价值34亿元的比特币采矿年碳排放量

最近，比特币在能源消耗和碳排放问题上引起了国内外的广泛关注。特斯拉 持有10多亿美元CEO 埃隆·马斯克最近还表示，当矿工使用 50%以上的清洁能源进行采矿时，特斯拉将恢复允许使用比特币进行交易。

在当今的国际环境下，碳排放对特斯拉和比特币都非常重要。2020年，特斯拉净利润 7.21 1亿美元，仅通过出售碳排放点获利 15.8 亿美元。

是此前最大的加密衍生品交易平台之一BitMEX 宣布用户每支付 1 美元将捐赠至少 0.0026 美元用于抵消碳足迹(律动注:碳足迹是指一个人或一个群体「碳耗用量」)。而交易平台 FTX 说碳补偿不是解决加密货币环境足迹的唯一方法，但这是一个很好的开始。

7 月 16日，上海环境能源交易所正式启动能源交易所正式启动。第一个匹配价格是每吨 52.78 元，总交易 16 万吨，交易额 790 万元。这也标志着中国碳交易的第一步。

根据联合国环境规划署 2019年发布的报告，截至2030年，全球碳排放量预计为 560 1亿吨二氧化碳，可能导致全球升温超过 1.5 °C。如果将排放量降低到 250 1亿吨，那么仍有机会将全球变暖限制在 1.5°C 内。

因此，了解比特币挖掘产生的碳排放是非常重要的。当然，并不是所有的新技术都是完美的，就像比特币对环境的巨大影响一样，一个致力于揭示数字变化浪潮的平台 Digiconomist 于近期发表了一篇文章用于探讨比特币的可持续性与碳排放，律动 BlockBeats 原文翻译如下：

比特币消耗能源

根据比特币全网计算能力计算最低能耗，2019年 2 月 13 日前的数据统一使用功耗为 1500 瓦的蚂蚁矿机 S9 计算。2019年 2 月 13日19年 11 7 S15 计算。2019年 11 月 7日后使用蚂蚁矿机 S17e、2020年 10 31 S19 Pro 计算。

比特币碳年度足迹

单一比特币碳足迹

目前，比特币碳足迹年化总额为 644 万吨，相当于塞尔维亚和黑山的碳足迹；年耗电量为 135.66 太瓦时相当于 1356.6 1亿千瓦时，相当于瑞典的耗电量；同时，还产生了 6350 吨电子垃圾。如果上海环境能源交易所每吨 52.78 元计算，比特币碳足迹年化总额约为34 亿元。

单个比特币的碳足迹年化总额为 817.02 千克，相当于使用 VISA 银行卡交易 181000次或观看 13000小时在线视频；当年耗电量为 1720 千瓦时时，相当于一个普通美地区庭 58 日耗电量；同时，还产生了 80.5 g 电子垃圾。

论比特币的可持续性

由于比特币挖掘不断为矿工提供稳定的收入来源，矿工愿意购买矿机，并通过消耗电力参与游戏。这导致比特币网络的最终能力和能源消耗达到新高（节奏注：发生在四川、云南等地）。如果比特币是一个地区，它消耗的能源在全球排名 28 。

当然，消耗大量能源可能不是比特币最大的问题。比特币最大的问题可能是比特币网络中大多数采矿设备严重依赖煤电。

清洁能源的比例仍然很低

近年来，如何确定比特币网络的碳影响一直是一个难题。因为我们不仅需要知道比特币网络的功耗，还需要知道这些电源。

通过比特币矿工的位置了解电源是一种方法。确定比特币矿工的位置并不容易。

起初，正如网民所知，比特币矿工主要位于中国，因为中国电网的平均排放系数是 700g CO2/kWh。用于比特币挖掘的电力的碳强度(节奏注:碳强度是指单位生产总值的 CO2 排放量)。假设，70% 的比特币挖矿发生在中国，并且其中 30% 使用清洁能源，那么加权平均碳强度为 490 gCO2eq/kWh。

