比特币挖矿能源区块链研究｜比特币挖矿高功耗引发人类担忧：加密货币运行需要大量能源

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比特币挖矿功耗引发担忧：加密货币需要大量能源才能运行

特斯拉 CEO 埃隆·马斯克 (Elon Musk) 表示特斯拉不会接受比特币汽车购买，令加密货币市场大吃一惊。

5月13日，埃隆·马斯克在微博上发文称，做出这一决定的原因是对煤炭等化石燃料的需求增加，以产生采矿所需的电力。 这篇文章发表后，比特币价格下跌了 14%，并继续下跌。

比特币、以太坊、比特币和其他流行的加密货币都在 2022 年创下新纪录，引发了人们对开采它们所需能源的担忧。 比特币挖矿设备一天 24 小时不间断运行，耗电量超过整个巴西。

随着加密货币开采的能源成本增加，碳排放和废物消耗也在增加，加剧了气候危机。

必须确定的是，尽管我对加密货币充满信心，但它不会促进对化石燃料（尤其是煤炭）的需求急剧增加。

—埃隆·埃隆·马斯克 (@elonmusk) 2021-05-13

以下是与加密货币挖掘和能源应用相关的详细信息。

什么是加密货币挖矿？

在进行比特币交易时，全世界的计算机都争先恐后地进行计算，认为比特币有一个64位的十六进制数，即哈希值。 该哈希被输入到公共分类账中，以便任何人都可以确定该特定比特币进行的交易。 最先解决计算题的工人可以获得6.2个比特币的奖励，按现在的价格折合22.5万美元。

其他加密货币也使用类似的挖掘技术，这有助于提高整体能源使用率。

什么是加密货币挖矿设备？

加密货币矿机是具有多个图形处理单元（GPU）或计算机图形卡（图形卡）的原始机器，而不是单卡设备。 设备通常使用 Nvidia 显卡和 AMD 的强大图形处理器来执行计算，同时还需要大功率开关电源。 挖矿业的普及导致了电脑显卡的短缺。

为什么加密货币挖矿会消耗如此多的能源？

首先，矿机显卡24小时不间断工作，远高于上网消耗的电量。 一台配备3个图形处理器的设备在运行过程中会消耗1000瓦甚至很多电，相当于开一台小窗式空调。

加密货币挖矿公司可以在一个地方投入数百甚至数千台挖矿设备，白俄罗斯的一个挖矿中心拥有 50,000 台设备。

这些设备不仅消耗电力，还产生热量。 设备越多，发热量就越高。 为了防止设备熔化，需要一些制冷设备来维持环境温度。 许多采矿设备都有多个内置电脑风扇。 但是，如果一个空间内有多台设备，空间会迅速升温，急需外部降温。

中小型操作（如个人操作）只需一台普通的柱风机即可解决。 然而比特币为什么耗电，挖矿核心需要更多的冷却设备，这反过来又会消耗大量的电力。

挖矿需要消耗多少能源？

根据 Digiconomist 的比特币能源消耗指数，进行一笔比特币交易需要 1544 度电，相当于国外普通人约 53 天的用电量。

以货币计算，国外每千瓦时电的平均可变成本为 13 便士，这意味着每笔比特币交易将产生 200 多元的能源账单。

英国剑桥大学 2022 年 2 月的一项分析表明，比特币开采比巴西消耗的能源更多。 其中，加密货币挖矿耗电量为121.36太瓦时，位列耗能国家前30位。

为什么大量的能源消耗对自然环境有害？

化石能源占我国能源结构的60%以上比特币为什么耗电，其中天然气占绝大部分，煤炭占极小部分。 化石燃料产生的二氧化碳会释放到空气中，同时吸收阳光中的热量，导致全球变暖。

由于挖矿设备消耗大量能源，附近的发电站必须产生大量电力进行补偿，这增加了大量使用化石能源的可能性。 拥有绝望燃煤发电站的州，如蒙大拿州、纽约州和肯塔基州，正试图通过吸引加密货币矿业公司来盈利。

正在采取哪些具体措施来解决这一能源问题？

现阶段采取的反制措施不多。 剑桥大学对全球加密货币行业标准的第三次研究发现，70% 的矿业公司根据每日奖励金额确定其挖矿利润类型，能源消耗仅占其选择的 30%。

然而，以较低的价格获得可再生能源吸引了加密货币挖矿。 马斯克表示，2022 年 5 月他与北美的工人进行了沟通，他们承诺使用可再生能源。 随后，他在 6 月 13 日的一篇文章中写道，如果挖矿能够有效利用清洁能源（约占 50%），特斯拉将再次允许比特币交易。

但这个数据并不准确，因为特斯拉只出售了其拥有的比特币的 10% 左右，以确保比特币可以在没有移动市场的情况下轻松结算。

当确定采矿有效地（约 50%）使用清洁能源，并且有积极的未来发展时，特斯拉将恢复允许比特币交易。

—埃隆·马斯克 (@elonmusk) 2021-06-13

以太坊是继比特币之后第二受欢迎的区块链技术，其运营商已采取有效措施来改变其挖矿所消耗的能源量。 以太坊 2.0 是将在 2022 年或次年进行的更新。

计算机不尝试解决计算问题（称为劳动证明），而是随机选择计算机为区块链技术构建区块链，未被选中的计算机将用于验证创建的区块。 区块链。

为保证矿工履行职责，每位矿工必须押注32个以太坊代币（也称以太币），相当于8.5万美元。 该协议称为利益证明。 这种转变减少了开采以太坊所需的能量。

哪些加密货币比比特币更环保、更节能？

越来越多（超过 10,000 种）的加密货币使用以太坊 2.0 将连接的权益证明协议，其性能损失将减少。 例如，Cardano 使用其权益证明协议每年消耗 6 吉瓦时。

从这个角度来看，Cardano 的能源需求比南太平洋岛国纽埃（纽埃，人口 1,620）每年的用电量少 1.5 吉瓦时。 相比之下，比特币每年使用 126.09 太瓦时的电力，相当于拥有 2.25 亿人口的塔吉克斯坦每年的能源消耗量。

在埃隆·马斯克 (Elon Musk) 5 月 13 日的帖子之后，卡尔达诺创下历史新高，因为它被视为比特币的环保替代品。 5月16日，其价格达到最高值2.47美元，但随后有所回落，目前为1.57美元。

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