比特币挖矿消耗这么多能源，值得吗？

巴氏合金

服务区块链创新者

都说钱是用来赚钱的，要想从比特币挖矿中获利，首先要买矿机，还要交电费。 随着越来越多的矿工加入比特币网络，有人担心挖矿消耗的电力会对环境造成负面影响。 而其他人则认为，比特币开采的好处超过了生产比特币所需的成本。

比特币挖矿和能源消耗

新的比特币是通过称为“挖掘”的过程创建的。 在这个过程中，计算机需要消耗能量和算力资源来解决一个数学难题比特币挖矿有多难，通过这个数学难题可以验证最近的比特币交易块。 解决数学问题的矿工将块添加到区块链并接收新生成的比特币。 这道数学题的难度取决于网络的计算能力。 随着比特币网络吸引更多的矿工，其挖矿难度增加，通常矿机消耗的能源也会增加。

比特币网络目前每年消耗约 25.5 吉瓦 (GW) 的电力； 从这个角度来看，爱尔兰的平均用电量仅为 3.1 吉瓦，而奥地利为 8.2 吉瓦。 在过去的一年里，比特币网络每年消耗的万亿千瓦时 (TwH) 数量估计增加了 413.37%。 与捷克这样的国家相比，比特币网络每年消耗该国总用电量的 102.3%。

数据顾问和区块链专家 Alex De Vries 认为，比特币挖矿消耗的能源是有问题的。 在最近发表在 Joule 上的一项研究中，de Vries 发现比特币交易平均消耗 300 千瓦时的电力，这个数字会随着新矿工加入网络的速度而增加。 到 2018 年底可能达到 900 kWh。

De Vries 告诉 Cointelegraph，虽然社会看不到通过比特币挖矿造成的环境变化，但挖矿行为无助于世界更接近其气候和环境目标：

我们知道采矿是用煤来发电，但它也可以使用可再生能源。 在后一种情况下，我们不知道我们要更换的是什么，而且可再生能源永远不会产生终生碳足迹。 这里还有更多工作要做，但肯定会产生影响。 比特币使用的能源越多，其对环境的影响就越大——这反过来又会影响到每个人。 这无助于我们实现气候目标。

在计算比特币挖矿对环境的影响时，存在一个灰色地带。 虽然用于采矿的部分电力来自煤炭，但采矿本身通常不会释放碳排放。 正因为矿工没有看到采矿对环境的物理影响，它消耗的资源量和所涉及的机会成本本身应该是相关的。

哈希率和能源消耗

挖矿消耗的能源似乎在不断增加。 随着矿机越来越专用于解决区块问题，每台矿机的功耗也在不断增加。 为了领先于竞争对手，矿工们一直在寻找哈希率更高的矿机。 哈希率是矿工能够回答数学问题的速度。 哈希率越高，矿工猜出数学问题答案的速度就越快。

起初，这个问题用标准的 CPU 很容易解决，但随着越来越多的矿工加入网络，解决这个问题变得越来越困难，矿工们发现 GPU 更适合解决这个问题。 仅在几年之后，FPGA 和 ASIC（专用集成电路）比 GPU 更适合解决块问题。

其他人，如企业家和前谷歌信息安全工程师 Marc Bevand，认为采矿消耗的能源量将激发可再生能源形式的进一步创新。 Bevand 认为，能源消耗最终将导致社会可再生能源成本的降低：

由于矿工对电价非常敏感，他们往往是推动公用事业进一步发展可再生能源的推动力，可再生能源是目前最便宜的能源。 例如，在中国，许多矿工居住在四川省，因为那里有丰富的水电。 另一个例子是一位澳大利亚企业家正在建设一个 20 兆瓦的太阳能矿场。 如果加密货币矿工继续增加能源使用，那么它将帮助社会降低可再生能源的成本（增加需求→增加研发→增加容量和更高效率→通过规模经济降低成本）。

电费问题已经开始迫使矿工寻找更便宜的能源。 矿工一直在寻找加拿大和四川等电力通常更便宜的地方。 由于矿工有动力使用廉价电力，这将导致能源部门进行更多的研究和开发。 从长远来看，随着能源部门的创新，这将使所有形式的电力更便宜。

网络安全的代价

尽管挖矿消耗的能源量不容忽视，但有人认为挖矿的好处——网络安全——超过了电力消耗等其他外部负面特征。

比特币网络由称为工作量证明 (PoW) 的共识算法保护。 矿工通过解决区块的交易费用来赚取新产生的比特币和交易费用，并在此过程中进一步保护网络。 如果矿工无法解决密码学证明，那么交易历史区块将不会被添加到区块链中，整个区块链技术将被取消； 如果矿工不解决这个块并将其添加到链中比特币挖矿有多难，则不会创建交易历史。 这种网络安全要付出的代价就是PoW共识所消耗的大量能量。

