BTC真的消耗那么多能量吗？

此译文已由韦拉迪裁决书授权。

1999年5月31日，就在互联网经济开始腾飞之际，《福布斯》杂志发表了一篇文章，声称“完全有理由预测，未来10年，一半的电力将用于推动数字互联网经济的发展。”这篇文章指责互联网公司，特别是硬件公司，大量使用化石燃料，对世界能源使用造成越来越大的危害。

2000年，加州爆发了能源危机，引发了全国范围内的能源使用讨论，这一话题也进入了主流视野。许多其他知名出版物引用了；米尔斯报告说，互联网公司正在吞噬该国的能源供应。摩根大通（JPMorgan Chase）、美国银行（Bank of America）和德意志银行（Deutsche Bank）的内部报告也引用了这一数据，因为几乎没有证据表明报告的数据存在争议。就这种挑衅性声明达成共识的程度令人震惊。

但问题是，这是一个错误的预测。报告中的计算充满了误差，估计的互联网耗电量至少高出8倍。今天，福布斯的文章发表20年后，数据清楚地表明，这些都是非常错误的悲观预测。即使根据当今最激进的预测，到2025年，互联网行业的用电量将仅占其用电量的20%，许多科技巨头正在转向可再生能源。

换言之，该行业早期的能源预测，虽然依赖于离谱的假设和高度不准确的结果，但已经变得流行起来。

在我看来，关于BTC目前的能源使用情况也存在争议。如果可以把它看作是一场辩论，那么它也与早期的互联网批评惊人地相似。尽管有引人注目的头条新闻，包括特斯拉最近的声明，该声明很快将加密货币视为气候变化的一个促成因素，但这是一个根深蒂固的问题，涉及一些细微差别，许多人误解了这个问题。

实现可持续发展的未来，是关系到人类生存的重要课题。因此，任何批评政府、公司或技术的人都应该认真对待，因为它们削弱了我们应对气候变化的能力。但我们不应该随意指责。如果我们在21世纪初说这样的话，将会导致严重的后果。人们会转移注意力，忽视长期可持续发展的真正障碍，减缓克服这些障碍的进程。

本文不能包罗万象，也不是对这一话题做出最后的结论。然而，作为加密货币的支持者和对气候变化的深切关注者，本文概述了我对BTC能源消耗的思考框架。

BTC能耗原因分析

虽然数字货币在BTC之前就已经存在，但它们遇到了一些技术问题，迫使它们保持中心化，限制了它们的潜力。最引人注目的是，中本解决了双华最棘手的问题。这个问题将导致无限复制以前的数字抽象值，就像复制和粘贴图像一样。简而言之，BTC是第一个具有稀缺性的去中心化数字货币。

为了保证区块链的安全，交易验证需要一致性算法。在设计系统时，中本可以简单地建立一个多数投票算法。换句话说，每个节点可以投票一次。如果大多数网络参与者，即超过50%，确认交易是有效的，那么交易将被确认。然而，问题是恶意参与者可能会创建无数个节点，使得投票数超过诚实节点。因为创建一个额外的节点没有成本，所以他们有动机创建一个witch节点。这就是所谓的女巫攻击。

Nakamoto的伟大之处在于，如果运行一个节点的成本很高，区块链就可以抵御巫婆的攻击。基于这一思想，BTC使用了一种称为workload-proof的一致性算法。BTC-miner即验证事务节点，必须通过计算来解决数学难题，这通常需要特殊的硬件。由于这个过程会消耗能量，而且能量消耗非常大，攻击者很难超越整个网络的算力。

重要的是，能源不是像大众媒体有时描述的那样“浪费”。一旦您理解了为什么选择工作负载证明，就可以清楚地看到BTC能耗是一个特性，而不是一个缺陷。

BTC、Leyte、Monroe等知名加密货币也在使用，但新的共识算法正在应用，这些算法的能量消耗会更少。例如，以太坊目前正在转换为兴趣证明POS，它不需要与POW机制相同的能耗。因此，关于能源消耗的争论比许多人想象的要窄。这不是一个普遍反对加密货币或分权的话题，有时是在特定问题上。实际上，它批评了一种特定类的一致性算法，即工作量证明。

