比特幣挖礦的能源消耗以及對環境的影響

Discussing Bitcoin's sustainability and environmental impact

2021 年 5 月,億萬富翁 Elon Musk 宣布特斯拉決定停止使用比特幣支付其電動汽車,理由是擔心加密貨幣的高耗能挖礦過程對環境造成的影響。

Elon Musk 的聲明進一步加劇了一場始於 2020 年的辯論,當時政府官員、監管機構、企業和主流媒體都嚴厲批評了比特幣對環境的負面影響。

從那時起,將活動的電能利用與整個國家的電力消耗進行比較變得普遍,而不提供其他能源消耗大的行業數據進行比較。 與此同時,一些批評者甚至比特幣為“骯髒的貨幣”。

這與批評者將比特幣與鬱金香狂熱、龐氏騙局進行比較或直接稱其為“欺詐”類似,在這場辯論中反對比特幣挖礦的論點相當主觀。 他們沒有考慮可以提供問題全貌的其他因素。

當然,加密市場參與者迅速加入為比特幣辯護,表示比特幣網絡必須消耗大量電力以正常運行。 儘管其中許多論點是合理的,但對於數字資產愛好者來說,這個問題的主觀主義他們已經見識多了,有些人聲稱這不是該行業應該擔心的話題。

相反,比特幣挖礦對環境的影響絕對是一個不容忽視的重要問題。 出於這個原因,數字行業的重要參與者已經聯手使比特幣挖礦更具可持續性,使用更多可再生能源和會被浪費掉的能源

但自 2020 年以來,比特幣變得更環保了嗎? 讓我們來了解一下!

在進入實際統計數據之前,有必要重新審視比特幣挖礦的基礎知識、過程中能源消耗的目的以及它對環境的潛在影響。

能源對於保護比特幣網絡至關重要

你可能已經知道比特幣使用工作量證明 (PoW) 共識機制,需要礦工投入其計算能力來解決複雜的數學難題,以驗證區塊並將其添加到區塊鏈中。

就像遊戲和許多其他與電腦相關的活動,礦工將電力轉化為計算能力,這是一種衡量機器執行操作的速度指標。 由於 PoW 機制負責以去中心化的方式在比特幣網絡中的驗證者之間達成共識,因此能源是保護加密貨幣生態系統的關鍵要素。

事實上,挖礦過程使比特幣成為世界上最具彈性的計算機系統和金融網絡之一,在其 13 年的歷史中,它的正常運行時間接近 99.99%,停機時間不到 15 小時。 同時,由於攻擊者必須花費巨資和使用大量能源才能接管網絡,而且只有短短幾小時,因此沒有人能夠駭入比特幣或偽造鏈上交易。

基於這些原因,比特幣切換到權益證明(PoS)算法和其變體等低耗能的共識機制並沒有道理。

我們真的需要比特幣嗎?

既然我們已經討論了為什麼比特幣挖礦需要電力,那麼是時候看看利用如此多的能源來維持比特幣是否明智。 簡單的回答是肯定的。

與由中央銀行發行、控制和管理的法定貨幣不同,比特幣的區塊鏈網絡是由其社區以非許可、治理和管理的,而且沒有任何中央機構。 這意味著沒有人可以阻止你使用它,或者任意增加貨幣供應量,或者阻止你在鏈上發送和接收交易。 此外,比特幣不只促進了金融主權,它還增強了人權減少了人民對國家的依賴

在貨幣供應方面,比特幣是一種通縮貨幣,其固定供應量為 2100 萬枚,通貨膨脹率會逐漸下降,通過約每四年發生一次的減半機制,每個區塊開採的新 BTC 數量會減半。

由於這些原因,對於越來越多的散戶和機構投資者而言,比特幣已成為一種有吸引力的另類投資工具和價值儲存手段,他們認為比特幣是對抗全球不斷上升的通貨膨脹的絕佳工具。此外,由於比特幣的通縮特性,即使其需求保持在與現在相同的水平,但從長遠來看,預計比特幣的價格會上漲。

同時,你不必使用任何中介機構的服務在 BTC 區塊鏈上轉賬。相反,比特幣交易以點對點 (P2P) 方式執行,這意味著它們在用戶之間直接發送和接收。此外,比特幣是全球化的,對使用網絡的人沒有任何地域限制,也沒有銀行為跨境轉賬收取的高額交易費用。

由於可擴展性不是比特幣主鏈設計的優先事項——重點仍然是安全性和去中心化——因此它不是解決日常支付的最佳平台。 這就是開發人員創建閃電網絡的原因,閃電網絡是 L1 區塊鏈之上的第二層可擴展性解決方案,讓用戶能夠即時發送和接收以及使用廉價的 BTC 小額支付

總體而言,比特幣對人類社會有如此多的優勢和獨特的好處,絕對值得保留。 而且,它是該行業內歷史最久且正常運行的加密貨幣,自那時以來已經出現了許多山寨幣,但按照市值計算,比特幣在其 13 年的歷史中一直是最大的數字資產。

與其他行業相比,比特幣的能源消耗和二氧化碳排放量

因此,我們得出的結論是,電力是保護比特幣網絡的關鍵要素,而比特幣是一種值得保留的資產,即使其生態系統的維護是一個高能耗的過程。

現在,是時候看看它對環境的影響以及它的嚴重程度,尤其是如果我們將它與其他行業的能源消耗進行比較。

根據比特幣礦業委員會(BMC)2021 年第四季度的報告,在每年產生的 154,750 TWh 能源中,全球 BTC 挖礦使用了 220 TWh,僅佔 0.14% 的份額。 有趣的是,軍事工業複合體、美國空調以及金融和保險業分別消耗了 6,691 TWh、6,283 TWh 和 4,939 TWh,黃金開採(571 TWh)涉及的高能耗過程甚至高出 2.6 倍。 同時,保護比特幣網絡的電力只比運行電腦遊戲(214 TWh)和保持節日燈光(201 TWh)的電力多一點而已。

