争议继续：比特币挖矿系统如何影响碳足迹？

围绕比特币挖矿生态系统对环境影响的争论再次升温，研究者对这个问题提供了一些新的观点。诺亚•史密斯(Noah Smith)曾是一名助理金融学教授，现在则是一名专栏作家。今年3月，他发表了一篇评论文章，矛头直指比特币挖矿业，他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哈希率的上升，随着比特币挖矿耗用越来越多的电力，会有更多的国家取缔比特币挖矿。

虽然Coin Metrics创始人卡特（Nic Carter）反驳了史密斯在专栏中提出的一些观点，但对于比特币开采所消耗的能源数量、能源来源以及该行业在地球上的碳足迹，各方似乎仍存在分歧。

比特币采矿业倾向于淡化其资源密集型工作的程度，一些业内人士表示，比特币对环境的影响并不是个问题，数据显示，哈希功率的很大一部分能源来自可再生资源。尽管如此，环保人士还是将目光投向了该行业，并引发了一场似乎永无休止的争论。

多位学者对该问题表达了不同的看法，例如，剑桥比特币能源消耗指数(Cambridge Bitcoin Energy Consumption Index)已成为比特币网络估计功耗的可靠参考点。

此外，奥尔堡大学博士Susanne Köhler和副教授Massimo Pizzol共同撰写了一项题为“比特币挖掘的生命周期评估”的研究，对该行业的环境影响给出了一些基于数据的假设。

在接受采访时，剑桥另类金融加密资产中心和区块链负责人安东·戴克(Anton Dek)揭开了剑桥比特币能源指数的历史，以及用于估算比特币电力消耗指数的方法。

剑桥大学研究团队观察到，其他希望准确估算比特币网络能源使用量的模型采用了自上而下的方法，例如使用矿工在电力上的支出等数据作为例子。

剑桥比特币能源指数方法是一种“自下向上的方法”，它使用现有挖掘硬件上的数据来创建比特币网络能源消耗的下限和上限估计。戴客解释说，信息是:“基于客观数据的假设，如哈希值。”他进一步补充道:“这些不同的机器都有已知的效率，即计算哈希所需的焦耳能量。基于这些假设，我们建立了这一指数。”

该指数提供了一个估计的电力消耗范围，其目前的理论下限为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种假设，即矿工使用的是多种盈利硬件。

虽然剑桥比特币能源指数并没有对驱动比特币网络的能源进行任何建模，但创建这个指数的初衷是提供一个碳排放模型。戴克表示，他的团队仍在研究这一模式，并希望在今年晚些时候能够上线。

剑桥比特币能源指数网站还提供了一份全球挖矿地图，从本质上分析了比特币挖矿网络在世界各地的分布情况。该地图提供了各国的哈希率，全球超过一半的比特币哈希率位于中国。

哈希率位置的细分来自BTC.com、Poolin和ViaBTC挖矿池提供的数据，它们占有比特币总体哈希率的37%。戴克还指出，他们的数据离现在已经有一年多了，但仍然允许研究人员对特定国家或地区的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，但即使这一切都是真的，我们也只涵盖了提供给我们信息的三个池中比特币总哈希率的37%。这是我们要改进的地方。”

从中国的地区视角还可以看出不同地区矿商使用的能源组合。该团队还没有公布具体的可视化数据，因为他们认为目前37%的哈希率，不足以代表准确估计该网络的全部碳足迹。戴克补充说:“如果我们看到每个地区和每个国家的能源组合，我们就能够假设整体的能源组合，然后我们就能够更准确地估计碳排放因子。”

尽管如此，戴克表示，其他研究人员已经通过计算比特币网络的年总电力消耗，约为130太瓦时，再乘以平均碳排放系数(产生的每千瓦时约0.5公斤/二氧化碳)，得出了估算结果。剑桥大学的研究人员认为，鉴于可以从采矿活动的部分区域位置数据中得出的一些假设，这样的估计可能不具有代表性:“情况比这要复杂得多，因为我认为比特币的能源组合不属于世界平均水平。原因是他们使用可再生能源，不是因为他们的良善，而纯粹出于经济原因。水电在一些地区大量存在，如果你看看比特币挖矿地图和中国分布，四川地区仍然是非常重要的挖矿区域。”

戴克指出，有广泛报道称，四川地区存在利用水电站发电的采矿设施。剑桥比特币能源能源指数的数据也反映了该地区在潮湿季节哈希率的增加，在那里，过多的降雨导致了由水坝产生的大量电力。据他介绍，四川在全球哈希力中所占的份额估计:“2020年4月为9.66%，2019年9月为37%。”

Köhler和Pizzol的2019年“比特币挖掘生命周期评估”研究使用了成熟的生命周期评估方法对比特币的环境影响进行了评估。据估计，2018年比特币网络消耗31.29太瓦时，碳足迹为17.29吨二氧化碳当量，研究报告使用的数据、信息和方法来自先前关于该主题的研究。

在一次对话中，Köhler指出，他们的研究表明，基于两个假设，新增加比特币挖矿网络容量的影响会降低。第一个是设备变得更有效率，这在两年后被证明是正确的。第二个假设是，矿工搬到拥有更多可再生能源的地区。

“我们研究中的假设受到了中国将打击矿工的传言的影响。最近关于采矿地点的数据表明，情况并非如预期的那样。尽管如此，提高硬件能源效率的效果意味着，每额外开采的能量所带来的影响会减少。然而，我们现在看到哈希率以更快的速度增长，在绝对意义上，导致更大的总体环境影响。”

正如Köhler所解释的，比特币网络哈希率的纯粹增长导致了更高的用电量，因此，对环境的影响更大。

然而，这位奥尔堡大学博士承认，要准确估计比特币采矿生态系统的能源消耗及其碳足迹是一项艰巨的任务。这是由于若干因素造成的，包括矿工的确切位置和份额、所使用的采矿设备以及各种来源的数据的准确性。

戴克还表示，一些矿工正在寻找方法来证明他们使用了绿色能源来开采比特币。这可能会创造一个“绿色比特币”溢价出售的市场，这可能会促使矿工转向绿色能源。与此同时，Köhler则认为，矿商主要关注的是利润率，如果绿色能源的价格不那么低廉，那么廉价电力都将压倒绿色能源的吸引力:“使用可再生能源存在一些激励因素，比如四川的水力发电让矿工能够使用廉价的电力。然而，应该注意的是，这种电力是季节性的，所以全年的可用性是不同的。总的来说，矿业公司鼓励使用廉价的电力来最大化利润。这也包括使用内蒙古的煤炭发电和伊朗的石油发电。”

戴克也持有同样的看法，他说矿工通常对他们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，不管能源是如何创造的，“我发现矿工，特别是大型比特币矿工，是理性的经济参与者。如果有更便宜的选择，他们就会改变，如果没有，他们就会保持原样。”

Köhler 恰当地总结道,来自业内人士的更多数据很可能为这个持续多年的争论提供答案:“更好的数据和更加透明的矿业将允许更好的模型和更少的猜测”。

戴克同意，关于比特币环境影响的评估还需要更多数据和工具，才能达到共识，他还强烈提醒人们，比特币协议被设计成这样是有原因的:“比特币从设计上就必须是低效的。如果它非常有效，那么对该网络进行攻击的成本就会非常低。”