高度耗能的比特币挖矿，可再生能源真的是解决之道？

原文标题：《比特币“耗能高”的魔咒将如何解除？》
作者：David Babayan & Julio Gil-Pulgar
编译：Jhonny

最近，荷兰普华永道 (PwC) 分公司的研究员 Alex de Vries 研究了比特币在 2018 年的全球能源消耗，他发现现有的水电项目不足以维持比特币挖矿业务，并补充说比特币网络要求高达 62.3 TWh (即每小时消耗 62.3 太瓦电量) 的电力。这种规模的电量可以满足匈牙利或瑞士的电量需求，原文在此。

关于比特币是否不利于环境保护是人们多年的争论焦点之一，而 Alex 的此项发现便是这场争论的一个产物。比特币怀疑论者指责去中心化的金融网络会导致全球变暖，因为系统中的每个节点都需要电力来维持，也就是机器需要处理数学问题 --通过注入大量的计算能力 -- 最终挖出和确认网络上的比特币交易。其结果就是，整个比特币挖矿作业产生大量热量，并增加发电厂提供的电力需求。

另一方面，支持者认为，比特币旨在取代的传统银行系统消耗了更多的资源。根据他们的说法，银行使用对环境不利的化学品来印发纸币，同时银行的诸多地方办事处和服务器仓库也需要消耗大量电力等等。

显然 Alex 是比特币怀疑论者。这位区块链研究员在他的文章中写到，比特币矿工消耗的资源是银行业处理交易时的最大碳足迹的 12,000 倍。他还表示，虽然比特币支持者开始转向可再生能源，但这并没有正确地解决这一问题。

Alex 还表示，比特币挖矿业务即使从化石能源转向可再生能源，也会不断需要消耗能源。Alex 引用了中国四川省的水电站，这些发电站在夏季湿润季产生的电力是干燥冬季时的三倍。但鉴于加密货币挖矿作业在盈利之前不会关闭，因此这些发电站还需要使用煤炭能源来满足矿工们的挖矿需求。Alex 在文章中说道：

“根据这些调查结果，目前比特币挖矿中使用可再生能源并不能被视为能够带来‘环保 ' 结果，并且持续的能源需求和可再生能源生产的易变性所带来的挑战将一直存在。这甚至可能激励新的燃煤发电站的出现，以满足更高的能源需求。”

研究从根本上存在缺陷

Northwestern University 能源建模学者 Eric Masanet 表示，大多数比特币 / 全球变暖的研究存在严重的缺陷。Eric 表示，全球电力行业正在采取大规模的措施来实现脱碳 (decarbonization)。他认为，由政策驱动的化石电力供应减少将最终促使比特币挖矿设备依赖绿色电力 - 这些事实是不应该被忽略的。

上图，加密货币资产管理平台 Interchange 的联合创始人 Dan Held 曾发推文表示：＃比特币使用的电容量消耗要比当前的法币系统消耗的电量少几个数量级。推文链接在此。

一名比特币矿工称太阳能减少了 75% 的挖矿成本

当前的加密货币市场寒冬和高昂的电力成本在很大程度上减少了加密货币挖矿的盈利。因此，一些大型和小型的加密货币矿工已经开始转向使用可再生能源来降低挖矿成本。

自比特币 (BTC) 问世以来，加密货币矿工就一直在努力降低挖矿成本。当前，由于加密货币市场依旧处于寒冬期，这种转变已经变得越来越重要。

因此，一些矿工现在正在使用太阳能来运行设备进行挖矿。 比如，Reddit 用户“cadese”声称他正在使用太阳能电池板来为挖矿，这显著降低了其挖矿成本 (见下图)。

该用户表示：比特币挖矿正迫使我使用太阳能发电。我刚刚安装了太阳能电池板来运行我的矿机。不仅我的房子可以使用这些电力，而且还将我的挖矿成本降低了 75％。为什么？这不仅是最便宜的能源，而且我摆脱了电网传输成本和税费（=75％!）

