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互联网计算机足迹：评估 IC 能源消耗和可持续性
多年来，区块链的能源强度及其相关的碳足迹一直受到密切关注，比特币和以太坊最近使用的工作量证明共识机制需要巨大的计算能力才能运行，因此非常耗能。
以太坊的“合并”正在将其转变为能源消耗较少的权益证明模型，区块链行业的大多数人现在以更少能源密集型的方式工作。尽管已经取得了进展，但区块链行业要被认为是可持续的还有很长的路要走。
对话变得更加细致入微，并询问需要多少去中心化才能获得区块链预期的信任保证。验证每个事务或计算的每个节点都会产生浪费的复制，并且对用户和气候来说都是昂贵的，曾经是工作量证明与权益证明的辩论现在变成了复制与效用。
出现了一个中间地带，许多区块链利用额外的技术（分片、汇总、平行链等）来扩展和提高效率，同时也减少了它们的碳足迹。采用扩展解决方案虽然有益，但会增加生态系统的复杂性，在计算和解释报告的可持续性政策和结果时必须小心。
今年早些时候，互联网计算机（IC）生态系统采用了由社区撰写的 NNS 提案 #55487，为区块链制定了碳足迹和可持续性政策。不久之后，我们在 Carbon Crowd 的团队开始开发互联网计算机足迹，该项目旨在使互联网计算机的底层数字基础设施脱碳。
互联网计算机足迹：IC 可持续发展报告 2022 记录了 IC 当前的用电量和碳足迹，并包括一系列关于网络脱碳的建议。它由 Carbon Crowd 在 IC 的主要贡献者 DFINITY 基金会的广泛支持下研究和编写，特别感谢 DFINITY 高级研究科学家 Aisling Connolly。
基金会提供的数据深度表明，它决心了解 IC 对环境的影响并开发造福于所有人的技术，该报告的调查结果由 ESG 风险分析专家 Fingreen AI 审查。
这篇文章是我们撰写的完整报告的删节版，您可以通过访问我们的网站 carboncrowd.io 查看完整版。
方法与结果
IC 网络在安装和分布在全球独立数据中心的各个节点上运行，这些物理硬件消耗区域电网的电力以运行计算。因为我们知道每个地区的节点数量、每个地区的能源网络组合以及一个节点随时间消耗的平均电量，我们可以推断出它们的集体碳足迹。
这包括在分析时分配给子网的所有 IC 网络的 518 个活动节点，以及在等待分配给子网时未运行计算的 208 个备用节点。为简洁起见，本文仅讨论活动节点结果，可以在完整报告中查看包含备用节点的结果。
范围 2
范围 2 排放是通过购买电力和其他形式的电力来运行网络硬件产生的。
表 1：总用电量
表 2：排放因子和相关的碳足迹
图 2：活动节点总排放量
表 3：IC 上每笔交易的能耗
图 4：区块链之间每笔交易的能源消耗比较
范围 3
范围 3 包括网络供应链中的间接排放，从硬件制造和数据传输活动到终端用户行为。在这些过程中包含准确的数据具有挑战性，需要进行广泛的审计，我们希望在未来的报告中包含更细化的范围 3 排放。
范围 3 的计算具有更大的误差范围，不应被视为与先前的范围 2 数据一样高保真度。如下所示，我们的初步计算表明排放量增加了约 85%，这可以解释为超出范围 2 的排放量。
展望未来
根据互联网计算机仪表板，IC 目前有 518 个节点在子网中活动运行，另有约 700 个节点等待分配到子网（即待机）。到 2022 年底，IC 预计将在 1000 多个节点上运行，其中约 30% 将是备用节点。
如果实现这一预测，我们估计运行 IC 的范围 2 碳成本将增长到 218-981 吨二氧化碳当量/年（假设每个节点的范围为 0.2-0.9 吨二氧化碳当量，目标是 1090 个节点）。
为了预测没有可持续发展重点的未来 IC 排放会是什么样子，我们估计了运行 IC 的碳成本，因为它扩展了一个数量级。
在其他条件相同的情况下，在 10,000 个节点上运行将排放 2,224 到 9,387 吨二氧化碳当量/年（超过 1900 个美国家庭），这清楚地表明了扩展区块链与增加碳排放之间的关系。
Carbon Crowd 的使命是打破这种关系，首先是为了 IC，然后是其他去中心化和中心化的数字基础设施。
