比特幣采礦：能源浪費還是能源創造的迷思？
在數字貨幣的迅猛發展中，比特幣無疑是最為引人注目的存在。隨著其價格的飆升和市場關注度的提升，比特幣采礦這一行業也隨之興起。然而，圍繞比特幣采礦的爭議從未停止，尤其是其對能源的消耗問題。有人認為比特幣采礦是在浪費地球的寶貴資源，而另一些人則認為這種活動其實是在創造新的能源價值。那么，究竟是浪費還是創造？這個問題值得我們深入探討。
首先，了解比特幣采礦的基本原理至關重要。簡而言之，比特幣采礦是通過計算機解決復雜數學問題來驗證交易并生成新比特幣的過程。這一過程需要大量的計算能力，而計算能力的提升直接導致了對電力的巨大需求。根據最新的研究，全球比特幣網絡的電力消耗相當于一些中等規模國家的總用電量，這無疑引發了人們對能源浪費的深刻擔憂。
在對比特幣采礦的能源消耗進行分析時，不得不提到這一過程對環境的影響。許多采礦者選擇在電力價格較低的地區進行采礦，例如中國的某些省份，因為這些地方的電力供應相對充足且便宜。然而，這種選擇往往伴隨著對環境的破壞。比如，在一些以煤電為主的地區，采礦活動的增加導致了二氧化碳排放量的急劇上升，進一步加劇了全球變暖的趨勢。
然而，若從另一角度來看，采礦的存在也推動了可再生能源的發展。許多比特幣礦工開始利用風能和太陽能等清潔能源進行采礦，以降低成本并減少環境影響。例如，在美國德克薩斯州，許多礦工正在利用風能進行比特幣采礦。由于該州擁有豐富的風能資源，礦工們通過建立風電場，不僅實現了比特幣的高效采礦，還為當地的電網提供了額外的電力。這種模式不僅減輕了對傳統能源的依賴，還促進了可再生能源的使用，為環境保護貢獻了一份力量。
在探討比特幣采礦的能源消耗時，不能忽視的是其經濟效益。雖然采礦過程消耗大量電力，但比特幣的價值也為礦工帶來了可觀的利潤。以2021年為例，比特幣的價格曾一度突破6萬美元，這使得許多礦工在短期內實現了巨額收益。盡管電力成本高昂，但在價格上漲的背景下，許多礦工依然愿意投入更多資源進行采礦。這樣的經濟效應在一定程度上也推動了各國對數字貨幣行業的重視，許多國家紛紛出臺政策，支持區塊鏈技術的發展。
然而，經濟收益的背后是對資源的巨大消耗。根據一些研究機構的報告，比特幣的采礦過程每完成一筆交易所消耗的電力，足以支持一個美國家庭一周的用電需求。這一數據讓人不禁思考：我們是否真的需要如此龐大的電力來支持這一數字貨幣的運轉？在全球資源日益緊張的今天，如何平衡經濟發展與資源保護的關系，成為了一個亟待解決的問題。
在這一背景下，許多國家開始對比特幣采礦進行監管。以中國為例，政府在2021年宣布全面禁止比特幣采礦，理由是其對能源的巨大消耗以及對環境的負面影響。雖然這一政策引發了廣泛的討論，但不可否認的是，政策的出臺是對比特幣采礦行業的一次重大沖擊。許多礦工不得不尋求新的落腳點，轉向其他國家進行采礦。
在全球范圍內，隨著對比特幣采礦的監管加強，一些國家開始探索新的數字貨幣發展模式。例如，瑞士和新加坡等國通過制定合理的法規，吸引了大量區塊鏈企業的落地。這些國家不僅鼓勵可再生能源的使用，還積極推動區塊鏈技術的創新與發展，力求在推動經濟增長的同時，保護環境。這種模式為其他國家提供了借鑒，或許能夠在一定程度上解決比特幣采礦帶來的能源消耗問題。
在未來，比特幣采礦的能源消耗問題仍將是一個需要持續關注的話題。無論是從經濟角度還是環境角度來看，尋找一個平衡點顯得尤為重要?；蛟S，隨著技術的進步和政策的完善，比特幣采礦能夠在不損害環境的前提下，繼續為人類的數字經濟發展貢獻力量。
從個人的角度來看，作為普通消費者，我們在享受數字貨幣帶來的便利時，也應當關注其背后所付出的代價。每一筆比特幣交易的背后，都可能是大量電力的消耗和環境的負擔。因此，在支持數字貨幣發展的同時，我們也應當呼吁更多的企業和政府，重視可持續發展，推動綠色采礦，尋求經濟與環境的雙贏。
