比特幣挖礦，會讓人類無電可用嗎?比特幣挖礦，會讓人類無電可用?這並非危言聳聽。據不完全統計，比特幣網路的全球活動將佔用2.55億千瓦的電能，幾乎與愛爾蘭全年用電量相當。到今年年底，比特幣網路的能用使用總量可能達到7.7億千瓦，幾乎相當於全球全年總用電量的0.5%，與以往中心化的網路基礎設施由第三方完全控制不同，在分散式系統中，保持交易記錄誠實可信有一個關鍵作用，那就是決定誰可以寫入資料庫。在比特幣協議中，任何向分散式資料庫請求寫入許可權的實體都必須證明工作，因為他們需要證明自己為網路作出了貢獻，基於這種貢獻，他們會獲得新的比特幣作為獎勵。
比特幣的PoW共識演算法將消耗大量的算力，算力的增加意味著耗電量的上升。為了節省成本獲得更多利潤，礦工會尋求使用低成本的電力，而通常這些電力常常由高度汙染的燃煤電廠提供。人們普遍擔憂高耗能的比特幣礦池對環境和氣候帶來的巨大影響。
同樣令人擔心的是，高雜湊率的挖礦活動有可能導致51%攻擊。自今年4月以來，Verge網路至少受到了兩次以上的51%攻擊。本月初，以隱私為中心的ZenCash的ZEN幣也遭到了攻擊，有23152.3個ZEN幣(近62萬美元)在三次單獨的攻擊中被清洗。
隨著挖礦業從業餘發展到專業化，挖礦裝置也日益走向高科技，目前已經出現了專門設計來以高速率開採區塊鏈網路的ASIC鑽機，這種鑽機會消耗大量的電力。
對於比特幣挖礦對環境影響的擔憂由來已久。加密貨幣訊息機構DigiConomist釋出的比特幣能源消耗指數(Bitcoin Energy Consumption Index)顯示，比特幣挖礦每年的碳足跡每年超過3200萬噸。
2018年底比特幣挖礦的能源消耗或將翻兩番
荷蘭經濟學家Alex de Vries從去年年底就開始研究比特幣挖礦社羣日益增長的能源需求。今年5月，他發表了一篇題為"比特幣日益增長的能源問題"(Bitcoin's Growing Energy Problem)的最新報告，收集了不少挖礦經濟的詳細資訊。
de Vries假設整個網路使用的是已知最有效的挖掘硬體(位元大陸的Antminer S9)，那麼比特幣挖礦的能耗下限為2.6吉瓦(幾乎相當於愛爾蘭一年消耗的電力)。然而，由於人們正在使用其它效率較低的硬體，因此真正的能源消耗要比這個數值高。
為了保持每10分鐘能建立一個新區塊，挖礦任務的難度會自動調整。如果有更多算力加入網路，生產一個新的比特幣會用更多算力，使得現有的採礦硬體盈利更少，也使每枚比特幣所消耗的電力變得更多。
de Vries假設電價佔採礦成本的60%,平均每千瓦時5美分，透過計算比特幣礦工在不盈利的情況下會消耗多少電量，得出了比特幣網路能耗的上限--7.7吉瓦(接近世界總用電量的一半)。如果能源消耗高於這一數字那將意味大量礦工將出現虧損，挖礦活動就會停止。
然而，在比特幣價格迅速上漲的時期，就像我們在2017年秋天看到的那樣，由於沒有足夠的挖礦硬體可供使用，礦工將使用低於7.7吉瓦的電力生產比特幣，從而賺取鉅額利潤。雖然礦工會不斷更新硬體，但製造商要擴大超級高效的硬體產量，還需要一段時間。
比特幣價格會左右挖礦的耗電
de Vries預計，如果比特幣保持在目前的8,000美元左右的價格，到今年年底，其網路能耗將達到7.7吉瓦。如果比特幣的價格重新回到去年12月接近2萬美元的高點，挖礦產業將重新獲得巨大利潤，預計能源使用量也會以更快的速度增長。這一點與摩根士丹利的研究結果不謀而合，該研究指出，比特幣價格超過8600美元時，比特幣礦池能耗有望超過全球總能耗的5%.
另一方面，如果比特幣的價格暴跌，礦工將開始關閉能源效率低的挖礦裝置，實際能源使用量可能會下降。摩根士丹利的研究也指出如果比特幣的價格遠低於8600美元，那麼比特幣的礦工將不會耗費大量成本去鑄造新幣。
在某種程度上，比特幣的高能耗問題將隨著時間的推移而得到解決。比特幣網路計劃每四年將區塊獎勵減少50%,下一次減半計劃將在2020年中期完成。在這種情況下(假設比特幣價格不變)，挖礦業的收入將減少一半，這應該意味著能源使用量也會減少一半。同樣地，到2024年和2028年，能源使用量將在原有的基礎上減少一半，不過，這可能被比特幣價格的進一步上漲所抵消。
de Vries指出，網路中每筆比特幣交易的耗電量約為300千瓦時，這顯然是很多的，但這個數字經常被誤解。由於一個空塊挖礦所需的電量幾乎和一個完整區塊所消耗的電量一樣多，因此，讓人們減少比特幣交易並不能節省大量能源，甚至還有可能導致每筆交易的消耗的電量上升到更荒謬的水平。
比特幣開採主要依靠廉價的可再生能源?
