争论还在继续：比特币开采系统如何影响碳足迹？

关于比特币挖矿生态系统对环境影响的争论再度升温，研究者们对这一问题提出了一些新的看法。诺亚·史密斯，前金融学助理教授，现在是专栏作家。今年3月，他发表了一篇关于比特币挖矿的评论，指出比特币网络不断增长的能源消耗是不可持续的。他认为，比特币价格的上涨总是伴随着散列率的上升。随着比特币挖矿消耗的电力越来越多，更多国家将禁止比特币挖矿。

尽管Coin Metrics创始人尼克•卡特（Nick Carter）在其专栏中驳斥了史密斯的一些观点，但人们似乎对比特币挖矿所消耗的能源量、能源来源以及该行业在地球上的碳足迹存在分歧。

比特币挖矿业往往淡化其资源密集工作的程度。有业内人士表示，比特币对环境的影响不是问题。数据显示，散列电源的大部分能源来自可再生资源。尽管如此，环保主义者还是将注意力转向了这个行业，并引发了一场似乎没完没了的辩论。

许多学者对此发表了不同的看法。例如，剑桥比特币能耗指数已成为估计比特币网络功耗的可靠参考点。

此外，奥尔堡大学的Susanne Kühler博士和Massimo pizzol副教授联合撰写了一份题为“比特币挖矿的生命周期评估”的研究报告，对该行业的环境影响给出了一些基于数据的假设。

剑桥另类金融加密资产中心和区块链负责人安东·德克（Anton DEK）在接受采访时透露了剑桥比特币能量指数的历史以及用于估算比特币功耗指数的方法。

剑桥大学的研究小组观察到，其他想要准确估算比特币网络能源使用量的模采用了自上而下的方法，比如矿工用电支出的数据。

剑桥比特币能量指数法是一种“自下而上”的方法，它利用现有挖矿硬件的数据来建立比特币网络的能量消耗上下限。Decker解释说，信息是“基于客观数据的假设，比如Hashi值。”他进一步补充说：“这些不同的机器具有已知的效率，即计算hash所需的焦耳能量。基于这些假设，我们建立了这个指数。”

该指数提供了耗电量的估计范围，理论下限为43.32太瓦时，理论上限为476.18太瓦时。对比特币当前消费量的估计是基于这样一个假设：矿工使用各种有利可图的硬件。

尽管剑桥比特币能源指数并未对驱动比特币网络的能源进行建模，但它最初的创建目的是提供碳排放模。德卡德说，第一次模拟考试仍在进行中，他希望能在今年晚些时候上线。

剑桥比特币能源指数网站还提供了全球挖矿地图，从本质上分析了比特币挖矿网络在全球的分布情况。地图提供了每个国家的哈希率，全球比特币哈希率的一半以上位于中国。

哈希率位置从BTC.com网站，Pool和viabtc，它们占比特币总散列率的37%。戴克还指出，他们的数据已有一年多的历史，但仍能让研究人员对特定国家或地区矿工使用的能源做出一些准确的假设。

“这是矿池报告的数据，但即使所有这些都是真的，我们也只覆盖了向我们提供信息的三个矿池中比特币散列率总数的37%。这是我们需要改进的地方。”

从中国的地区角度来看，我们也可以看到不同地区矿工使用的能源结构。该团队没有公布具体的可视化数据，因为他们认为目前37%的散列率不足以准确估计网络的总碳足迹。”戴克补充说：“如果我们研究每个地区和每个国家的能源结构，我们就可以假设整个能源结构，然后我们就可以更准确地估计碳排放系数。”

然而，戴克说，其他研究人员计算了比特币网络的年总耗电量，约为130太瓦时，并将其乘以平均碳排放系数（每千瓦时产生约0.5千克二氧化碳）。剑桥大学（University of Cambridge）的研究人员认为，鉴于可以从一些挖矿活动区域的位置数据中得出一些假设，这样的估计可能不具有代表性：“情况要复杂得多，因为我认为比特币的能源结构不在世界平均水平之内。原因是他们使用可再生能源，不是为了他们的利益，而是纯粹出于经济原因。一些地区水电资源丰富。如果你看看比特币挖矿地图和中国的分布，四川仍然是一个非常重要的矿区。”

戴克指出，四川普遍有挖矿设施利用水电站发电的报道。剑桥比特币能源指数（Cambridge bitcoin energy index）的数据也反映出，该地区雨季的散列率有所上升，降雨量过多导致大坝大量发电。据他估计，四川在全球经济实力中的份额“2020年4月为9.66%，2019年9月为37%”

Kühler和pizzol 2019年的“比特币挖矿生命周期评估”研究使用成熟的生命周期评估方法来评估比特币的环境影响。据估计，2018年比特币网络将消耗31.29太瓦时，碳足迹为17.29吨二氧化碳当量。研究报告中使用的数据、信息和方法均来自于本课题的前期研究。

在一次谈话中，Kühler指出，他们的研究表明，基于两个假设，新的比特币挖矿网络容量的影响将会降低。首先是设备的效率提高了，两年后证明了这一点。第二种假设是，矿工会搬到可再生能源较多的地区。

“我们研究中的假设受到中国将打击矿工的传言的影响。最近有关挖矿地点的数据显示，情况并不像预期的那样。然而，提高硬件能效的效果意味着每提取一个额外能量的影响都会降低。然而，我们现在看到散列率增长更快，从**值来看，这会导致更大的整体环境影响。”

正如Kühler解释的那样，比特币网络哈希率的纯粹增加会导致更高的功耗，从而对环境产生更大的影响。

然而，奥尔堡大学的博士承认，准确估计比特币挖矿生态系统的能源消耗和碳足迹是一项艰巨的任务。这是由于许多因素造成的，包括矿工的确切位置和份额、使用的挖矿设备以及各种来源数据的准确性。

戴克还说，一些矿工正在寻找方法证明他们正在使用绿色能源挖矿比特币。这可能会为“绿色比特币”创造一个溢价销售的市场，从而促使矿工转向绿色能源。同时，库勒认为，矿工最关心的是利润率。如果绿色能源的价格没有那么低，那么廉价的电力将压倒绿色能源的吸引力：“使用可再生能源有一些激励措施，比如四川的水电，使矿工能够使用廉价的电力。但是，需要注意的是，这种电力是季节性的，因此每年的可用性是不同的。一般来说，矿业公司鼓励使用廉价的电力以实现利润**化。这还包括利用内蒙古的煤炭发电和伊朗的石油发电。”

戴克也持同样的观点，他说矿工们通常对自己的商业决策是理性的。如果有更便宜的能源，他们可能会使用它，不管它是如何创造的，“我发现矿工，特别是大比特币矿工，是理性的经济玩家。如果有更便宜的选择，他们会改变，如果没有，他们会保持不变。”

Kühler正确地得出结论，来自行业的更多数据可能会为这场长期争论提供答案：“更好的数据和更透明的挖矿将允许更好的模和更少的猜测。”。

戴克也认为，需要更多的数据和工具，才能就比特币的环境影响评估达成共识。他还强烈提醒人们，比特币协议的设计是有原因的：“比特币在设计上肯定是低效的。如果非常有效，那么攻击网络的成本将非常低。”