比特幣采礦的爭議，反映了人類在追求技術進步與資源保護之間的矛盾。在這個信息化迅速發展的時代，我們需要更為理性的思考，如何在享受科技帶來的便捷時，保護好我們賴以生存的地球。唯有如此，才能讓我們的未來充滿希望。
目前全球一些可再生能源項目都處于虧損狀態(凈回報通常為負)，比特幣礦工的出現其實給不少瀕死的可再生能源項目帶來了生機，因為他們已經成為了全球電力買家里的生力軍，而且也傾向于聚集在相對利用率較低的可再生能源基礎設施周圍。
全球變暖、冰川融化、臭氧層出現空洞......比特幣挖礦會加速能源消耗、并導致環境越來越糟嗎?
不好意思，答案可能讓你們失望了——因為比特幣挖礦網絡中，74%的電力都來自可再生能源。先給大家做個小小的科普：可再生能源(Renewable
Energy)是指風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源，是取之不盡、用之不竭的能源，是相對于會窮盡的不可再生能源的一種能源，對環境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發利用。
當然，你也許會質疑這個數字，畢竟很多媒體都言之鑿鑿地認為比特幣挖礦的巨大能耗會給地球環境造成破壞。但是，通過英國研究機構CoinShares對比特幣挖礦網絡的地理位置、成本、效率、電力消耗和電力來源等多個關鍵指標的分析，你會發現這個數字其實還是很靠譜的。
比特幣挖礦與可再生能源：完美結合
不可否認，基于工作量證明共識算法的比特幣網絡需要消耗大量算力，同時網絡維護也對硬件有著相當多的需求，因此的確會消耗不少電力。此前劍橋大學替代金融研究中心的分析結果顯示，比特幣挖礦能耗約占全球總能耗的0.25%，從這個角度來看，如果這些估計是準確的，那么比特幣挖礦能耗幾乎相當于人口約5000萬的哥倫比亞整個國家的能耗(如下圖所示，數據來源cbeci.org)。此外，該機構還認為今年的耗能在
7 月初或中旬達到了峰值，并且仍然保持在每年 60-75 TWh 的歷史高點附近。
但問題是，我們不能簡單地認為比特幣網絡能耗高是一件壞事。在人們的刻板印象里，比特幣挖礦總是會選擇有充足電力供應的地區，而且能耗巨大。但令人意想不到的是，相比于世界上其他很多大型工業行業而言，比特幣挖礦的可再生能源利用率反而更高。而且即使在最壞的情況下，也就是所有的電力都是依靠燃燒煤炭產生的時候，比特幣網絡的排放量仍然遠不到全球二氧化碳排放量的
1%。
另一方面，目前全球一些可再生能源項目都處于虧損狀態(凈回報通常為負)，比特幣礦工的出現其實給不少瀕死的可再生能源項目帶來了生機，因為他們已經成為了全球電力買家里的生力軍，而且也傾向于聚集在相對利用率較低的可再生能源基礎設施周圍。同時，比特幣礦工總是會尋找具有最高效能源的地區來降低運營成本，這種思維方式也可以促進可再生能源發展的創新——因此，當比特幣礦工遇到可再生能源，無疑是一次完美的結合。
比特幣礦工的地理分布
如果從大體上觀察礦工在全球范圍內分布狀態的話，會發現他們的分布相當均勻(如上圖所示)，但仔細分析也會發現，礦工確實傾向于聚集到某些類似的地理區域內，而且基本上會選擇河流穿越、人口相對較少的地帶，或是丘陵和山區。
在這些地區中，我們發現了主要的比特幣挖礦中心：
美國的華盛頓州和紐約州;
加拿大的魁北克省、不列顛哥倫比亞省、艾伯塔省、紐芬蘭和拉布拉多省;
冰島;
北斯堪的納維亞半島(挪威和瑞典);
高加索地區(格魯吉亞和亞美尼亞);
中國云南省和四川省絕大多數地區。
一些小型的比特幣挖礦中心則分布在：
奧地利;
美國蒙大拿州;
俄羅斯西伯利亞聯邦區;
中國貴州省。
不過，還有一些主要礦區并不符合上述劃分標準，比如伊朗和中國新疆和內蒙古等省。此外，一些小型比特幣礦區似乎也不符合上述地理位置的標準，包括：
美國佛羅里達州、德克薩斯州和亞利桑那州;
澳大利亞西澳大利亞州和新南威爾士州;
比利時;
白俄羅斯;
俄羅斯西北聯邦區;
阿根廷;
委內瑞拉;
以色列。
那么，如何計算可再生能源在比特幣挖礦中的利用率?
