比特幣開采：電力消耗與未來(lái)能源的博弈
在當(dāng)今數(shù)字經(jīng)濟(jì)的浪潮中，比特幣作為一種新興的貨幣形式，正以其獨(dú)特的魅力吸引著全球的目光。然而，與比特幣的繁榮相伴而生的，是一個(gè)不容忽視的話題：比特幣開采究竟耗電嗎？這一問題不僅關(guān)乎數(shù)字貨幣的未來(lái)，也直接影響到我們?nèi)祟惖哪茉词褂媚Ｊ胶涂沙掷m(xù)發(fā)展。
比特幣的開采過程，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，以驗(yàn)證交易并將其記錄在區(qū)塊鏈上。這一過程被稱為“挖礦”，而在挖礦的過程中，計(jì)算機(jī)需要消耗大量的電力。根據(jù)一些研究，全球范圍內(nèi)比特幣挖礦的電力消耗已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)驚人的水平，甚至可以與一些國(guó)家的電力消費(fèi)相媲美。比如，2021年數(shù)據(jù)顯示，比特幣網(wǎng)絡(luò)的年電力消耗接近于阿根廷的總電力消耗。
從這個(gè)角度來(lái)看，比特幣開采確實(shí)耗電。然而，問題的核心并不僅僅是電力的消耗，更在于這種消耗是否會(huì)導(dǎo)致人類面臨無(wú)電的困境。我們生活在一個(gè)資源有限的星球上，電力作為現(xiàn)代文明的重要基礎(chǔ)，其供應(yīng)和需求之間的平衡變得尤為重要。
比特幣開采的電力需求主要來(lái)源于其背后的工作機(jī)制。為了保持網(wǎng)絡(luò)的安全性和去中心化，挖礦者需要不斷進(jìn)行算力競(jìng)爭(zhēng)。而這一過程需要消耗大量的電能，尤其是在比特幣的價(jià)格飆升時(shí)，更多的礦工會(huì)被吸引進(jìn)來(lái)，從而進(jìn)一步加劇電力的需求。這種需求的增加，是否會(huì)對(duì)全球的電力供應(yīng)產(chǎn)生影響，這是一個(gè)值得深思的問題。
以中國(guó)為例，曾經(jīng)是全球最大的比特幣開采國(guó)，然而由于電力資源的緊張，政府不得不對(duì)比特幣挖礦進(jìn)行限制。這樣的政策引發(fā)了全球礦工的遷移，許多人轉(zhuǎn)向了電力成本較低的地區(qū)，甚至跨國(guó)尋找更為經(jīng)濟(jì)的電力資源。這種現(xiàn)象不僅反映了比特幣挖礦對(duì)電力資源的依賴，也揭示了全球能源市場(chǎng)的復(fù)雜性。
在討論比特幣開采的電力消耗時(shí)，我們也不能忽視可再生能源的潛力。近年來(lái)，越來(lái)越多的礦工開始意識(shí)到可再生能源的重要性，開始尋求利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等綠色能源來(lái)進(jìn)行挖礦。以冰島為例，這個(gè)國(guó)家由于其豐富的地?zé)岷退娰Y源，吸引了大批比特幣礦工前來(lái)開采。在這種情況下，比特幣挖礦不僅沒有對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)，反而成為了推動(dòng)可再生能源發(fā)展的助力。
然而，雖然可再生能源在比特幣開采中展現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢(shì)，但我們依然需要警惕過度依賴某一單一能源。比特幣開采的電力需求是動(dòng)態(tài)變化的，隨市場(chǎng)波動(dòng)而波動(dòng)。假如某種可再生能源的供應(yīng)不足，勢(shì)必會(huì)對(duì)挖礦的持續(xù)性造成影響。這也意味著，單靠一種能源來(lái)滿足比特幣開采的需求并不是長(zhǎng)久之計(jì)。
