イーサリアム（ETH）の環境負荷を減らす取り組みとは？
イーサリアム（ETH）は、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る主要な暗号資産であり、分散型アプリケーション（DApps）やスマートコントラクトの基盤として広く利用されています。しかし、その運用には膨大な電力消費が伴い、環境負荷が大きな課題として認識されてきました。本稿では、イーサリアムの環境負荷の現状と、それを軽減するための様々な取り組みについて詳細に解説します。
1. イーサリアムの環境負荷の現状
イーサリアムは、当初プルーフ・オブ・ワーク（PoW）というコンセンサスアルゴリズムを採用していました。PoWでは、新しいブロックを生成するために、マイナーと呼ばれる参加者が複雑な計算問題を解き、その競争を通じてネットワークのセキュリティを維持します。この計算過程には莫大な電力が必要であり、イーサリアムの電力消費量は、一部の国全体の電力消費量に匹敵するほど膨れ上がっていました。この電力消費の多くは、化石燃料を燃焼して発電された電力に依存しており、二酸化炭素排出量の増加に繋がっていました。
PoWの電力消費量は、ネットワークのハッシュレート（計算能力）に比例して増加します。ハッシュレートが高ければ高いほど、ネットワークのセキュリティは向上しますが、同時に電力消費量も増加するというトレードオフの関係にあります。また、マイニング競争が激化すると、より高性能なマイニング機器が必要となり、電子廃棄物の増加も問題となっていました。
2. PoSへの移行：The Merge
イーサリアムの開発コミュニティは、環境負荷を軽減するために、コンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行する計画を長年進めてきました。PoSでは、マイナーの代わりにバリデーターと呼ばれる参加者が、暗号資産を預け入れる（ステークする）ことでブロック生成の権利を得ます。バリデーターは、預け入れた暗号資産を失うリスクを負うため、不正な行為を行うインセンティブが低くなります。PoSは、PoWと比較して電力消費量を大幅に削減できるという利点があります。
2022年9月15日、イーサリアムは「The Merge」と呼ばれる大規模なアップデートを実施し、PoSへの移行を完了しました。The Mergeにより、イーサリアムの電力消費量は、PoW時代と比較して99.95%以上削減されたと推定されています。これは、イーサリアムの環境負荷を劇的に軽減する画期的な出来事であり、暗号資産業界全体に大きな影響を与えました。
3. PoSにおける環境負荷軽減のメカニズム
PoSがPoWよりも電力消費量を削減できる理由は、主に以下の点にあります。
- 計算競争の排除： PoSでは、複雑な計算問題を解く必要がないため、電力消費を伴う計算競争が不要になります。
- ステークによるインセンティブ： バリデーターは、不正な行為を行うと預け入れた暗号資産を失うリスクを負うため、誠実な行動を促されます。
- エネルギー効率の高いインフラ： PoSは、PoWと比較して、よりエネルギー効率の高いインフラで運用できます。
The Merge後のイーサリアムでは、バリデーターは、32 ETHをステークすることでブロック生成の権利を得ます。32 ETHは、現在の価格で数万ドル相当の価値があります。バリデーターは、ブロックを生成し、トランザクションを検証することで報酬を得ることができます。しかし、不正な行為を行った場合や、ネットワークのルールに違反した場合、預け入れたETHの一部または全部を失う可能性があります。
4. その他の環境負荷軽減の取り組み
PoSへの移行に加えて、イーサリアムの開発コミュニティは、環境負荷をさらに軽減するために、様々な取り組みを進めています。
4.1 レイヤー2ソリューションの活用
イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）は、トランザクション処理能力に限界があります。そのため、トランザクションの処理が遅延したり、手数料が高騰したりすることがあります。この問題を解決するために、レイヤー2ソリューションと呼ばれる技術が開発されています。レイヤー2ソリューションは、メインチェーンの外でトランザクションを処理し、その結果をメインチェーンに記録することで、トランザクション処理能力を向上させ、手数料を削減します。レイヤー2ソリューションの活用により、イーサリアムのメインチェーンの負荷を軽減し、電力消費量を削減することができます。
代表的なレイヤー2ソリューションとしては、Optimistic Rollups、ZK-Rollups、State Channelsなどがあります。これらのソリューションは、それぞれ異なる技術を採用しており、異なる特徴を持っています。
4.2 シャーディングの導入
シャーディングは、イーサリアムのネットワークを複数のシャード（断片）に分割し、各シャードで独立してトランザクションを処理する技術です。シャーディングを導入することで、イーサリアムのトランザクション処理能力を大幅に向上させることができます。シャーディングは、The Mergeの後、段階的に導入される予定です。
4.3 再生可能エネルギーの利用促進
イーサリアムのバリデーターに対して、再生可能エネルギーを利用することを推奨する動きがあります。再生可能エネルギーを利用することで、イーサリアムの電力消費に伴う二酸化炭素排出量を削減することができます。一部のバリデーターは、すでに太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーを利用しています。
4.4 カーボンオフセットの活用
カーボンオフセットは、排出された二酸化炭素を相殺するために、他の場所で二酸化炭素を削減する活動に投資する仕組みです。イーサリアムのバリデーターは、カーボンオフセットを活用することで、電力消費に伴う二酸化炭素排出量を相殺することができます。
5. 環境負荷軽減の取り組みの課題と展望
イーサリアムの環境負荷軽減の取り組みは、大きな進展を見せていますが、依然として課題も存在します。
- PoSのセキュリティ： PoSは、PoWと比較して、セキュリティ上の脆弱性があるという指摘があります。
- 集中化のリスク： PoSでは、少数のバリデーターがネットワークを支配する可能性があり、集中化のリスクが懸念されています。
- レイヤー2ソリューションの普及： レイヤー2ソリューションは、まだ普及段階にあり、使い勝手やセキュリティ上の課題があります。
これらの課題を克服するために、イーサリアムの開発コミュニティは、継続的に研究開発を進めています。PoSのセキュリティを向上させるための技術開発、バリデーターの分散化を促進するための仕組みの導入、レイヤー2ソリューションの使い勝手を向上させるための改善などが進められています。
イーサリアムの環境負荷軽減の取り組みは、暗号資産業界全体に大きな影響を与えています。イーサリアムの成功は、他の暗号資産にも環境負荷軽減の取り組みを促し、持続可能な暗号資産エコシステムの構築に貢献することが期待されます。
まとめ
イーサリアムは、PoSへの移行（The Merge）により、環境負荷を劇的に軽減しました。しかし、環境負荷をさらに軽減するためには、レイヤー2ソリューションの活用、シャーディングの導入、再生可能エネルギーの利用促進、カーボンオフセットの活用など、様々な取り組みを継続的に進めていく必要があります。イーサリアムの環境負荷軽減の取り組みは、暗号資産業界全体の持続可能性に貢献する重要な取り組みであり、今後の動向に注目が集まります。
