Bitcoin挖矿能耗简单解释

Bitcoin 挖矿实际上是如何运作的

1. Bitcoin 挖矿不是物理挖掘，而是使用专用硬件解决加密难题的计算竞赛。

2. 矿工竞相验证批量交易并将其作为新区块附加到区块链中。

3. 每个成功的解决方案都会奖励矿工新铸造的 bitcoin 加上交易费用。

4. 这些谜题的难度每 2016 个区块自动调整一次，以保持平均出块时间为 10 分钟。

5. 这种自我调节机制确保了一致的网络安全，但随着更多矿工的加入，也锁定了不断上升的能源需求。

量化电力消耗

1. 根据剑桥Bitcoin电力消耗指数，年消耗量为133.68太瓦时。

2. 这一电量超过了瑞典的总用电量——瑞典是一个拥有超过 1000 万居民和先进工业基础设施的国家。

3. 在全国电力消费者中排名全球第27位，领先于乌克兰、阿根廷和荷兰。

4. 单笔bitcoin交易消耗约2,765千瓦时，相当于美国家庭94天的平均用电量。

5. 超过 65% 的能源来自不可再生能源，尤其是 2021 年整治之前内蒙古等地区的燃煤发电。

地理变化和电源

1、2021年中国全国禁矿后，算力加速向哈萨克斯坦、俄罗斯、美国迁移。

2. 由于能源市场放松管制以及风能和天然气产能过剩，德克萨斯州成为首选目的地。

3. 在挪威和冰岛，地热和水力发电资源吸引了寻求碳中和作业的矿工。

4. 然而，电网级数据显示，即使在可再生能源资源丰富的司法管辖区，矿工也经常与其他消费者一样从同一混合发电池中取电。

5. 矿池的实时遥测数据证实，在高需求时期，人们经常依赖化石燃料的调峰发电厂，这削弱了绿色环保的主张。

硬件演进和效率限制

1. 由于每瓦哈希性能实现了数量级的提升，ASIC 芯片现在在挖矿领域占据主导地位，取代了 GPU 和 FPGA。

2. 最新一代 ASIC 的速度高达每秒 110 terahash，同时负载下功耗约为 3,250 瓦。

3. 然而，效率的提高通常会被网络难度的增加和算力的上升所抵消——这种现象被称为“反弹效应”。

4. 散热仍然是一个关键制约因素；浸入式冷却设备需要专用的冷却基础设施，其本身会消耗额外的兆瓦电量。

5. 芯片制造依赖于 5 纳米半导体工艺，其制造过程会排放大量二氧化碳并消耗超纯水——这些因素很少纳入总体能源指标中。

常见问题解答

问：权益证明是否消除了挖矿能源的使用？权益证明用基于权益的经济验证取代了能源密集型计算。以太坊的转型将其能源消耗减少了 99.9% 以上，但 Bitcoin 的协议在没有共识级硬分叉的情况下不支持这种转变。

问：搁浅瓦斯或火炬瓦斯发电开采能否可持续？美国的几个项目重新利用油井中的伴生气，减少甲烷排放。然而生命周期分析显示，除非燃烧效率超过 95% 并且运输损失可以忽略不计，否则净排放量仍然高于电网平均水平。

问：当价格下跌时，为什么矿商不完全转向可再生能源？间歇性迫使人们依赖备用发电。太阳能发电场夜间发电量为零；风型每小时都会变化。如果没有大规模存储，矿工必须保持与化石燃料电网的连接才能保证正常运行时间。

问：每 terahash 的挖矿能源是否有监管上限？不存在国际标准。欧盟的 MiCA 框架要求披露能源来源，但没有强制规定具有约束力的效率阈值。纽约等美国各州已颁布暂停令，但联邦立法仍未出台。