除了電力消耗外，比特幣開采還涉及到其他一系列環(huán)境問題。例如，電子廢棄物的產(chǎn)生。比特幣挖礦需要大量的計(jì)算機(jī)設(shè)備，而這些設(shè)備在使用一段時(shí)間后就會(huì)面臨淘汰。根據(jù)一些研究，全球每年因比特幣挖礦而產(chǎn)生的電子廢物可達(dá)數(shù)萬(wàn)噸，這無(wú)疑給環(huán)境造成了壓力。因此，在探討比特幣的未來(lái)時(shí)，我們也需要考慮如何處理這些電子廢物，以及如何在挖礦過程中實(shí)現(xiàn)更高的能效。
在全球范圍內(nèi)，很多國(guó)家和地區(qū)開始意識(shí)到比特幣挖礦對(duì)電力資源的消耗，以及其可能帶來(lái)的環(huán)境影響。部分國(guó)家開始制定相關(guān)政策，以限制比特幣挖礦的規(guī)模，并推動(dòng)挖礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。例如，某些國(guó)家正在探索對(duì)比特幣挖礦進(jìn)行碳稅的征收，從而促使礦工減少對(duì)化石能源的依賴，轉(zhuǎn)向更加環(huán)保的能源選擇。
而在技術(shù)層面，區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷進(jìn)步，也為比特幣挖礦的效率提升提供了可能。新一代的挖礦設(shè)備和更高效的算法正在被研發(fā)出來(lái)，這些技術(shù)一旦成熟，將有助于減少挖礦過程中的電力消耗。此外，圍繞比特幣的二層解決方案，如閃電網(wǎng)絡(luò)等，也在不斷發(fā)展，旨在提升交易效率，降低對(duì)挖礦的依賴。
在思考比特幣開采對(duì)電力資源的影響時(shí)，我們不妨從更廣泛的視角來(lái)看待這一問題。比特幣作為一種新興的資產(chǎn)形式，其背后反映的是人類對(duì)財(cái)富、自由與技術(shù)的追求。而這種追求在一定程度上推動(dòng)了技術(shù)的進(jìn)步和能源的變革。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，我們有理由相信，比特幣挖礦的電力消耗將會(huì)得到有效的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
綜合來(lái)看，比特幣開采確實(shí)耗電，但其對(duì)人類電力資源的影響并非不可逆轉(zhuǎn)。通過技術(shù)創(chuàng)新、政策引導(dǎo)和市場(chǎng)調(diào)節(jié)，我們有可能在享受數(shù)字貨幣帶來(lái)的便利的同時(shí)，保護(hù)我們的地球資源。未來(lái)的比特幣挖礦，或許將不僅僅是電力的消耗，更是對(duì)人類智慧和科技的挑戰(zhàn)。
比特幣挖礦，會(huì)讓人類無(wú)電可用嗎?比特幣挖礦，會(huì)讓人類無(wú)電可用?這并非危言聳聽。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，比特幣網(wǎng)絡(luò)的全球活動(dòng)將占用2.55億千瓦的電能，幾乎與愛爾蘭全年用電量相當(dāng)。到今年年底，比特幣網(wǎng)絡(luò)的能用使用總量可能達(dá)到7.7億千瓦，幾乎相當(dāng)于全球全年總用電量的0.5%，與以往中心化的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施由第三方完全控制不同，在分布式系統(tǒng)中，保持交易記錄誠(chéng)實(shí)可信有一個(gè)關(guān)鍵作用，那就是決定誰(shuí)可以寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。在比特幣協(xié)議中，任何向分布式數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求寫入權(quán)限的實(shí)體都必須證明工作，因?yàn)樗麄冃枰C明自己為網(wǎng)絡(luò)作出了貢獻(xiàn)，基于這種貢獻(xiàn)，他們會(huì)獲得新的比特幣作為獎(jiǎng)勵(lì)。