提案
Carbon Crowd 的脱碳策略在下面被列为潜在的 NNS 提案，它们旨在使 IC 社区能够确定区块链的未来，相关的社区成员应评估、辩论并提交他们希望看到包含在 IC 技术路线图中的提案。
如果更广泛的 IC 社区希望追求以下提案，Carbon Crowd 拥有支持实施以下提案的技术经验，以下提议已在完整报告中进行了扩展。
1. 开发 IC 能耗和相关碳足迹的实时测量
实时测量网络中每个主备节点的 IC 能耗； 为网络中的每个活动和备用节点生成实时关联的碳足迹； 将实时能源消耗和碳足迹报告添加到公开可用的仪表板中（聚合可能需要用于安全目的）； 准备报告以遵守欧盟企业可持续发展报告指令，即使这是自愿的而非法律要求。
2. 在互联网计算机上开发一个完全脱碳的子网
通过完全使用可再生能源运行整个子网的节点来开发完全脱碳的子网； 评估完成后将整个 IC 迁移到零排放子网的可行性。
3. 建立领导小组，在 IC 内倡导可持续发展举措
创建一个专门的工作组来提议、计划、实施和报告 IC 上的脱碳和其他与可持续性相关的活动的进展情况； 确保 DFINITY 和 IC 社区在工作组中发挥作用； 分配预算以激励工作组并维持其运营。
4. 抵消 IC 的碳债务，使网络实现碳中和
使用直接空气捕集（DAC）或基于自然的碳信用，具有可证明的额外性和很高的永久性机会来抵消 IC 的碳债务。
5. IC 网络上的高碳强度节点立即退役
立即将强度最高的节点替换为当前处于待机状态的低强度节点。
登月提案
包含实时排放成本的动态 Cycle 成本
整合 IC 上运行的每个子网的实时排放数据，然后，每个子网应具有不同的 cycle 成本，其中包含所使用的排放量。应该有一个可查询的合约，提供未来 24 小时的预测排放因子（允许调度批处理作业），这应该是为社区开发工具以将环境决策纳入其项目的第一步。
智能查询路由
优先将查询流量（不需要完全计算复制）路由到碳密集度较低的节点/区域，这可以通过考虑子网中每个节点的排放因子的边界节点路由逻辑来完成。
智能合约责任追踪
通过跟踪所有合约的 cycle 消耗率，可以直接接触影响最大的项目并努力减少其碳足迹，这些信息可以被公开跟踪并可用，以促进生态系统内的透明度和问责制。
增量可持续发展报告和概述
将增量可持续性报告与年度“检查点”报告相结合，以衡量和评估脱碳进展。
有一个明确的商业案例可以鼓励更加关注可持续发展的 IC，如果以身作则，气候技术初创公司更有可能选择 IC 作为他们选择的全栈协议。
消费者越来越意识到环境的可持续性，员工在决定工作地点时也有同样的意识，在 IC 内部发展一种蓬勃发展的可持续发展文化对 IC 生态系统和地球都有好处。
此外，随着未来十年实现气候目标的紧迫性增加，它将抢占监管机构可能要求的网络变化。
结论
IC 是一个节能网络，但仍具有大量排放足迹，随着采用该网络将继续增长。据计算，IC 在一年内消耗约 740,000 千瓦时的能源并排放 275 吨二氧化碳，这大约相当于 100 个美国普通家庭。
除了道德论据之外，还有一个强有力的商业案例需要 IC 来扩大其脱碳和更广泛的可持续发展活动的范围。可以实施许多不同规模和复杂性的举措，以开始降低 IC 网络的碳强度。
该报告将其认为最重要和最可行的内容打包为可以由 IC 社区提交或由 DFINITY 直接采取行动的提案，它进一步概述了一些“登月提案”，这些提案将更难以实施，但将进一步有助于脱碳努力。
世界各国政府和人民对环境问责制的日益紧迫，将增加机构制定和执行可持续发展战略的压力。IC 应立即采取行动，避免因监管而措手不及，并引导有关区块链高能量强度的叙述。
IC 区块链的独特功能，以及高水平的专业知识和在 DFINITY 和更广泛的 IC 社区内做出贡献的意愿，意味着存在影响深刻、积极变化的所有要素。
上面的报告提供了 IC 区块链可持续性概况的快照，这是 IC 脱碳之旅的第一步，也是其他区块链意识到承认和减少其运营的任何负面外部性的重要性的第一步。
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