比特幣挖礦電費開支:是否值得?

人們常說用錢才能賺到錢; 為了從比特幣挖礦中賺取利潤,你必須先購買採礦設備並支付電費。 隨着越來越多的礦工加入比特幣網絡一些人擔心挖礦的電力消耗量會對環境產生負面影響。 其他人則認為比特幣挖礦的好處超過了生產數字貨幣所需的成本。

比特幣挖礦和能源消耗

新比特幣是通過一個稱為挖礦的過程產生的,在這個過程中,計算機花費能源和算力來解決一個確認最新比特幣交易區塊的數學難題 。解決數學難題的礦工將區塊添加到 區塊鏈中,並接收新的比特幣。數學問題的難度取決於網絡總和的計算能力。由於比特幣網絡吸引了更多的礦工,挖礦難度增加,因此,挖礦設備消耗的能源也增加。

比特幣網絡目前每年消耗約2.55千兆瓦(GW)的電力;形象點來說,愛爾蘭整個國家的平均用電量為3.1GW,奧地利的平均用電量為每年8.2GW瓦。在過去一年中,比特幣網絡估計消耗的太瓦時(TwH)增加了413.37%。與捷克共和國這樣的國家相比,比特幣網絡每年消耗全國102.3%的電力。 

BTC

數據顧問和區塊鏈專家Alex De Vries認為,比特幣挖礦消耗的能源是個問題。在最近發布在Joule的一篇研究報告中,De Vries發現每比特幣交易消耗的平均電量為300 kwH。按照新礦工加入網絡的速度和挖礦難度增加,這個數字有可能到2018年底達到900 KwH。

De Vries告訴Cointelegraph說,儘管社會沒有看比特幣挖礦對環境的變化,但挖礦作業並沒有幫助世界接近達成氣候和環境目標:

“我們知道挖礦是用的是煤礦發電,但也用可再生能源。在後一種情況下,我們不知道我們正在取代什麼,再加上可再生能源沒有任何碳痕跡。這裡有更多的工作要做,但肯定會有影響。比特幣使用的能源越多,它肯定會對環境造成的影響越大,這反過來會影響每個人。這並沒有幫助我們實現我們的氣候目標。”

在計算比特幣挖礦如何影響環境時,存在一個灰色地帶。 雖然部分用電來自煤炭,但挖礦作業通常不會自行排放碳。 僅僅因為礦工們沒有看到採礦對環境造成的實質影響,所消耗的資源量和涉及的機會成本也應該考慮到。

哈希率和能源消耗

挖礦的能源消耗似乎在增加。 隨着採礦設備更擅長解決區塊問題,每個挖礦設備所消耗的電力增加。 為了保持領先於競爭對手,礦工總是在尋找有更高哈希率的挖礦設備。 哈希率是礦工能夠解決數學問題的速度。 哈希率越高,可以猜出問題答案的速度越快。

起初,這個問題很容易由標準CPU解決,但隨着越來越多的礦工加入並且問題變得更加困難,礦工們發現GPU更適合解決問題。 僅僅幾年之後,FPGAsASICs ,專用集成電路,比GPU更適合解決區塊難題。

Mining

其他人,如企業家和前谷歌信息安全工程師Marc Bevand認為,採礦消耗的能源量將導致可再生能源的進一步創新。 Bevand認為,能源消耗最終將導向整個社會的可再生能源成本下降:

“由於礦工對電價非常敏感,他們通常會推動公用事業公司進一步開發可再生能源,這是目前最便宜的能源。例如在中國,許多礦工位於四川省,因為那裡水力發電量大。另一個例子是一個澳大利亞企業家正在建設一個20兆瓦(MW)的太陽能動力礦場。如果加密貨幣礦工的能源使用量繼續增加,它將有助於降低整個社會的可再生能源成本(增加需求→增加研發→增加產能和提高效率→通過規模經濟降低成本)。”

電力成本已經使礦工尋找更便宜的能源。這些公司一直在尋找像加拿大四川省的這樣的電力便宜地方。由於礦工有便宜電力的驅動,這導致了更多的能源領域的研發。從長遠來看,由於能源方面的創新,這應該會使整個社會的電力更便宜。

Cost

網絡安全的代價

儘管挖礦業務的能源消耗量並未被忽視,但一些人認為挖礦的好處——網絡安全,超過了電力消費等負面外部因素。

比特幣網絡由工作證明(PoW)的共識算法保證。 礦工解決區塊問題得到新的比特幣和交易費用作為支付費用,從而確保網絡的安全。 如果礦工無法解決密碼證明,交易歷史記錄塊將不會被添加到區塊鏈中,區塊鏈技術作為整體會被取消; 如果沒有解決區塊問題,並且礦工沒有將其添加到鏈中,則不會創建交易歷史記錄。 這種網絡安全而必須支付大量能量的成本是PoW共識消耗。