Cryptopunk Jameson Lopp 在推特上表达了他对比特币能源消耗问题的感受。 洛普认为，比特币挖矿产生的电费只是网络安全必须缴纳的税款。

抱怨保护比特币免受计算攻击所耗费的能量不会起任何作用。 比特币生态系统向承包商（矿工）支付安全费用； 如果你想让他们停止，那么你必须在公开市场上提供更好的报价。

经济研究员 Vasily Sumanov 同意，​​能源效率低下和浪费是我们现在为区块链实验付出的代价：

更高的能源消耗不仅与环境污染有关，还与专门用于价值存储和转移的分布式账本的更高安全性有关。 我有一种强烈的感觉，这只是暂时的情况，未来比特币作为交易量和能源消耗的功能将随着闪电网络的采用而增加。

看看其他任何行业，比如汽车或电子设备——我们可以看到，随着这些行业的发展，它们的环境污染和能源成本会随着时间的推移而显着下降。 那么，为什么人们首先期望比特币能够提高能源效率呢？ 现在才9岁。

共识算法

PoW 是目前区块链网络上最流行的共识形式。 在验证交易之前，矿工必须首先解决密码证明问题。 然而，这也是最耗能的共识形式，为了提高区块链网络的效率，正在开发其他耗能较少的技术，例如权益证明和闪电网络。

但在大多数情况下，这些创新还没有正式开始。 比特币仍处于早期阶段，甚至还不到 10 年。 纵观历史，技术在其初始阶段并不理想的情况并不少见。

提高效率

同时，有人致力于解决这些网络问题。 以太坊网络正在研究股权证明解决方案以提高效率，并且可以进一步降低能源消耗； 比特币网络正在寻求实施闪电网络。 但在这些解决方案通过测试网阶段上线之前，PoW 将继续因其功耗而受到批评。

一旦比特币网络的用电量得到优化，比特币网络的整体效率就会提高。 卡利亚里大学电气工程与计算机科学系的 Luisanna Cocco、Andrea Pinna 和 Michele Marchesi 在一篇题为“Cost Savings Due to Blockchain Technology”的学术论文中发现，比特币必须提高其经济效率、运营效率和服务效率可以真正优化全球金融基础设施。

简而言之，我们所有的研究结果都表明，比特币系统的整体效率只有在克服了它的主要局限性之后才会提高：每个比特币区块的交易数量少，而它目前需要的计算能力也太高了。

比特币因其透明的账本、安全的数据存储和用户授权功能而非常有用，但在它能够解决可扩展性和能源消耗问题之前，它将难以获得广泛采用。 比特币的总存储量为2100万个，随着挖矿设备消耗更多的能源，矿工需要支付更高的电费，比特币挖矿的回报也随之减少。 最终，单靠比特币挖矿的利润将不足以支付电费。 未来，矿工需要用收到的交易费来补充电费。

能量消耗值得吗？

虽然有人认为挖矿的能源消耗存在问题，但他们很难衡量社会上有多少人从比特币中受益。 Bevand 告诉 Cointelegraph：

回答“比特币的能源消耗值得吗？” “这是非常主观的，因为我们没有任何数据来衡量比特币对社会的帮助程度。 有多少委内瑞拉人用它来逃避通货膨胀？ 有多少家庭使用它进行国际汇款，从而避免了 7.13% 的汇款提供商平均费用？ 有多少比特币百万富翁将他们新获得的财富捐赠给了慈善机构？ 我们没有足够的数据来回答这些问题。 我认为目前的能源消耗水平并不令人担忧。 我们仅占全球用电量的 0.2-0.5%。 正如摩根士丹利研究人员在他们的报告中所说，加密货币矿工目前对公用事业来说是一种“微不足道的力量”。

迄今为止，世界没有办法量化衡量或知道有多少人在使用比特币，他们用比特币做什么，比特币是否会让他们的生活更美好。 但像 Bevand 这样的个人和像摩根士丹利这样的公司表示，没有什么理由担心，因为比特币挖矿消耗的电力只占世界总电力消耗的一小部分。

创新必不可少

虽然我们可能无法用肉眼看到比特币挖矿对我们的环境造成的危害，但毫无疑问，在比特币区块链被广泛采用之前，比特币网络必须降低其能源消耗。 监管机构为试图控制/减少电力消耗的矿工制定政策和法规的举措不足为奇。

由于比特币矿工对电价非常敏感，这将推动能源领域的研究和开发，并带来更高效的能源解决方案。 很难理解比特币的正负外部性，因此很难说挖矿消耗的能源是否真的“值得”。 但是，如果不控制挖矿的功耗，或者不提高效率，如果人们意识到比特币挖矿对环境的负面影响，其对环境的影响可能是不可逆转的。