然而，對於比特幣挖礦的耗電量相當於愛爾蘭一年的耗電量這種說法，麻省理工學院伯克利實驗室的研究員Jonathan Koomey提出了明確的反對意見，他表示，de Vries是"憑空"計算出這些資料的，並警告說，這些"非常不可靠"的資料是對加密貨幣世界的誹謗。
無獨有偶，位於倫敦的加密貨幣投資公司Coinshares的研究團隊於本月釋出了其數個月來的研究成果《比特幣挖礦網路：趨勢、邊際創造成本、電力消耗及來源》，報告指出，比特幣挖礦的能源消耗實際上比人口不足60萬的盧森堡的能源消耗還要低(愛爾蘭人口有近500萬)。
該報告指出，DigiConomist對比特幣年耗電量的估計約為65太瓦時，而5月中旬，其耗電量為35太瓦。CoinShares Research負責人Christopher Bendiksen表示，如果DigiConomist的估計確實是正確的，那麼比特幣網路的安全性應該要比現在高。他指出，與先前關於比特幣制造碳足跡3200萬噸的報道相反，其研究並沒有發現這一說法的證據。
該報告稱，事實上，比特幣開採主要依靠廉價的可再生能源，主要能源來源是水電。原因很簡單，因為煤太貴了。另外，報告還質疑了中國比特幣挖礦活動消耗煤炭資源的說法，指出中國某些地區對煤炭發電的長期使用有限，加之季節性遷移，僅佔該網路總電力需求的一小部分。
報告中提到，中國在南方和西南省份的水電站擁有巨大的過剩發電能力，大規模的能源過剩導致出現了廉價和可再生的電力來源，比特幣挖礦用的就是這些能源。值得注意的是，很多地方用比特幣挖礦也沒有造成汙染，比如加拿大有大量清潔能源，魁北克省就在積極邀請加密貨幣企業來消費其過剩的水電。除了加拿大，冰島的地熱，瑞典的水電，都能為加密貨幣挖礦提供充足的電力。
此外，挖礦消耗的電力承受著巨大的價格壓力，因此一些礦工會隨季節遷移，尋求在最有利的氣候下獲取最便宜的可再生能源。有證據表明，由於比特幣礦工能四處遷徙，發電基礎設施本身又不具移動性，礦工可能會選擇開發新的或位於更偏遠地方的可再生能源來源。
市場會調節好這一切
在中國政府禁止比特幣採礦後，北歐國家、加拿大和美國西北部的礦工數量有所增加。Bendiksen表示，為了避免挖礦對外部環境的影響進一步擴大，比特幣礦工一直在尋求在地熱能源豐富的冰島建立基礎設施。
所有這些地方的共同之處是氣候涼爽(在較冷的國家挖礦無需為伺服器降溫)，而且有廉價的可再生能源供應、高速網際網路和對商業友好的政府。正如Bendiksen所說，比特幣礦工正越來越多地轉向更廉價的可再生能源，來為解答加密難題和生成新比特幣區塊所需的計算機處理器供電。
總的來說，研究學者們難以獲得真實的資料，一方面是由於礦工遍佈全球，難以統計全部資料，另一方面這些礦工不願意分享他們自己的資訊，因此，用於理解比特幣能源消耗的資料非常缺乏。儘管此前有人曾多次嘗試量化比特幣的能源使用，但大多都失敗了。
沒有風險(能耗)，就沒有回報(比特幣)。即便人們對PoW消耗大量能源提出了很多批評，但事實上，正是這種能源支出確保了比特幣網路的安全。因為在網路中採取惡意行為，會降低比特幣獎勵的價值，而這對攻擊者來說是經濟損失。最終的結果是，任何欺騙性地修改或附加資料庫的嘗試都需要增加資本性支出，該投資比現有挖礦網路的規模更大。持續能源支出和前期資本性支出越大，攻擊所需投入就越大。
但由於缺乏相關資料，人們對此的爭議或將一直存在。
de Vries的研究發表後，有人要求他對Koomey的評論作出迴應。雖然de Vries當時沒有直接回應，但他透過新聞稿發表了自己的宣告。他同意"粗略計算"並不能說明全部情況，敦促人們進行更多的"科學討論",以確定比特幣網路的未來。
那麼，我們最終會因為虛擬貨幣挖礦而無電可用嗎?
英國開放大學Alan Shipman表示：無須擔心，大多數經濟學家都認為，市場會調節好這一切。雖然比特幣和其他加密數字貨幣挖礦可能會耗費大量電力，但區塊鏈技術卻有可能以更積極的方式影響世界能源網路，比如可以透過區塊鏈使二氧化碳排放量減少，增加可再生能源的運用。