量化BTC能耗和排放

计算BTC的能耗并不困难。您只需检查公共统计数据，如哈希算力、网络难度和挖矿设备效率，就可以得到高度可靠的估计。

然而，能源消耗和碳排放是两码事。虽然它们之间可能有联系，但排放量是由使用的能源类而不是数量决定的。由于缺乏有关BTC矿工的重要信息，如硬件和所用能源，我们很难自信地公布BTC能源排放声明。

尽管困难重重，一些学者仍然试图量化BTC的碳足迹。夏威夷大学的卡米洛·莫拉和其他人发表了一篇关于这一主题的论文，他们做出了以下可悲的预测：

报告估计了BTC的能源使用。如果以与其他主流技术相同的速度使用，仅二氧化碳的排放就可以在不到30年的时间内将全球变暖推高2摄氏度以上。

虽然这是一个最夸张的预测，卡米洛莫拉的论文可以说是最有影响力的研究工作负荷证明辩论。经过仔细调查，媒体对BTC能源使用的报道通常可以追溯到卡米洛·莫拉论文中的数字。这份报告引人注目的标题，即“仅BTC排放就可能导致全球变暖超过2摄氏度”，已经成为一个根深蒂固的假设，尽管这是错误的。鉴于Camilo Mora报告的重要性，BTC的能源排放值得进一步研究。

本报告采用的测量方法相对简单。研究人员估计了挖矿设备的效率，使用了相关地点的平均碳排放量，并结合BTC增长预测来估计未来的排放量。

然而，最近发表的几篇论文直接质疑莫拉的研究成果，并指出了一系列错误，导致对BTC排放量的严重高估。下文简要概述了这些文件中提出的反对意见。

莫拉的研究没有考虑到能源技术的进步

莫拉的研究表明，挖矿机械效率和电网碳排放强度在下个世纪将保持不变。换言之，报告假设挖矿机械和电网排放在未来100年内保持不变。这是一个非常难以置信的假设。有批评人士指出：“这种假设忽视了电网技术的动态特性，违背了人们普遍遵循的做法，即在评估未来能源技术时要考虑科学技术的变化。”

Mora的研究估计BTC的使用量是前所未有的

预测BTC；它报告了过去40年来电话、电脑和吸尘器等科技产品的使用增长率。虽然这种方法看似合理，但利用率预测却非常不合理

具体而言，Mora等认为，2017年BTC交易将达到1.04亿笔，占全球无现金交易的0.03%。如果交易量快速增长，2019年，这一数字将突然增长到780亿，两年内将增长750倍。那么到2020年，如果增速处于中间，交易量将达到110亿，增长108倍。如果速度减慢，到2023年，将达到80亿，增长76倍。三种增长情景都是基于陡峭的对数增长轨迹，这与历史趋势明显不符。从数学层面来看，这只能导致短期排放量的大幅增加。

基于如此高的增长率，莫拉和其他研究人员估计了虚高的能源排放。但是，如果我们将BTC的增长率与其他对冲资产的增长率进行比较，他们会得到更合理的预测，因为这些资产的增长率较低。

莫拉的研究将交易量和能源消耗结合起来

除了预测BTC未来的交易量，Mora的研究只是将未来交易量乘以当前排放量，以估算“总排放量”值。有一个核心错误，即能耗是由块的难度决定的，而不是由事务的数量决定的。事实上，莫拉调研以来的近三年，虽然成交量再创新高，但矿工的能源消费却相对稳定。即使莫拉的交易预测是正确的，也没有证据表明交易量会导致能源消耗成比例增长。事实上，大多数专家认为BTC的能源消耗会随着时间的推移而减少，因为硬币的数量会减少。

基于mora研究的缺陷，masanet等人提出了以下直截了当的结论

结果表明，即使Mora的报告避免了上述关键错误，研究设计也将产生未来截然不同的BTC碳排放预测，这不会引起如此多的关注。也就是说，我们发现研究设计本身存在很多缺陷。例如，以交易量为基础，我们比较了40种不相关的科技产品，忽略了矿机的迭代。即使我们做了更正，报告也采用了不正确的研究方法。在此基础上，我们认为莫拉的研究设计存在根本缺陷，研究人员、政策制定者或公众不应认真对待。