利用可再生能源进行比特币挖矿比我们认为的更为普遍

2018 年 11 月，CoinShares Research 发布了一份 白皮书，研究比特币挖矿的趋势、成本和能耗。据作者称，该研究表明，全球大多数比特币挖矿发生在包含可再生能源的区域。此外，该报告还强调，大约 80％ 的比特币挖矿是由可再生能源提供动力的，这使得比特币挖矿要比大多数其他行业更环保。

太阳能电池板的使用比标准电力更具成本效益。比如，挖矿设备 Azultec Cube300 的制造商宣称矿工可以选择“使用可再生能源并恢复高达 72％的产生的热量”来进行挖矿。

对于小规模矿工来说，可以使用的挖矿方式越来越多。 例如，Cryptosolartech 项目的主要目标就是发展成为一个使用可再生能源的最大加密货币矿场。Cryptosolartech 网站写道：

在 Cryptosolartech，由于我们拥有市场上最好的设备和技术，我们依靠 3,000 台能与大型矿池竞争的专用 ASIC 矿机。我们的矿机使用的可再生能源是由我们自己的光伏电站提供的，这使得我们能够以高效可持续性的方式进行挖矿。

诸如 Solar Alliance Energy Inc. (一家提供住宅、商业和工业太阳能装置的公司) 等公司也关注可再生能源在支持加密货币行业发展方面所能发挥的惊人作用。

2018 年 11 月，Solar Alliance Energy 与 NuYen Blockchain 签署协议，在美国伊利诺伊州墨菲斯伯勒市开发加密货币挖矿设备，为该地区的加密货币挖矿行业环保助力。

以太坊削减 99% 能耗之路

与比特币一样，当前还基于 PoW 机制的以太坊平台，也存在耗能高的问题。以太坊挖矿消耗的能源约为比特币的 1/4 到 1/2，但在 2018 年大部分时间，其用电量和冰岛这个国家的用电量差不多。事实上，典型的以太坊交易在一天内消耗的电力要比一个普通的美国家庭每日平均用电量还要多。

以太坊创始人 Vitalik Buterin 曾表示：“即便你不相信污染和二氧化碳是个问题，但的确存在巨大的能源浪费。当前存在一些消费者，他们对电力的需求正在被加密货币挖矿所取代。”

Vitalik 计划于 2019 年开始削减以太坊挖矿能源消耗。今年，以太坊基金会 (EF) 以及各大推动加密货币开源运动的以太坊项目，都计划实地测试期待已久的以太坊代码“大换血”。如果开发人员是对的，那么到 2019 年底，以太坊的新代码可以用目前所消耗能源的 1% 来完成交易。

以太坊的计划是将 PoW 转变为 PoS，一种分布式共识的替代机制，该机制首次应用于 2012 年一个叫 Peercoin (点点币) 的加密货币。PoS 机制随机挑选一个处理器 (验证者) 来处理交易，而不是像 PoW 机制那样让数百万处理器 (矿工) 同时处理交易。

在 PoS 机制下，参与者称为验证者 (validator) 而不是矿工 (miner)，这一机制的关键是要使验证者保持诚实。PoS 通过要求每一个验证者在以太坊中押注以太币作为抵押品来实现这个关键要求。抵押的以太币越多，验证者就会有越多的机会去验证交易，从而获得更多的奖励。但同时也意味着，如果被发现作弊，该验证者将会遭受很大的损失。

根据 Vitalik 的说法，转向 PoS 将使以太坊交易所消耗的能量减少一百倍以上。他说：”PoW 是耗费巨额电力的部分，区块链交易本身所需的算力并不是非常大，主要是验证数字签名所消耗的算力很大。”

削减验证交易时所需的算力和能耗不仅具有环保效益，同时也能带来经济效益，因为这将会降低 ETH 的发行率，从而降低 ETH 的通胀率，这对验证者来说就是一种激励机制。同时，转向 PoS 也可以提升以太坊网络的安全性。基于 PoS 机制，每位验证者的账户地址都是公开的，因此如果哪位验证者违反了验证规则，则该验证者的账户将被追踪并受到相应的惩罚。