正如你所看到的,比特幣只佔世界電力消耗的一小部分。 二氧化碳排放量似乎也是如此。

根據 CoinShares 2022 年 1 月的報告,比特幣挖礦的總淨排放量為 39 Mt CO2,不到全球每年碳排放量(49,360 Mt CO2)的 0.08%。 相比之下,CoinShares 估計全球銀行系統、數據中心和滾筒式乾衣機每年分別排放 130 Mt、100 Mt 和 53 Mt 的二氧化碳。

正如該報告的創建者所說,在全球範圍內,比特幣的年度碳排放量僅是“對總排放量的微小增加”。 雖然這種說法確實是正確的,但批評者似乎過分強調 BTC 對環境有害,這並不能提供一個正當的理由來忽視這個問題。

相反,我們應該專注於讓比特幣更環保、更節能、更可持續。

比特幣變得更環保了嗎?

我們討論了有關比特幣能源使用以及它如何影響環境的所有關鍵問題、背景資訊和數據,是時候看看自 2020 年辯論開始以來,加密貨幣的挖礦活動是否變得更加環保。

根據劍橋大學 2020 年 9 月發布的第三次全球加密資產基準研究,大多數的(76%)礦工使用可再生能源,在調查期間,可持續能源僅佔比特幣挖礦總消耗量的 39%。

BMC 的數據似乎證實了這一現象,研究人員測量到即使在 2021 年第一季度,可再生電力在比特幣挖礦中的份額也達到了 36.8%。有趣的是,數據顯示當時 BTC 的可持續電力組合並不低,尤其是與德國的 48.5%、歐盟的 43.5%、伊朗的 33.5% 和美國的 31.4% 相比,這些都是在該領域領先的司法管轄區。

從那時起,比特幣挖礦中的可持續電力組合大幅增長。 到 2021 年第四季度,可再生能源在 BTC 的電力消耗中占主導地位,佔了 58.5% 的份額,比 BMC 第一季度的數據增長了近 60%,比劍橋大學 2020 年 9 月的報告增長了 50%。

與此同時,自第二季度以來,機隊電力消耗出現增長趨勢(+41%),即使在第一季度和第二季度之間下降了 53%。然而,挖礦效率(指礦工對網絡的貢獻與他們的設備消耗能量相比)在整個 2021 年顯著提高。由於該領域增長超過 53%,BTC 網絡第四季度的哈希率(169,855 PH)高於第一季度,但在同期的挖礦機隊電力消耗卻下降了 33%。

比特幣礦機變得更加高效的原因很簡單。 因為加密貨幣的減半機制,大約每四年礦工獲得的區塊獎勵會減少 50%。 由於使用電力需要花費,再加上他們產生的利潤是以前的一半,因此他們有必要提高機隊的電力效率,這樣他們就可以用更少的能源為網絡貢獻更多的算力(因此,在不減少收入的情況下提高盈利能力)。

除了減少行業對環境的負面影響並以實際行動回應在該領域的批評外,提高礦工的盈利能力是市場參與者越來越多地轉向可持續能源的主要原因之一。 這也是為什麼 BTC 挖礦設備通常由甲烷提供動力,這是一種不需要的干煤氣,其溫室氣體比二氧化碳強大 40 倍,否則石油生產商會燃燒。

在甲烷和可再生電力方面,比特幣挖礦具有強大的能力,可以將被浪費掉的能源轉化為計算能力,通過機隊的現場部署來維護其底層的區塊鏈網絡。 因此,它為石油生產商提供了另一種收入來源,以及一種優化經常生產過剩的可再生能源電網的方法,由於這些資源本來會被浪費掉,因此 BTC 礦工可以獲得更低的價格。

儘管 BMC 估計每年由於效率低下而損失 50,000 TWh 能源,但比特幣挖礦“節省”了 0.44% 被浪費掉的電力,在美國甚至更高(3.2%)。 同時,CoinShares 的估測表明,火炬緩解去除每年總共 2.1 Mt 的二氧化碳,佔 BTC 挖礦總碳排放量(41 Mt)的 5.12%。

比特幣挖礦將成為可再生能源領域的重要構成要素

比特幣的能源消耗絕對是一個有爭議的話題。 然而,儘管該領域的批評者誇大其詞,但這是一個重要的問題,對加密行業的可持續性以及對數字資產的整體輿論影響很大。

由於比特幣是社會的重要工具,在不影響其安全性和去中心化的情況下運行需要大量能源,在挖礦過程增加可再生能源的份額是逐漸減少對環境影響的絕佳解決方案。

此外,由於全球比特幣挖礦具有近 60% 的可持續電力組合,我們可以肯定地說,該行業正日益朝向環保發展。 減半機制進一步刺激了這一趨勢,因為在市場週期的區塊獎勵減半後,礦工被迫提高其機隊效率並轉向可持續能源以保持盈利能力。

最重要的是,隨著可持續性在行業中發揮著越來越重要的作用,比特幣最終將成為可再生能源領域發展的重要組成部分,因為它具有將浪費的能源轉化為計算能力的獨特能力。

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