解读加密货币能源消耗的复杂性

数字货币的能源消耗经常因对环境的潜在损害而受到批评,而支持者则指出数字资产的价值主张。双方的论点都有其合理之处。

数字货币是否真的消耗大量能源?

任何特定加密货币的能源消耗取决于其底层区块链的设计,该设计规定了运行它所需的资源类型。两个主导模型是比特币、莱特币和一些其他旧区块链使用的工作量证明(Proof of Work,PoW),以及以太坊CardanoSolana和大多数新网络使用的权益证明(Proof of Stake,PoS)

权益证明网络由验证节点运行,每个节点必须锁定最低额度的区块链本地加密货币以参与。相比之下,工作量证明网络要求参与者贡献物理能量,通过解决计算问题参与挖矿过程。在这两种情况下,设计的目的都是确保参与者投资足够,从而有动力代表网络利益行动。关键区别在于,权益证明要求对网络内在资源进行质押,而工作量证明要求投入外部能源资源。

因此,与工作量证明相比,权益证明消耗的能源相对较低。以太坊在 2022 年从工作量证明转向权益证明后,其能源需求降低了 99% 以上,以此说明能源消耗的差异程度。

如何衡量和评估加密货币的能耗?

通常使用电力使用的标准度量单位——千瓦时来衡量加密货币的能源消耗。这可以应用于整个网络,或计算平均每笔交易的能耗。

由于大多数人很难直观地了解电力消耗,通常会通过比较来说明比特币的能源消耗;然而,这种做法因为很少有直接的比较对象而受到争议。例如,将比特币的能耗与乌克兰这样的国家进行比较没有多少意义,除非我们以相同的方式比较其他支付或金融服务。

另一种做法是将加密货币交易的能耗与 Visa 等支付网络或 YouTube 等服务进行比较。然而,对任何比较都有支持或反对的论点。例如,尽管网络的总能耗相当,但 Visa 每笔交易的成本表面上远低于 BTC,因为它拥有更多的用户基础。然而,Visa 不能独立于更广泛的银行网络运作,而这同样消耗了大量的能源。

将加密货币的能耗与 YouTube 比较也是常见的,但这种直接比较同样失败,因为比特币不是流媒体服务,而且 YouTube 拥有更多用户,这意味着观看小时数与 BTC 交易不相当。

加密货币能源使用的环境影响是什么?

由于能源消耗高,比特币因其高碳足迹而受到环保人士的严厉批评。然而,由于几个原因,准确量化其环境影响是困难的。

首先,比特币挖矿至少部分依赖可再生能源,尽管网络的无许可性质使得难以量化可再生能源的使用程度。此外,近年来挖矿活动一直处于变动状态。中国在 2021 年禁止了比特币挖矿,导致矿工迁徙到其他国家。然而,能源通货膨胀结合 BTC 价格的下跌也可能影响了挖矿活动和流动。目前,约有一半的比特币挖矿使用可再生能源。在 2022 年,Joule 杂志发表的一篇未经同行评审的评论估计,比特币挖矿占全球温室气体排放的 0.2%,与希腊的排放水平相当。

其次,加密货币能源使用还有其他环境影响。例如,比特币的水消耗最近受到审查。比特币挖矿依赖冷却系统防止过热,这使用了水,而为比特币挖矿生成的电力也消耗了水来冷却。纽约森尼卡湖的当地活动人士声称,一个采矿设施导致湖水变暖,破坏了淡水生态系统。

是否可以减少加密货币的能耗或环境影响?

加密网络减少能源消耗的最有效方式是采用权益证明共识机制。然而,在比特币的情况下,这几乎不可能发生。比特币社区的绝大多数共识是保留中本聪最初的设计,这一设计自网络创世以来在保障网络安全方面已证明非常有效。

目前,减轻比特币能源消耗的唯一方法是持续过渡到可再生能源,并且还有一种效果较差的碳抵消方法。政策制定者经常尝试引入激励使用可再生能源和/或惩罚在比特币挖矿中使用化石燃料的措施。根据保守估计,可再生能源的采用率为 50%,比起其他行业,比特币仍然是采用率最高的之一。

在能源使用的背景下,电网重平衡是比特币网络支持向绿色能源过渡的一个领域。可再生能源的挑战之一是它们的供应可能因条件而波动,这意味着电网必须能够相应地适应以维持稳定的供应。比特币挖矿可以灵活地运行,以帮助吸收过剩的未使用可再生能源,在电网需求高峰期缩减运作。此外,通过为本来可能被浪费的过剩能源提供一个可持续的需求来源,比特币可以帮助可再生能源提供商维持稳定的收入,从而促进进一步的投资和创新。

有没有正面效益能抵消加密货币的能耗和影响?

比特币挖矿的能源和环境影响可能是其最大的挑战,也是环保人士的重大忧虑来源。然而,比特币是第一个展示去中心化数字货币潜力及其可能的经济好处的加密货币,例如在阿根廷等动荡经济中提供比当地货币更稳定的价值储存。

加密货币也代表了一个不断增长的资产类别,市场总价值超过 1 万亿美元。

加密货币能耗要点

  • 比特币的工作量证明占据了加密货币总能耗的绝大部分,而如 ETH 这样的权益证明货币消耗的能源要少得多。
  • 评估比特币的能耗和环境影响仍然存在重大争议;然而,该网络在采用可再生能源方面取得了重大进展。
  • 减少环境影响将需要进一步采用可再生能源,以及为比特币寻找支持更广泛电网的创新方式,如重平衡。