能源区块链研究｜比特币挖矿耗电量大引发人类担忧：加密货币运行需要大量能源

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比特币挖矿耗电量大引发人类担忧：加密货币运行需要大量能源

特斯拉首席执行官埃隆马斯克表示，特斯拉将不再接受比特币购买汽车，这震惊了加密货币市场。

马斯克 5 月 13 日在推特上表示，做出这一决定的原因是增加了对煤炭等化石燃料的使用，以产生采矿所需的电力。 推文发布后，比特币价格下跌 14%，并继续下跌。

比特币、以太币、狗狗币和其他流行的加密货币今年都创下历史新高，引发了人们对开采它们所需能源的担忧。 比特币矿机每天 24 小时运行，消耗的电力比整个阿根廷都多。

随着加密货币开采的能源成本上升，碳排放和废物排放也在增加，加剧了气候危机。

需要明确的是，尽管我对加密货币充满信心，但它们并没有推动化石燃料（尤其是煤炭）的使用大幅增加。

——埃隆·马斯克 (@elonmusk)，2021-05-13

以下是有关加密货币挖掘及其能源使用的详细信息。

什么是加密货币挖矿？

进行比特币交易时，世界各地的计算机都会竞相完成计算，为该比特币创建一个 64 位十六进制数，称为散列。 该哈希值进入公共分类账，以便任何人都可以确认使用该特定比特币进行的交易。 最先解决计算问题的矿工将获得 6.2 个比特币的奖励挖矿比特币，按当前价格计算约为 225,000 美元。

其他加密货币采用类似的挖掘技术，这有助于改善整体能源使用。

什么是加密货币挖矿设备？

加密货币挖矿设备是具有多个图形处理单元 (GPU) 或显卡的裸机，而不是单卡设备。 设备通常使用 Nvidia 和 AMD 的强大图形处理器进行计算，以及大功率电源。 挖矿的普及导致显卡紧缺。

为什么加密货币挖矿如此耗能？

首先，挖矿设备的显卡是24小时不间断工作的，比浏览网页消耗的电量要高很多。 一台 3 个 GPU 的单元在运行时可以消耗 1000 瓦或更多，相当于打开一台中型窗式空调。

加密货币挖矿公司可以在一个地方放置数百甚至数千台挖矿设备，哈萨克斯坦的一个挖矿中心有 50,000 台设备。

这些设备不仅消耗电力，还产生热量。 设备越多，发热量就越高。 为了防止设备熔化，需要某种冷却设施来保持温度。 许多采矿设备都有多个内置电脑风扇。 但是，如果一个空间中有多台设备，空间会很快变热，需要外部冷却。

小型作业（如个人作业）仅需一台普通立式风机即可解决。 然而，挖矿中心需要更多的冷却设施，这反过来又会消耗更多的电力。

挖矿需要多少能量？

Digiconomist 的比特币能源消耗指数估计，完成一笔比特币交易需要 1,544 千瓦时的电力，相当于一个普通美国家庭约 53 天的用电量。

在货币方面，美国每千瓦时的平均电费为 13 美分，这意味着每笔比特币交易将产生超过 200 美元的能源账单。

剑桥大学 2 月份的一项分析表明，比特币开采比阿根廷消耗的能源更多。 其中，加密货币挖矿耗电量为121.36太瓦时，位列耗能国家前30位。

为什么大量能源消耗对环境有害？

化石燃料占美国能源结构的 60% 以上，其中天然气占大部分，煤炭占少数。 化石燃料产生的二氧化碳被释放到大气中，同时吸收来自太阳的热量，从而产生温室效应。

随着挖矿设备消耗更多的能源挖矿比特币，附近的发电厂必须生产更多的电力来补偿，从而增加了使用更多化石燃料的可能性。 蒙大拿州、纽约州和肯塔基州等燃煤电厂陷入困境的州正试图通过拉拢加密货币矿业公司来获利。

正在采取哪些措施来解决这一能源问题？

到目前为止还没有采取很多措施。 剑桥大学第三次全球加密货币资产基准研究发现，70% 的矿工根据每日奖励的多少来决定他们的挖矿类型，能源消耗仅占他们选择的 30%。

然而，廉价的可再生能源吸引了加密货币矿工。 马斯克表示，他在 5 月份与北美矿工进行了交谈，他们承诺使用可再生能源。 随后，他在 6 月 13 日发推称，如果矿工能够合理使用清洁能源（比例约为 50%），特斯拉将再次允许比特币用于交易。

然而，这个数据并不准确，因为特斯拉只卖出了大约 10% 的比特币持有量，以证实比特币可以在不影响市场的情况下轻松清算。

当确认矿工合理使用清洁能源（约 50%）且未来趋势向好时，特斯拉将恢复允许比特币交易。

——埃隆·马斯克 (@elonmusk)，2021-06-13

以太坊是仅次于比特币的第二受欢迎的区块链，其运营商正在采取措施改变其矿工消耗的能源量。 以太坊 2.0 是今年或明年完成的升级。

不是计算机试图解决计算问题（称为工作量证明），而是随机选择计算机来为区块链创建块，而未被选中的计算机用于验证创建的块。

为了确保矿工完成他们的工作，每个矿工必须在称为权益证明的协议中投入 32 个以太币或以太币，相当于 85,000 美元。 这一变化减少了开采以太坊所需的能量。

哪种加密货币比比特币更节能？

随着越来越多（超过 10,000 种）加密货币使用以太坊 2.0 将过渡到的权益证明协议，它们的功耗将会降低。 例如，卡尔达诺使用其权益证明协议每年消耗 6 吉瓦时。

从这个角度来看，卡尔达诺的能源使用量比南太平洋岛国纽埃（人口 1,620）一年消耗的能源少 1.5 吉瓦时。 相比之下，比特币每年使用 126.09 太瓦时的电力，相当于巴基斯坦这个拥有 2.25 亿人口的国家每年消耗的能源量。

在马斯克 5 月 13 日的推文之后，Cardano 创下历史新高，因为它被视为比特币的环保替代品。 5 月 16 日，其价格达到 2.47 美元的峰值，但此后下跌，目前为 1.57 美元。