比特幣的PoW共識(shí)算法將消耗大量的算力，算力的增加意味著耗電量的上升。為了節(jié)省成本獲得更多利潤(rùn)，礦工會(huì)尋求使用低成本的電力，而通常這些電力常常由高度污染的燃煤電廠提供。人們普遍擔(dān)憂高耗能的比特幣礦池對(duì)環(huán)境和氣候帶來(lái)的巨大影響。
同樣令人擔(dān)心的是，高哈希率的挖礦活動(dòng)有可能導(dǎo)致51%攻擊。自今年4月以來(lái)，Verge網(wǎng)絡(luò)至少受到了兩次以上的51%攻擊。本月初，以隱私為中心的ZenCash的ZEN幣也遭到了攻擊，有23152.3個(gè)ZEN幣(近62萬(wàn)美元)在三次單獨(dú)的攻擊中被清洗。
隨著挖礦業(yè)從業(yè)余發(fā)展到專業(yè)化，挖礦設(shè)備也日益走向高科技，目前已經(jīng)出現(xiàn)了專門設(shè)計(jì)來(lái)以高速率開采區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的ASIC鉆機(jī)，這種鉆機(jī)會(huì)消耗大量的電力。
對(duì)于比特幣挖礦對(duì)環(huán)境影響的擔(dān)憂由來(lái)已久。加密貨幣消息機(jī)構(gòu)DigiConomist發(fā)布的比特幣能源消耗指數(shù)(Bitcoin Energy
Consumption Index)顯示，比特幣挖礦每年的碳足跡每年超過3200萬(wàn)噸。
2018年底比特幣挖礦的能源消耗或?qū)⒎瓋煞?br>
荷蘭經(jīng)濟(jì)學(xué)家Alex de
Vries從去年年底就開始研究比特幣挖礦社區(qū)日益增長(zhǎng)的能源需求。今年5月，他發(fā)表了一篇題為"比特幣日益增長(zhǎng)的能源問題"(Bitcoin's Growing
Energy Problem)的最新報(bào)告，收集了不少挖礦經(jīng)濟(jì)的詳細(xì)信息。
de Vries假設(shè)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用的是已知最有效的挖掘硬件(比特大陸的Antminer
S9)，那么比特幣挖礦的能耗下限為2.6吉瓦(幾乎相當(dāng)于愛爾蘭一年消耗的電力)。然而，由于人們正在使用其它效率較低的硬件，因此真正的能源消耗要比這個(gè)數(shù)值高。
為了保持每10分鐘能創(chuàng)建一個(gè)新區(qū)塊，挖礦任務(wù)的難度會(huì)自動(dòng)調(diào)整。如果有更多算力加入網(wǎng)絡(luò)，生產(chǎn)一個(gè)新的比特幣會(huì)用更多算力，使得現(xiàn)有的采礦硬件盈利更少，也使每枚比特幣所消耗的電力變得更多。
de Vries假設(shè)電價(jià)占采礦成本的60%,平均每千瓦時(shí)5美分，通過計(jì)算比特幣礦工在不盈利的情況下會(huì)消耗多少電量，得出了比特幣網(wǎng)絡(luò)能耗的上限--
7.7吉瓦(接近世界總用電量的一半)。如果能源消耗高于這一數(shù)字那將意味大量礦工將出現(xiàn)虧損，挖礦活動(dòng)就會(huì)停止。
然而，在比特幣價(jià)格迅速上漲的時(shí)期，就像我們?cè)?017年秋天看到的那樣，由于沒有足夠的挖礦硬件可供使用，礦工將使用低于7.7吉瓦的電力生產(chǎn)比特幣，從而賺取巨額利潤(rùn)。雖然礦工會(huì)不斷更新硬件，但制造商要擴(kuò)大超級(jí)高效的硬件產(chǎn)量，還需要一段時(shí)間。
比特幣價(jià)格會(huì)左右挖礦的耗電
de
Vries預(yù)計(jì)，如果比特幣保持在目前的8,000美元左右的價(jià)格，到今年年底，其網(wǎng)絡(luò)能耗將達(dá)到7.7吉瓦。如果比特幣的價(jià)格重新回到去年12月接近2萬(wàn)美元的高點(diǎn)，挖礦產(chǎn)業(yè)將重新獲得巨大利潤(rùn)，預(yù)計(jì)能源使用量也會(huì)以更快的速度增長(zhǎng)。這一點(diǎn)與摩根士丹利的研究結(jié)果不謀而合，該研究指出，比特幣價(jià)格超過8600美元時(shí)，比特幣礦池能耗有望超過全球總能耗的5%.