如果没有这些错误的影响，莫拉的研究会更顺利。如果将Mora最初的预测（图a）与修正研究错误假设后的预测（图d）进行比较，则可以得出相反的结论，即排放量在未来几十年内将相对稳定，几乎不会引起恐慌。

根据上面的数字，我们可以得出一个结论，量化BTC的碳排放是相当困难的，而且许多最令人担忧的预测都是基于存在严重缺陷的方法。虽然我们选择莫拉的研究，主要是因为它在新闻中的耸人听闻的效果，其他研究人员经常犯类似的错误。

毫无疑问，了解BTC的碳足迹是非常重要的。然而，同样重要的是识别、回顾和纠正对讨论毫无价值的炎症预测。下次你看到有关BTC能源消耗的新统计数据时，有必要了解原始研究。你可能会发现一些令人惊讶的事情。

与同类技术产品能耗对比

在讨论BTC能耗的时候，有两个因素让我觉得特别郁闷。首先，用能耗来评价技术产品似乎是一种随意的选择，并不是一个通用的标准。我们很少用能耗来判断其他科技产品的价值，那为什么要从BTC开始呢？我很惊讶以前没有人这么做过。是的，BTC消耗能源。这是显而易见的。在我看来，更重要的问题是BTC如何与其他技术产品相比，尤其是那些人们认为可以取代BTC的产品。

根据剑桥大学另类金融中心的数据，BTC目前每年消耗约110太瓦时的能源，占全球用电量的0.55%。

虽然我们知道，基于Mora的研究，BTC能耗的估算可能并不准确，但我试图总结出一些对其他相关技术产品的合理预测。就我个人而言，我认为这有助于了解BTC在全局中的地位。

如果与BTC相比，最突出的是中心化财政，这往往涉及能源消耗。全球实体银行分行、后端服务器和ATM的年用电量达到100TWh，相当于BTC的用电量。这不包括银行业的其他高排放活动，如长途卡车运输和公司私人飞机旅行。

BTC被誉为“数字黄金”，因此它也可以与实际挖矿的金属相比较。据估计，挖矿价值1美元的铝的能源消耗几乎是挖矿同等价值的BTC的10倍。然而，以美元计算，BTC目前比黄金和铜消耗更多的能源。BTC池正在缓慢地向可再生能源过渡，而这种变化对于依赖地理位置的金属挖矿业来说要困难得多。BTC可能变得比黄金更“干净”。

其他的比较也显示BTC高排放言论的荒谬是危言耸听。每年，youtube视频的全球能耗约为600太瓦时，是BTC的6倍。仅游戏的年能耗就高达104.7太瓦时，大致相当于BTC，而可再生资源的消耗则少得多。美国干衣机的年消耗量为93.6太瓦时，这只是一个国家的情况。仅在美国，闲置的家用设备或插入式非活动电子设备所消耗的能量就可以为BTC网络提供1.5年的能量。

我可以继续比较，但我已经明确表示，一切都比你预期的消耗更多的能量。因此，能源消耗本身并不是一件坏事。它不是判断技术或活动道德价值的特别有用的框架。

BTC与可再生能源的关系

讨论能源消耗对我们有很大帮助，但TWH的统计数据忽略了某种类的能源消耗，这对于衡量BTC的碳足迹非常重要。

BTC挖矿的独特之处在于它可以在任何地方找到。事实上，出于经济激励，矿工们会寻找廉价的电力资源，不管它们出现在哪里。因此，BTC矿业自然倾向于可再生能源，因为它更便宜，没有固定的套利模式，而且往往可以实现盈余。很难估计BTC使用的可再生能源的比例，但是一份报告说73%的BTC池是碳中和的，而另一份报告说接近39%。无论如何，与其他技术、国家和组织的构成相比，可再生能源的比重仍然高于平均水平。

为了对比特币消耗的能源类有一个直观的了解，让我们看看两个矿工中心化在哪里。四川是中国第二大矿业省份，拥有大政府水利发电站，提供的电力几乎是电网的两倍。再举一个例子，因为哥伦比亚的水力发电很便宜，华盛顿是美国煤矿挖矿最多的地区之一。众所周知，100英里以上的距离很难输送电力，所以在正常情况下，这些电力资源是不会被利用的。然而，BTC挖矿提供了一种利用这些剩余资源的简单方法。