在計算可再生能源在比特幣挖礦中的利用率時，CoinShares假設無論礦工身在何處，都使用了其所在地區發電組合的平均值，包括煤炭發電、核能發電、或是可再生能源發電;然后，再按照行政區域估算出駐留在每個地區里的比特幣算力百分比，最后將每個相關礦區的可再生能源滲透率與該地區所占的全球挖礦業總量的百分比相乘，繼而得出比特幣采礦網絡總發電量中可再生能源滲透率的全球加權平均估算值。
根據國際可再生能源組織的研究發現，在所有的發電技術中,水力發電的實際成本是最低的。鑒于水力發電在可再生能源中的重要地位，我們決定把比特幣礦工的地理集群歸入到兩個不同的“籃子”里，第一個“籃子”可以稱之為水力發電區域，第二個“籃子”稱為非水力發電區域，并且重點分析下“第一個籃子”。
當然，我們并不是說其他可再生能源不重要，比如伊朗主要利用化石燃料、核能、太陽能和風能發電來挖礦，而在我國的新疆和內蒙古地區的礦工則主要以天然氣為主，或是以煤炭為主、輔以風發電挖礦。此外，還有一些使用太陽能作為其主要動力源的礦工，但目前這種操作仍然相對罕見。
就水電可再生能源來說，目前估計全球60%的水力發電挖礦發生在中國，僅四川就占到了全球比特幣挖礦算力的50%，其余10%或多或少地分散在云南、新疆和內蒙古等地。隨著中國西南部省份——包括云南，貴州和四川等地的豐水季到來，該地區在我國、乃至世界范圍內都占據了水電可再生能源比特幣挖礦的主導地位，尤其是四川省。在雨水充沛的這段期間里，當地電價可能是全世界最低的，也因此使其成為了全球最具吸引力的比特幣挖礦區域之一，很多礦工都會在當地提前部署大量礦機——可以說是真正的“未雨綢繆”。
在此，不妨讓我們先回顧一下歷史數據，看看2017年四川省在比特幣挖礦可再生能源利用率上的驕人成績。根據摩根士丹利研究部門在2018十月發布的數據，四川省2017年的可再生能源滲透率達到了90%，而我國其他省份的這一指標也都非常高，具體如下：
需要注意的是，我國不同省份的可再生能源滲透率數字可能會在今年第四季度發生變化，因為隨著豐水期的結束，許多礦工會向新疆和內蒙古遷移，并利用當地的天然氣和風能電力繼續挖礦。
下面，讓我們再回到比特幣挖礦的水電可再生資源利用上。如果說60%的水力發電挖礦都發生在中國，那么剩下40%在全世界是如何分布的呢?CoinShares估計全球水電挖礦的比特幣算力中，35%是在華盛頓、紐約、不列顛哥倫比亞省、阿爾伯塔省、魁北克省、紐芬蘭和拉布拉多、冰島、挪威、瑞典、格魯吉亞和伊朗之間平均分配了。不過，這些地區的可再生能源滲透率參差不齊，有的滲透率高達100%，有的則低至0%。
數據來源：EIA (2018年11月), R2E2(2017年7月),Natural ResourcesCanada (2018年9月), SATBA
(2017年2月)
CoinShares就是使用上述方法得出了74.1%的可再生能源滲透率估值，實際上這個數字可能相對比較保守，因為很多很多地區的比例數字其實高于當地平均水平，比如紐約州。然而雖然看上去74.1%這個數字很高，但相比于2018年11月其實還是有所下降的，當時全球比特幣挖礦的可再生能源利用率高達77.8%。這也說明在過去的一年時間里，一些礦工為了能夠趕上牛市浪潮開始選擇其他電力能源來挖礦，比如大量美國俄勒岡州的礦工涌入天然氣占主導地位的電力資源地區，比如伊朗。