另一方面，如果比特幣的價(jià)格暴跌，礦工將開始關(guān)閉能源效率低的挖礦設(shè)備，實(shí)際能源使用量可能會(huì)下降。摩根士丹利的研究也指出如果比特幣的價(jià)格遠(yuǎn)低于8600美元，那么比特幣的礦工將不會(huì)耗費(fèi)大量成本去鑄造新幣。
在某種程度上，比特幣的高能耗問題將隨著時(shí)間的推移而得到解決。比特幣網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃每四年將區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)減少50%,下一次減半計(jì)劃將在2020年中期完成。在這種情況下(假設(shè)比特幣價(jià)格不變)，挖礦業(yè)的收入將減少一半，這應(yīng)該意味著能源使用量也會(huì)減少一半。同樣地，到2024年和2028年，能源使用量將在原有的基礎(chǔ)上減少一半，不過，這可能被比特幣價(jià)格的進(jìn)一步上漲所抵消。
de
Vries指出，網(wǎng)絡(luò)中每筆比特幣交易的耗電量約為300千瓦時(shí)，這顯然是很多的，但這個(gè)數(shù)字經(jīng)常被誤解。由于一個(gè)空塊挖礦所需的電量幾乎和一個(gè)完整區(qū)塊所消耗的電量一樣多，因此，讓人們減少比特幣交易并不能節(jié)省大量能源，甚至還有可能導(dǎo)致每筆交易的消耗的電量上升到更荒謬的水平。
比特幣開采主要依靠廉價(jià)的可再生能源?
然而，對(duì)于比特幣挖礦的耗電量相當(dāng)于愛爾蘭一年的耗電量這種說(shuō)法，麻省理工學(xué)院伯克利實(shí)驗(yàn)室的研究員Jonathan
Koomey提出了明確的反對(duì)意見，他表示，de Vries是"憑空"計(jì)算出這些數(shù)據(jù)的，并警告說(shuō)，這些"非常不可靠"的數(shù)據(jù)是對(duì)加密貨幣世界的誹謗。
無(wú)獨(dú)有偶，位于倫敦的加密貨幣投資公司Coinshares的研究團(tuán)隊(duì)于本月發(fā)布了其數(shù)個(gè)月來(lái)的研究成果《比特幣挖礦網(wǎng)絡(luò)：趨勢(shì)、邊際創(chuàng)造成本、電力消耗及來(lái)源》，報(bào)告指出，比特幣挖礦的能源消耗實(shí)際上比人口不足60萬(wàn)的盧森堡的能源消耗還要低(愛爾蘭人口有近500萬(wàn))。
該報(bào)告指出，DigiConomist對(duì)比特幣年耗電量的估計(jì)約為65太瓦時(shí)，而5月中旬，其耗電量為35太瓦。CoinShares
Research負(fù)責(zé)人Christopher
Bendiksen表示，如果DigiConomist的估計(jì)確實(shí)是正確的，那么比特幣網(wǎng)絡(luò)的安全性應(yīng)該要比現(xiàn)在高。他指出，與先前關(guān)于比特幣制造碳足跡3200萬(wàn)噸的報(bào)道相反，其研究并沒有發(fā)現(xiàn)這一說(shuō)法的證據(jù)。
該報(bào)告稱，事實(shí)上，比特幣開采主要依靠廉價(jià)的可再生能源，主要能源來(lái)源是水電。原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)槊禾F了。另外，報(bào)告還質(zhì)疑了中國(guó)比特幣挖礦活動(dòng)消耗煤炭資源的說(shuō)法，指出中國(guó)某些地區(qū)對(duì)煤炭發(fā)電的長(zhǎng)期使用有限，加之季節(jié)性遷移，僅占該網(wǎng)絡(luò)總電力需求的一小部分。
報(bào)告中提到，中國(guó)在南方和西南省份的水電站擁有巨大的過剩發(fā)電能力，大規(guī)模的能源過剩導(dǎo)致出現(xiàn)了廉價(jià)和可再生的電力來(lái)源，比特幣挖礦用的就是這些能源。值得注意的是，很多地方用比特幣挖礦也沒有造成污染，比如加拿大有大量清潔能源，魁北克省就在積極邀請(qǐng)加密貨幣企業(yè)來(lái)消費(fèi)其過剩的水電。除了加拿大，冰島的地?zé)幔鸬涞乃姡寄転榧用茇泿磐诘V提供充足的電力。
此外，挖礦消耗的電力承受著巨大的價(jià)格壓力，因此一些礦工會(huì)隨季節(jié)遷移，尋求在最有利的氣候下獲取最便宜的可再生能源。有證據(jù)表明，由于比特幣礦工能四處遷徙，發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施本身又不具移動(dòng)性，礦工可能會(huì)選擇開發(fā)新的或位于更偏遠(yuǎn)地方的可再生能源來(lái)源。
