比特币挖矿，会让人类无电可用？

比特币挖矿，会让人类无电可用？这并非危言耸听。据不完全统计，比特币网络的全球活动将占用2.55亿千瓦的电能，几乎与爱尔兰全年用电量相当。到今年年底，比特币网络的能用使用总量可能达到7.7亿千瓦，几乎相当于全球全年总用电量的0.5%。

与以往中心化的网络基础设施由第三方完全控制不同，在分布式系统中，保持交易记录诚实可信有一个关键作用，那就是决定谁可以写入数据库。在比特币协议中，任何向分布式数据库请求写入权限的实体都必须证明工作，因为他们需要证明自己为网络作出了贡献，基于这种贡献，他们会获得新的比特币作为奖励。

比特币的PoW共识算法将消耗大量的算力，算力的增加意味着耗电量的上升。为了节省成本获得更多利润，矿工会寻求使用低成本的电力，而通常这些电力常常由高度污染的燃煤电厂提供。人们普遍担忧高耗能的比特币矿池对环境和气候带来的巨大影响。

同样令人担心的是，高哈希率的挖矿活动有可能导致51%攻击。自今年4月以来，Verge网络至少受到了两次以上的51%攻击。本月初，以隐私为中心的ZenCash的ZEN币也遭到了攻击，有23152.3个ZEN币（近62万美元）在三次单独的攻击中被清洗。

随着挖矿业从业余发展到专业化，挖矿设备也日益走向高科技，目前已经出现了专门设计来以高速率开采区块链网络的ASIC钻机，这种钻机会消耗大量的电力。

对于比特币挖矿对环境影响的担忧由来已久。加密货币消息机构DigiConomist发布的比特币能源消耗指数（Bitcoin Energy Consumption Index）显示，比特币挖矿每年的碳足迹每年超过3200万吨。

2018年底比特币挖矿的能源消耗或将翻两番

荷兰经济学家Alex de Vries从去年年底就开始研究比特币挖矿社区日益增长的能源需求。今年5月，他发表了一篇题为“比特币日益增长的能源问题”（Bitcoin’s Growing Energy Problem）的最新报告，收集了不少挖矿经济的详细信息。

de Vries假设整个网络使用的是已知最有效的挖掘硬件（比特大陆的Antminer S9），那么比特币挖矿的能耗下限为2.6吉瓦（几乎相当于爱尔兰一年消耗的电力）。然而，由于人们正在使用其它效率较低的硬件，因此真正的能源消耗要比这个数值高。

为了保持每10分钟能创建一个新区块，挖矿任务的难度会自动调整。如果有更多算力加入网络，生产一个新的比特币会用更多算力，使得现有的采矿硬件盈利更少，也使每枚比特币所消耗的电力变得更多。

de Vries假设电价占采矿成本的60%，平均每千瓦时5美分，通过计算比特币矿工在不盈利的情况下会消耗多少电量，得出了比特币网络能耗的上限——7.7吉瓦（接近世界总用电量的一半）。如果能源消耗高于这一数字那将意味大量矿工将出现亏损，挖矿活动就会停止。

然而，在比特币价格迅速上涨的时期，就像我们在2017年秋天看到的那样，由于没有足够的挖矿硬件可供使用，矿工将使用低于7.7吉瓦的电力生产比特币，从而赚取巨额利润。虽然矿工会不断更新硬件，但制造商要扩大超级高效的硬件产量，还需要一段时间。

比特币价格会左右挖矿的耗电

de Vries预计，如果比特币保持在目前的8，000美元左右的价格，到今年年底，其网络能耗将达到7.7吉瓦。如果比特币的价格重新回到去年12月接近2万美元的高点，挖矿产业将重新获得巨大利润，预计能源使用量也会以更快的速度增长。这一点与摩根士丹利的研究结果不谋而合，该研究指出，比特币价格超过8600美元时，比特币矿池能耗有望超过全球总能耗的5%。

另一方面，如果比特币的价格暴跌，矿工将开始关闭能源效率低的挖矿设备，实际能源使用量可能会下降。摩根士丹利的研究也指出如果比特币的价格远低于8600美元，那么比特币的矿工将不会耗费大量成本去铸造新币。

在某种程度上，比特币的高能耗问题将随着时间的推移而得到解决。比特币网络计划每四年将区块奖励减少50%，下一次减半计划将在2020年中期完成。在这种情况下（假设比特币价格不变），挖矿业的收入将减少一半，这应该意味着能源使用量也会减少一半。同样地，到2024年和2028年，能源使用量将在原有的基础上减少一半，不过，这可能被比特币价格的进一步上涨所抵消。

de Vries指出，网络中每笔比特币交易的耗电量约为300千瓦时，这显然是很多的，但这个数字经常被误解。由于一个空块挖矿所需的电量几乎和一个完整区块所消耗的电量一样多，因此，让人们减少比特币交易并不能节省大量能源，甚至还有可能导致每笔交易的消耗的电量上升到更荒谬的水平。

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