比特币消耗多少能源？比特币与清洁能源的关系

比特币对能源的依赖经常被误解为设计上的副作用。相反，它是比特币设计中不可或缺的一部分。

对比特币最大的批评之一是其网络需要消耗能源来运行，从而加剧了气候变化问题。然而，这个问题很复杂。虽然对比特币能源使用的反对意见有合理之处，但也有必须考虑的缓解因素。

在权益证明（Proof of Stake）网络中，被称为验证者的节点必须抵押一定数量的资产来保护网络，并以此获得奖励。这些抵押资产被称为权益（stake），如果验证者没有为网络的最佳利益行事，这些资产可能会被罚没（slashed）。

虽然词汇不同，但工作量证明（Proof of Work）网络（如比特币）中的矿工也在抵押资产。然而，他们不是锁定加密货币，而是使用物理能源资源。挖矿需要先进的计算硬件来解决复杂的数学难题（称为哈希算法），以保护网络并创建新区块，这个过程需要能源来驱动计算。如果矿工没有为网络的最佳利益行事，与该活动相关的计算能力就会被浪费，这成为对恶意行为的威慑。

矿工向网络投入的计算能力（从而是能源）越多，他们获得奖励的机会就越高。而且，由于能源成本可能很高，矿工有动力使用最有效的设备和最廉价的能源来降低成本并赚取利润。

比特币网络所需的总能源量与哈希率相关，哈希率是矿工解决哈希算法的平均速度。随着更多计算能力加入网络，哈希率会上升。然而，随着更多算力投入比特币网络，哈希算法的难度会增加，因此单个矿工需要更多算力才能获得奖励。这使得新区块的创建保持在大约每10分钟一个的稳定速度。

比特币消耗多少能源？

衡量能源需求

比特币的能源使用不是恒定的，因此难以衡量需求。随着网络活动的波动以及矿工加入或离开网络，难度调整会变化，哈希率和驱动它的能源也会改变。

历史上，哈希率通常随着比特币采用率和价格的上升而上升，并在相反情况发生时下降。这是因为随着比特币价格上涨，挖矿变得更有利可图。

衡量比特币能源消耗的另一个问题是，不同估算之间存在分歧。例如，剑桥大学开发了一个名为剑桥比特币电力消耗指数（CBECI）的指标，它提供的电力需求估算与Digiconomist平台略有不同。两个模型都涉及多个因素；然而，两者都包括挖矿收入、哈希率、哈希算法难度、矿工费用、电费成本以及设备成本和效率。

最后，在衡量比特币能源产出时，一个常见的错误是计算每个交易的能源量。能源消耗并非直接基于比特币处理的交易数量，而是直接与网络的哈希率相关。

总能源消耗

在2021年和2022年——哈希率达到前所未有水平的年份——据估计，比特币使用了80-160太瓦时（TWh）的电力。这比2016年网络的估计能源消耗增加了大约10倍。当然，这与比特币人气的爆炸式增长及其网络参与度的上升有关。

表达比特币能源消耗最常见的方式之一是与各国用电量进行比较。假设大多数年度电力需求估算的中值（每年约110-130 TWh），比特币网络与荷兰和巴基斯坦等国家相当，并使用了比芬兰更多的电力。根据2021年的数据，这也相当于美国每年发电量的2-3%。

然而，据信比特币使用的能源远少于黄金开采行业和传统银行系统（承认估算差异很大），而比特币正是设计用来取代这两种金融服务的。

比特币与清洁能源

比特币矿业委员会（BMC）2021年的一份报告估计，比特币矿工的可持续电力组合占所有能源使用的56%。Coinshares 2022年发布的一份挖矿报告估计，非化石燃料使用比例接近40%。这与2021年全球核能和可再生能源发电比例（约40%）相似——剩余60%的能源消耗使用石油、天然气和煤炭。

然而，重要的是要注意，比特币矿工天然倾向于使用廉价能源。这是因为降低硬件运行成本会显著减少利润损失。自然地，一些“清洁”能源——尤其是太阳能、风能和地热能——往往比化石燃料更便宜，特别是当宏观经济和国际争端推高传统能源价格时。根据国际可再生能源署（IRENA）的数据，可再生能源在过去10年中也显著变得更便宜。

比特币与温室气体排放

虽然比特币的电力消耗令人印象深刻，但并非所有消耗的能源都会产生碳排放。虽然比特币矿工使用的一些电力来自燃烧煤炭、天然气和石油，但很大一部分并非来自这些来源。

在任何关于能源消耗的讨论中，重要的是区分与化石燃料燃烧相关的比例——尤其是如果对比特币等服务的批评与其对气候变化的潜在贡献有关时。

温室气体通常以百万公吨二氧化碳当量（MMtCO2e）衡量。在2020年至2022年间，据估计比特币挖矿每年产生约30-70 MMtCO2e。这与葡萄牙的年度温室气体排放量相当，但远低于比特币在电力消耗方面的常见比较对象——如荷兰。供参考，美国乘用车在2020年排放了超过600 MMtCO2e。

比特币能源使用与其相对较低的对化石燃料依赖之间的差异，可以归因于比特币挖矿比普通国家每单位能源消耗使用了显著更多的清洁能源来源。

比特币挖矿作为清洁能源提供商的工具

比特币挖矿已被证明是可持续能源项目增加额外收入流并减少浪费能源产量的途径。这在发电能力超过能源需求期间尤其如此。

虽然一些不可持续能源来源（如煤炭和天然气）可以根据能源消费者的需求扩展发电，但某些可持续来源（如太阳能、风能或水力发电）则依赖自然和天气条件来发电。

因此，会出现太阳能、风能或水力发电厂能够生产能源但无人购买的时期。在世界某些地区，例如美国西德克萨斯，由于供应和生产能力大幅过剩，能源价格可能会出现长时间负值的情况。

当这些可持续项目与比特币挖矿业务整合时，它们能够利用原本会被浪费的能源生产来创造收入，从而改善其财务前景。

比特币的作用

在评估比特币的实用性时，重要的是评估其益处以及成本。

比特币网络已经并将继续支持全球许多社区。这些包括人权活动家、遭受战争影响的人群、货币正经历高通胀时期的人们，以及因各种原因无法获得银行服务的人群等等。

比特币提供了一种有用的工具来规避困难环境，并使任何人能够掌控自己的财务状况，无论其生活条件如何。在任何关于比特币在社会中角色的讨论中，都应考虑这些用例，并与各种成本（如能源消耗）进行权衡。

总结

众所周知，比特币网络消耗大量能源来驱动其挖矿机制。关于它究竟使用多少电力的估算各不相同，可持续来源（如太阳能和风能）支持网络的比例评估也各不相同。

公众对比特币能源使用的看法将取决于其对网络实用性的看法。比特币的创造者中本聪在2010年曾说：“比特币使交换成为可能，其效用将远远超过所用电力的成本。因此，没有比特币才是净浪费。”

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