能源区块链研究：比特币挖矿能源消耗现状与未来前景

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从各大头条新闻中不难看出，大部分人们认为比特币（乃至所有其他加密钱银）是形成气候变化的因素之一。今年5月，特斯拉首席履行官埃隆·马斯克（ElonMusk）在推特上表示对此十分忧虑，“从各个层面来看，加密钱银都是一个好主意……这不会给环境形成太大影响。”不久之后，比特币价格暴降15%。比特币矿工面对的压力越来越大，这敦促他们使用更多可再生动力，比特币挖矿委员会等安排也随之发表多项倡议，并促使谨慎的投资者寻觅“更绿色”的加密钱银。

到7月中旬，单次比特币交易需求1719.51千瓦时（kWh）——其中kWh是1000瓦的设备在一小时内使用的能量。换个方法说，这相当于美国一个普通家庭59天的用电量。平均每天有24万笔比特币交易经过网络完结。

●比特币如何耗费能量？

人们一般将比特币挖矿称为新“淘金热”。比特币表现形式都是虚拟的，并非物理存在，所以人们很难了解为何它会耗费很多资源。比特币网络依靠数千名矿工全天候运行动力密集型机器，向区块链验证和添加交易。该体系也就是“工作量证明。”

比特币的动力用量取决于在任何给定时间中，有多少矿工在其网络上挖矿。这些矿工有必要相互竞赛，以赢得向区块链添加下一个区块的权力并获得奖赏。因为每10分钟只要一名矿工可以添加一个新区块，这种竞赛方法形成了很多动力浪费。

为了坚持与其他矿商竞赛的优势，许多大型矿工被迫扩大规模或晋级设备。因而，现在全世界有几十个采矿设备，不断运转的矿机没有几千个也有数百个。这种工业规模运营的副产品之一是热量。专用集成电路（ASIC）矿机是专门用于挖掘加密钱银的先进设备，它在履行哈希函数时会发生很多热量，所以需求坚持冷却以防止效率降低或焚毁。小型挖矿作业或许只需求电扇和凉爽的气候来控制温度，但大型挖矿设备需求工业冷却体系。这也进一步增加了动力耗费量。

●为什么动力耗费是个问题？

尽管比特币采矿业正在向清洁动力转型，但比特币网络耗费的大部分电力依然来自不可再生动力，如燃煤发电厂。众所周知，焚烧煤炭等化石燃料会向大气释放很多二氧化碳，这也是气候变化的主要因素之一。这意味着，加入比特币网络的采矿计算设备越多，发生和耗费动力的需求就越大。

长期以来，比特币的动力需求一直备受关注。尤其是现在，比特币网络自2017年的上一个峰值以来翻两番。并且，比特币网络仍在日益扩张。从现在的水平来看，比特币每年耗费81.51太瓦时（YWh）。假如比特币网络是一个国家，其年用电量的世界排名是第39位，超过奥地利和委内瑞拉。

●比特币对环境的影响

需求注意的是，电力耗费与生态脚印，碳脚印之间存在差异。比特币挖矿需求很多电力，这一点毫无疑问。但要了解生态影响，就需求了解矿工的动力来历。比特币本身不会发生额外的碳排放，因为从技术上讲，任何电源都可以为比特币网络供电。到2020年9月，剑桥替代金融中心（CCAF）的研究人员发现，全球范围内，62%的矿工依靠水电，38%使用煤炭，39%使用风能、太阳能或地热能。但据估计，比特币的动力耗费中只要39%完成了碳中和。

●比特币动力耗费的未来

2021年，比特币挖矿和其他加密钱银挖掘都得到了显著的推动，提高了可持续性，变得更加环保。《加密气候协议》倡议加密钱银行业应该寻觅新的电力来历，并旨在为加密公司提供“一个开源的技术解决方案工具箱”，以协助该行业在2030年完成净零排放。

总的来说，比特币矿工不太或许以几年前那样的规模增加。部分原因是在构建比特币区块链中，折半了比特币的数量，也减少了矿工每四年获得的区块奖赏。因而，除非比特币上涨的价格可以弥补价值降低，不然矿工将需求更高效的设备和更廉价的动力，以坚持利润率和大规模挖矿作业。

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