世界正在减少可再生能源的使用，这将造成很大的问题。2017年，中国减少太阳能发电7.3太瓦时，英国减少风电1.49太瓦时。仅在加利福尼亚州，2018年就减少了超过346gwh的太阳能和风能，预计只有在未来才会增加。虽然可再生能源现在比其他许多能源便宜，但减少使用可再生能源将阻碍新的清洁能源项目的建设。我们需要找到一种有效的方法来减少温室气体的排放，这是未来实现碳中和的关键。

BTC矿业将发挥重要作用，成为清洁能源的最后消费领域。一些可再生能源地理位置有限，远离人口中心。现在这些能源都有创收的目的，也就是保护BTC网络。

总之，BTC矿业作为最终的清洁能源消费领域，可能对未来能源产生重大影响，使能源更清洁、更可靠、更廉价。这将需要时间，但在我看来，如果你回顾BTC，它很可能是解决气候变化的一部分，而不是问题。

真正的问题是：BTC值这么多精力吗？

到目前为止，我们已经讨论了很多方面，分析了BTC的能耗估算数据，并与其他技术进行了比较，研究了BTC促进向可再生能源过渡的潜力。

首先，我们讨论了BTC的能源消耗，这似乎是一个科学问题，但实际上是一个道德问题。尼克·卡特（NIC Carter）最近在《哈佛商业评论》（Harvard Business Review）的文章中提出了一个尖锐的结论：

但一个货币体系应该消耗多少能量呢？这个问题的答案可能取决于你对BTC的看法。如果你认为BTC除了充当庞氏骗局或洗钱工具之外没有其他目的，那么合理的结论是，任何消耗的能源都是浪费。如果你像世界上数以千万计的人一样，把它当作对付压制性货币政策、通货膨胀或资本管制的工具，你可能会认为它非常值得。BTC是否合理地消耗社会资源，归根到底是BTC为社会创造了多少价值。

每一种技术、思想或制度都有其优缺点。所以，当谈到BTC气候时，你的位置并不是由它消耗的能量决定的。这更可能反映出你是否认为BTC是对社会的积极贡献。以我的经验，要改变人们对此的看法要困难得多。当然，这是可能的，但是很难。

成为有气候意识的BTC持有者。

随着散户和机构投资者越来越多地将环境、社会和公司治理因素纳入投资主题，许多人会问，购买BTC是否不道德。基于以上，我个人对BTC能耗的看法如下：

1；不可否认的是，BTC消耗了大量的能源，并将在短期内增加对大气的碳排放。然而，它的碳足迹将远小于大多数人的估计。

2；能源不是“浪费”的。它被用来驱动地球上最安全的区块链，促进Layer2和第三层的创新，为数十亿人拓展金融渠道。在我看来，它将带来足够的社会效益，值得花这么多精力。

3；BTC能源消耗辩论对我们帮助不大。相反，我们应该关注BTC消耗的能源类。BTC已经使用了大量的可再生能源，作为最后一个可再生能源消费领域，它可以帮助我们走向碳中和的未来。

即使你不同意我的观点，完全避免能源消耗争论的一个方法就是购买能够抵消碳排放的产品。这样，你就可以确保购买BTC来实现碳中和甚至负排放。如上所述，使用BTC精确计算个人的碳排放量非常困难。您不能简单地使用哈希功能来计算事务数，但是您可以使用BTC位置的10%来为环境做出一些有益的贡献并带来长期的好处。本月，总部位于加拿大的比特币etfninepoint宣布，将为BTC头寸购买碳抵消产品。如果你有兴趣，我建议你使用诺丽，但有其他简单的方法购买小碳抵消产品。

最后，我想稍微改变一下讨论。我们应该把重点放在清洁能源生产上，而不是能源消耗的评估上，因为能源消耗的评估标准非常严格，不能广泛使用。我们可以购买抵消产品，支持可再生能源项目，投票赞成征收碳排放税。有这么多的例子。但我们不要让BTC成为敌人，因为它只会去中心化我们对实现可持续发展这一艰巨任务的注意力。

这篇文章来自韦拉迪的判决