后来，在 Garrick Hileman 和 Michel Rauchs 在2017年进行的全球加密货币基准研究中，有更详细的信息。在这项研究中，他们确认了约占比特币网络总能耗的一半的设备的下限约为 232 兆瓦。中国的采矿设备占一半，能耗约为 11 兆瓦。

Garrick Hileman 和 Michel Rauchs 调查后的采矿设备能耗明细如下图所示。各国电网的碳排放系数，计算得出比特币网络的加权平均碳强度为 475 gCO2eq/kWh。

39% 的能源消耗来自可再生能源

一些用户表示，一些地区的特定地区可能会提供低碳强度的能源。2018年 ，Coinshares 表示，中国大部分矿机位于四川，采用廉价水电开采。然而，后续的研究并不支持这一说法。面对这种情况，Coinshares 论文的主要作者承认「犯错」。

具体来说，虽然四川雨季的发电量是旱季的三倍，但水电并不持续。水电波动导致矿工只能在有限的时间内使用廉价的水电。

2019年 Christian Stoll 等人对比特币碳足迹进行了研究，介绍了 IP 地址定位矿工，根据区域差异计算整个比特币网络的加权平均碳强度，得到的值为 480 -500，与上述文章的 475 相差不大。

同样，使用类似的方法，剑桥大学于 2020 年提供了一个关于比特币矿工随时间推移的位置变化图。通过位置数据以及不同电网的碳强度填充不同颜色，可以得到如下图所示的旱季挖矿活动各地区占比。因此，按年计算，可再生能源对比特币网络的贡献占比依然很低。根据剑桥大学 2020 年的采访，矿工表示大约 39% 的能源消耗来自可再生能源。

比特币和 VISA、黄金谁消耗更多的能量？

可用于更好地衡量比特币网络能源的消耗VISA 作为参考。2019年 ，VISA 已处理 1,383 1亿笔交易。VISA 表示，全球运营活动消耗了 74 万千兆焦耳。这意味着 VISA 消耗的能量相当于 19,304 美地区庭的消耗。计算后，每个 VISA 交易碳足迹为 0.45 gCO2eq。

这些数据显示，目前比特币和 VISA 还有很大的差距，每笔比特币交易的能源密度都高于 VISA。而且两者碳足迹的差距更大。

当然，VISA 并不能完全代表全球金融体系。然而，比特币交易比传统金融体系中的非现金交易消耗更多的能源。

从另一个角度来看，比特币被视为「数字黄金」如果是这样以比较比特币挖掘和黄金挖掘。目前，每年大约有3531吨黄金，排放量约8100万吨 CO2.然而，这种类型的比较存在一些缺陷，如黄金开采可以暂停，而比特币开采不能暂停。

极端碳足迹可扩展性有限，导致极端碳足迹

每笔比特币交易夸大碳排放的主要原因是底层区块链不仅基于能耗算法，而且在交易处理能力方面也极其有限。乐观地说，比特币每年可以处理大约 2.2 1亿笔交易。而全球金融体系每年处理 7000多亿次，VISA 一类支付提供商每秒可处理 65以上，000 次交易。由于交易处理速度的限制，比特币无法作为全球货币或支付系统被主流采用。

对于比特币来说，可扩展性问题没有真正的解决方案。一些数字货币支持者认为，闪电网络等 Layer 2 解决方案有助于扩大比特币的规模，但这显然与不可能的大规模转账相矛盾。为了将资金转移到闪电网络中，我们必须首先在主网络上进行资本交易。根据目前的网络性能，比特币网络需要35年的时间来交易地球上的 77 1亿人。到目前为止，解决比特币可扩展性问题的唯一实际方法是使用可信的第三方进行内部处理，而不是使用比特币区块链。然而，这只是一个重复的轮子。

PoW 是第一个证明自己成功的公司算法，但他不是唯一的算法。近年来， 等节能算法更多PoS 一直在发展PoW 相比，PoS 消耗的能量可以忽略不计。据估计，如果比特币切换到 PoS 相比目前的 PoW 可节省 99.能耗95% 。

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