市場(chǎng)會(huì)調(diào)節(jié)好這一切
在中國(guó)政府禁止比特幣采礦后，北歐國(guó)家、加拿大和美國(guó)西北部的礦工數(shù)量有所增加。Bendiksen表示，為了避免挖礦對(duì)外部環(huán)境的影響進(jìn)一步擴(kuò)大，比特幣礦工一直在尋求在地?zé)崮茉簇S富的冰島建立基礎(chǔ)設(shè)施。
所有這些地方的共同之處是氣候涼爽(在較冷的國(guó)家挖礦無(wú)需為服務(wù)器降溫)，而且有廉價(jià)的可再生能源供應(yīng)、高速互聯(lián)網(wǎng)和對(duì)商業(yè)友好的政府。正如Bendiksen所說(shuō)，比特幣礦工正越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向更廉價(jià)的可再生能源，來(lái)為解答加密難題和生成新比特幣區(qū)塊所需的計(jì)算機(jī)處理器供電。
總的來(lái)說(shuō)，研究學(xué)者們難以獲得真實(shí)的數(shù)據(jù)，一方面是由于礦工遍布全球，難以統(tǒng)計(jì)全部數(shù)據(jù)，另一方面這些礦工不愿意分享他們自己的信息，因此，用于理解比特幣能源消耗的數(shù)據(jù)非常缺乏。盡管此前有人曾多次嘗試量化比特幣的能源使用，但大多都失敗了。
沒有風(fēng)險(xiǎn)(能耗)，就沒有回報(bào)(比特幣)。即便人們對(duì)PoW消耗大量能源提出了很多批評(píng)，但事實(shí)上，正是這種能源支出確保了比特幣網(wǎng)絡(luò)的安全。因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)中采取惡意行為，會(huì)降低比特幣獎(jiǎng)勵(lì)的價(jià)值，而這對(duì)攻擊者來(lái)說(shuō)是經(jīng)濟(jì)損失。最終的結(jié)果是，任何欺騙性地修改或附加數(shù)據(jù)庫(kù)的嘗試都需要增加資本性支出，該投資比現(xiàn)有挖礦網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模更大。持續(xù)能源支出和前期資本性支出越大，攻擊所需投入就越大。
但由于缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，人們對(duì)此的爭(zhēng)議或?qū)⒁恢贝嬖凇?br>
de Vries的研究發(fā)表后，有人要求他對(duì)Koomey的評(píng)論作出回應(yīng)。雖然de
Vries當(dāng)時(shí)沒有直接回應(yīng)，但他通過新聞稿發(fā)表了自己的聲明。他同意"粗略計(jì)算"并不能說(shuō)明全部情況，敦促人們進(jìn)行更多的"科學(xué)討論",以確定比特幣網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)。
那么，我們最終會(huì)因?yàn)樘摂M貨幣挖礦而無(wú)電可用嗎?
英國(guó)開放大學(xué)Alan
Shipman表示：無(wú)須擔(dān)心，大多數(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)家都認(rèn)為，市場(chǎng)會(huì)調(diào)節(jié)好這一切。雖然比特幣和其他加密數(shù)字貨幣挖礦可能會(huì)耗費(fèi)大量電力，但區(qū)塊鏈技術(shù)卻有可能以更積極的方式影響世界能源網(wǎng)絡(luò)，比如可以通過區(qū)塊鏈?zhǔn)苟趸寂欧帕繙p少，增加可再生能源的運(yùn)用。
在數(shù)字貨幣的浪潮中，作為個(gè)體的我們，也應(yīng)當(dāng)反思自己的消費(fèi)行為，選擇更加可持續(xù)的生活方式。或許，在未來(lái)的某一天，我們能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字貨幣的繁榮與地球環(huán)境的和諧共生。這樣的未來(lái)，不僅是比特幣的未來(lái)，也是我們每一個(gè)人共同的未來(lái)。
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