百科文章
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比特币对能源的依赖常被误解为其设计的一个副作用。然而，能源使用实际上是比特币设计的一个核心部分。
关于比特币的最大批评之一是其网络运行需要消耗能源，这被认为是加剧气候变化问题的一个因素。然而，这个问题是复杂的。尽管存在反对比特币能源使用的合理论点，但还有一些必须考虑的缓解因素。
在权益证明（Proof of Stake, PoS）网络中，节点（称为验证者）必须投入一定数量的资产作为抵押，以确保网络安全并获得服务回报。这些抵押资产被称为“赌注”，如果验证者不符合网络的最佳利益，这些“赌注”可能会被削减。
尽管术语不同，工作量证明（Proof of Work, PoW）网络的矿工（如比特币网络中的矿工）也投入了抵押物。然而，他们使用的是物理能源资源，而不是锁定加密货币。挖矿需要先进的计算硬件来解决复杂的数学难题（称为哈希算法），以确保网络安全并创建新的区块，这个过程需要能量来驱动这些计算。如果矿工不符合网络的最佳利益，与活动相关的计算能力就会被浪费，这阻止了恶意行为。
矿工投入到网络中的计算能力（因而是能源）越多，他们获得奖励的机会就越大。由于能源成本可能很高，矿工被激励使用最高效的设备和最便宜的能源来降低成本同时获得利润。
比特币网络所需的总能量与哈希率（矿工解决哈希算法的平均速度）相关，随着更多计算能力加入网络，哈希率就会攀升。然而，随着更多的能量投入到比特币网络，哈希算法的难度会增加，因此矿工赚取奖励所需的单个能量也会增多。这保持了新区块创建速率大致稳定在每个区块 10 分钟。
比特币的能源使用并非恒定，因此很难度量需求。随着网络活动的波动，矿工的加入或离开，难度调整会变化，哈希率和驱动它的能源使用也会随之改变。
从历史上看，当比特币采用和价格增长的时期，哈希率通常会上升，而在相反情况发生时则会下降。这是因为比特币价格上涨时，挖矿变得更有利可图。
测量比特币能源消耗的另一个问题是，不同估算之间存在一些分歧。例如，剑桥大学开发了一个称为剑桥比特币电力消耗指数（Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index, CBECI）的测量方法，提供的能源需求估算略有不同于 Digiconomist 平台。这两种模型都涉及许多因素；然而，两者都包括了挖矿收入、哈希率、哈希算法难度、矿工费用、电力成本以及设备成本和效率。
最后，衡量比特币能源输出时的一个常见错误是经常计算每笔交易的能源量。能源消耗并非直接基于比特币处理的交易数量，而是与网络的哈希率直接相关。
在 2021 年和 2022 年——这两年中哈希率达到前所未有的水平——估计比特币使用了大约 80-160 太瓦时（TWh）的电力。这大约是 2016 年网络估计能耗的 10 倍。当然，这与比特币的普及和网络参与度的飞速增长有关。
表示比特币能源消耗最常见的方法之一是与各国使用的电力量进行比较。假设最常见的年度电力需求估算的中间范围（大约每年 110-130 TWh），比特币网络的水平相当于荷兰和巴基斯坦等国家，使用的电量超过芬兰。这也相当于根据 2021 年的数据，美国每年产生的电力的 2-3%。
然而，据信比特币使用的能量远低于黄金开采行业和传统银行系统的能源消耗（尽管估计值之间有很大的差异），这两者是比特币设计用来取代的两项金融服务。
比特币挖矿理事会（Bitcoin Mining Council，BMC）在 2021 年的一份报告估计，比特币矿工使用的可持续电力混合比例占所有能源使用的高达 56%。Coinshares 在 2022 年发布的一份挖矿报告则估计，非化石燃料的使用接近 40%。这与全球用于发电的核能和可再生能源的使用类似，后者在 2021 年的估计大约是 40%，其余 60% 的能源消费使用的是石油、天然气和煤炭。
然而，重要的是要注意，比特币矿工自然倾向于寻找便宜的能源。这是因为减少运行硬件的成本会较少地影响利润。自然而然，一些“干净”的能源——特别是太阳能、风能和地热能——比化石燃料更便宜，尤其是在宏观经济和国际争端可能推高传统能源价格的情况下。根据国际可再生能源署（IRENA）的数据，可再生能源的成本在过去 10 年中也显著降低。
尽管比特币电力消耗巨大，但并非所有消耗的能源都会产生碳排放。虽然比特币矿工使用的一些电力来自于燃烧煤炭、天然气和石油，但有相当大的比例并非来源于这些燃料。
在讨论能源消耗时，重要的是要分清楚哪部分与燃烧化石燃料有关——尤其是当对比特币这样的服务的批评与其可能对气候变化的贡献联系在一起时。
温室气体通常以百万公吨二氧化碳当量（MMtCO2e）来衡量。估计 2020 年至 2022 年间，比特币挖矿每年约负责 30 至 70 MMtCO2e 的排放。这与葡萄牙的年温室气体排放量相当，但比比特币在电力消耗方面常见的比较对象——例如荷兰——要少得多。作为参考，2020 年美国的乘用车排放了超过 600 MMtCO2e 的温室气体。
比特币能源使用量与其相对较低的化石燃料依赖性之间的差距可以归因于比特币挖矿消耗的单位能源比平均国家更多地利用了清洁能源。
比特币挖矿已被证明是可持续能源项目增加额外收入流和减少浪费能源生产量的一种方式。特别是在他们的发电能力超过能源需求的时期。
虽然一些非可持续能源来源，如煤炭和天然气，可以根据能源消费者的需求来调整能源生产，但对于某些依赖自然和天气条件来发电的可持续能源（例如太阳能、风能或水力发电）来说，情况并非如此。
结果，有时候太阳能、风能或水电站能够生产能源，但没有买家。在世界上某些地区，例如美国西德克萨斯州，由于供应和生产能力的显著过剩，能源价格可能会出现较长时间的负值。
当这些可持续项目与比特币挖矿操作集成时，它们能够用原本会被浪费的能源生产来产生收入，帮助改善它们的财务前景。
评估比特币的效用时，重要的是要评估它的好处以及成本。
比特币网络已经并且继续支持全球许多社区。这些包括人权活动家、遭受战争的人口、货币正经历高通货膨胀时期的人们，以及由于多种原因而被排除在银行服务之外的社区，等等。
比特币提供了一个有用的工具，以规避困难的环境，并使任何人能够控制自己的财务状况，无论他们的生活条件如何。在任何关于比特币在社会中角色的讨论中，都应该考虑并权衡这些用例与各种成本（如能源消耗）。
众所周知，比特币网络消耗大量能源以支持其挖矿机制。有关它使用了多少电力的估计是变化的，支持网络的可持续能源（如太阳能和风能）的比例评估也是如此。
公众对比特币能源使用的看法将取决于对网络效用的看法。比特币的创造者，中本聪 (Satoshi Nakamoto)，在 2010 年表示：“比特币所可能实现的交易的效用将远远超过所使用的电力成本。因此，没有比特币将是净浪费。”