比特幣挖礦全球可再生資源滲透率分析表
數據來源：Morgan Stanley Research (2018年10月), EIA (2018年11月), Natural Resources
Canada (2018年9月), R2E2 (2017年7月), SATBA (2017年2月), CoinShares Research
(2019年5月)
比特幣挖礦中可再生能源利用的季節性因素
正如前面提到的那樣，比特幣挖礦在一定程度上受到季節性流動性的影響，這一表現在中國礦工身上尤其明顯，這主要是由于中國西南部“云貴川”地區降雨的季節性變化以及水電價格的變化所導致的。
隨著一年一度的“豐水季”或潮濕雨季的出現，西南地區的電價下跌至2.5美元/千瓦時，幾乎達到世界上最低水平的電價。根據相關分析數據顯示，僅云南、貴州和四川這三個省每年就有超過100
TWh的電力被浪費掉，然而比特幣礦工卻很好地利用了這一資源，并成為當地最大的電力買家，給不少水電站和發電廠帶來了巨大利潤。
然而當旱季回歸，“云貴川”地區的電價會再次上漲，導致一些礦工遷移到新疆和內蒙古，因為那里有廉價的煤炭和風力發電。根據一些消息人士透露，去年就有多達50萬個礦機單位遷徙到新疆。然而，搬遷礦機是一項成本極其昂貴的工作，只有那些資本最充足的礦工才有實力進行大規模搬遷，而他們的搬遷費用通?？梢赃_到7位數(美元)，同時還要承擔高達20%的礦機破損率風險。
綜合起來，這些遷移模式將導致比特幣挖礦的可再生能源滲透率發生季節性變化。因此，CoinShares預計對采礦能源組合中可再生能源總滲透率的估算數字也會隨季節更迭而有所不同。
總結
在過去的一年時間里，比特幣熊市讓很多礦工難以生存，雖然低迷的市場對于被淘汰的礦工來說十分痛苦，但“活下來”的礦工已經證明可以更好地應對進一步的市場低迷。
就目前而言，比特幣礦工依然分布在以廉價水電為主導的地區，比如斯堪的納維亞半島、高加索地區、太平洋西北地區、加拿大東部和中國西南地區。此外，現階段能夠觀察到的礦工遷徙現象主要局限在國內，即在旱季到來之后，礦工會把四川/云南/貴州重新安置到新疆/內蒙古等地。這當然是一個有趣的模式，但也有些礦工會因為擔心高昂的搬遷成本和破損率選擇留守在云貴川當地，等待下一個豐水季的到來。
結合全球比特幣挖礦地點和相應地區的可再生能源滲透率，估算出目前比特幣挖礦能源組合中可再生能源的滲透率占到74%，是全球平均水平的四倍多。
總而言之，比特幣礦工是全球可再生能源電力購買的生力軍，他們通常都聚集在相對利用不足的可再生能源基礎設施周圍。所以，如果你希望推動可再生能源的發展來保護地球環境，是不是應該重新認識一下比特幣礦工呢?
當然，除了政策層面的調整，技術層面的創新同樣不可忽視。近年來，許多研究機構和企業正在積極探索更為高效的比特幣采礦技術。例如，采用更為先進的ASIC礦機，能夠在相同的電力消耗下，完成更高效的計算。此外，逐步引入人工智能和區塊鏈技術的結合，提升采礦效率，降低能耗，成為了行業發展的新趨勢。
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