは、以下の3つの施策がこの問題を解決するポイントとなる。

データ検証方式などの改善
再生可能エネルギーの使用
CO2クレジットビジネスなどの推進

以下では上記3つのポイントについて深掘りしていく。

データ検証方式などの改善

NFTが稼働しているイーサリアムでは、電力消費量の低減にも対応するPoS（プルーフ・オブ・ステークス）へのデータ検証方式の移行を数カ月以内に実現する計画がある。移行が実現すれば、トランザクションでの作業量などの縮減により、電力消費が今よりも抑えられることは確実だ。

この結果、イーサリアムのネットワーク上のエネルギー需要は99%削減される。さらにイーサリアムでは、シャーディングという技術の導入で検証ノード数の削減により作業量の縮減を数年以内に実現する計画だ。

NFTのEnjinでは、新しいタイプの検証方式PoA（プルーフ・オブ・オーソリティ）を実装するJumpNetをローンチしている。4月にローンチされたばかりのJumpNetでは、ポルカドット上において、現在のイーサリアムの電力使用量の0.15%で稼働するように設定されている。

【補足説明】

※PoSとは、ブロックの作成者本人のコイン保有量が多いほど、その銘柄のコインに関して次のブロックを作成する権利を得られる仕組みである。この選択の過程には、ランダム選択などの要素も組み合わされているが、一部の有力者にブロック作成の権利が集中するとの批判もある。

※PoA（プルーフ・オブ・オーソリティ）とは、プライベート・ブロックチェーンにおいて、招待された者だけがブロックを作成するノードとして参加できる仕組みである。FT・NFTの複数のトークンが取り扱えるJumpNetなどのERC1155でコンセンサスアルゴリズムとして稼働している。PoAの電力使用量は、PoWとの対比において大幅に縮減される。

※ポルカドットとは、ネットワークに参加することで、イーサリアムやビットコインなどの独立したブロックチェーンと接続して相互運用の実現を目指すプロジェクトのこと。WEB3.0の大量情報処理時代を見据えて企画されたブロックチェーンのシステムである。JumpNetやEfinityは、このポルカドットにおいて、ERC1155によって稼働するNFTプラットフォームとなる。

再生可能エネルギーの直接的な利用

地球温暖化防止策でもある再生可能エネルギーの利用が浸透しつつある。ケンブリッジ大学の報告書（2020年）では、PoWが実装されているシステムにおいて、再生可能エネルギーの利用が電力消費全体の39％にのぼると公表している。

FT（一般の仮想通貨）やNFTの業界では、大量の電力消費に対する当面の解決策として、再生可能エネルギーの導入で対処しているケースが増えてきている。

CO2クレジットビジネスなどの推進

国際非営利組織「InterWork Alliance（IWA）」では、ワーキンググループを設置して、CO2クレジットのトークン化のための標準作成に取り組んでいる。これは、CO2の排出権取引におけるJ－クレジット制度やグリーン電力証書などのような社会システムをトークンシステムで実現するものである。

同システムでは、再生可能エネルギーによる電力を自社システムに使用するのではなく、外部からCO2の削減量を買うことになる。購入したCO2削減量は、CO2の排出削減分としてカウントされる。この仕組みにより、CO2の排出量削減を促進する方策として、CO2の排出権の購入が有効な手立てとなる。自社のシステムの電力消費とは別のところでCO2の排出量の削減をおこなう方式とも解釈できる。

CO2クレジットのトークン化が実現すれば、J－クレジット制度のように、企業からCO2の排出権をトークンで購入することなどができるようになる。ブロックチェーン上でCO2クレジットビジネスが活発化するなかで、サステイナビリティのPRや、CO2削減を促進していくことも改善への方策となる。

また、ブロックチェーン技術は、貿易取引などでの「サプライチェーンの見える化」のシステムとしての利用が増えており、このような活用例もCO2削減に貢献することが期待されている。

NFTや一般企業などの活動プロセスにおける電力消費量の数値などを把握するために、これらの情報をブロックチェーンに記録しておくことで、電力消費量の低減を推進できる。

WEB3.0時代に向けてクリーンなブロックチェーンの整備は急務となる

Enjinから従来に比べて電力消費などのエネルギー消費を99%削減したJumpNet やEfinityが登場している。WEB3.0の時代に対応するポルカドット上のNFTとしても、今後の新展開が期待されている。

Enjin は、OpenSeaなどのマーケットプレイスで飛躍する老舗企業である。PoA実装での革新は、業界のリーディングカンパニーが先進的にリードしている状態だ。そのため、NFT全体の電力消費量の改善には、時間が必要となる。

世界の各国では、CO₂排出量削減計画に向けた活動が活発に行われている。今後もNFT業界全体が環境問題に積極的に取り組む姿勢を続けていくことは、世界からの要請でもある。これからのWEB3.0の快適な情報社会に向けて、ブロックチェーン業界全体の改善にも期待したいところだ。

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