解密高手Jameson Lopp在Twitter上表達他對比特幣能源支出問題的看法。Lopp認為比特幣採礦所產生的電力費用僅僅是為了網絡安全而必須支付的稅費。

經濟研究員Vasily Sumanov也認為,能源低效率和浪費是目前我們支付區塊鏈實驗的代價:

“更高的能源消耗不僅與環境污染有關,而且與更安全的致力於存儲和轉移價值的分布式賬本相關。我有一種強烈的感覺,這是一種暫時的情況,未來由於閃電網絡的採用,比特幣交易量和能耗的能效將提高。”

“看看任何其他行業,例如汽車或電子設備,隨着這些行業的發展,其環境污染和能源成本隨着時間的推移而大幅下降。那麼為什麼人們從一開始就期望比特幣具有高能效?它只有9歲大。”

一致性算法

PoW目前是區塊鏈網絡上最流行的一致形式。 在交易驗證之前,礦工必須解決密碼證明。 然而,它也是一種能源密集度最高的形式。 消耗更少能源的其它方式,如權益證明閃電網絡正在開發中,以提高區塊鏈網絡的效率。

但是多半這些創新尚未正式啟動。 比特幣仍處於早期階段,甚至還沒有10年的歷史,並且在整個歷史中,技術在開始階段都不是最佳狀態。

提高效率

與此同時,有人正在努力尋找這些網絡問題的解決方案。 以太坊網絡正在研究權益證明解決方案以提高效率同時降低電力消耗; 比特幣網絡正在尋求實施閃電網絡。 但是,在這些解決方案脫離測試階段並投入使用之前,PoW將繼續因為電力消耗受到批評。

一旦比特幣網絡的電力消耗得到優化,比特幣網絡的整體效率就會提高。 在一篇題為“區塊鏈銀行:區塊鏈技術節省成本”的學術論文中,來自卡利亞里大學電氣工程和計算機科學系的Luisanna Cocco Andrea Pinna和Michele Marchesi發現比特幣必須提高其經濟效率、運營效率和服務效率,才能真正優化全球金融基礎設施。

 “簡而言之,我們的所有結果都表明,只有在克服了其主要限制之後,比特幣系統的整體效率才會提高:每個區塊的交易數量少,而且目前需要的計算能力過高。”

比特幣的透明賬本、安全數據存儲和用戶授權功能非常有用,但是它在解決可擴展性能源消耗問題之前難以實現大眾採用。 比特幣總量為2100萬,隨着採礦設備消耗更多的能源,礦工更高的電費,礦業比特幣的回報減少。 最終,僅靠比特幣開採的利潤將不足以支付電力支出。 未來,礦工需要用他們收到的交易費用來補充他們的電費支付。

能量消耗是否值得呢?

雖然有些人認為挖礦的能源消費是個問題,但很難衡量社會從比特幣中受益多少。 Bevand告訴Cointelegraph:

“回答‘比特幣的能源消耗值得嗎?’是非常主觀的,因為我們沒有任何實測數據來衡量比特幣對社會的幫助。委內瑞拉有多少人用它來逃避通貨膨脹?有多少家庭將其用於國際匯款,因此避免匯款提供商收取的7.13%平均費用?有多少比特幣百萬富翁將他們的新財富捐給慈善機構?我們沒有太多關於這些問題的數據。我認為目前的能源消耗水平並不令人擔憂。我們只用到全球用電量的0.2-0.5%。就像摩根士丹利研究人員在他們的報告 中所說的,加密貨幣礦工目前僅僅是公用事業公司一個‘雷達上的光點’。”

到目前為止,世界沒有辦法量化或知道有多少人在使用比特 ,他們用比特幣做什麼以及如何改善他們的生活。但像Bevand這樣的個人和像摩根士丹利這樣的公司說的,沒有必要擔心,因為比特幣挖礦占全世界總電力消耗的一小部分。

創新勢在必行

雖然我們可能無法用肉眼看到比特幣挖礦在對我們的環境造成的危害,但毫無疑問,比特幣網絡在比特幣區塊鏈大規模採用之前將不得不減少能源消耗。所以一個監管機構制定政策和法規讓礦工設法控制、減少電力消耗,這事並不令人感到意外。

由於比特幣礦工對電力價格非常敏感,這應該會推動能源領域的研發,並產生更高效的能源解決方案。很難理解比特幣外部效應的正面或負面影響,因此很難說能源消耗量是否真的“值得”。但是如果挖礦消耗的電量沒有得到控制或提高效率,那麼一旦人們意識到比特幣挖礦造成的負面影響,對環境的影響就有可能不可逆轉。