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比特币是什么，“挖矿”是如何进行的？为何耗电量越来越大 - 知乎

比特币是什么，“挖矿”是如何进行的？为何耗电量越来越大 - 知乎切换模式写文章登录/注册比特币是什么，“挖矿”是如何进行的？为何耗电量越来越大博森量化小一量化我是认真的。了解量化看更多资料→→→→（职业经历）2021年中旬，剑桥大学的一项研究数据表明，因为比特币挖矿导致的耗电数已高达134.89太瓦时，如果把比特币挖矿比作一个国家，那么它在全球所有国家中的耗电排名高达第27位，相当于马来西亚全国一年的耗电总量。比特币挖矿到底是怎么一回事？为什么它需要消耗这么多电力呢？为什么挖比特币这么费电？我们知道要获取比特币就需要“挖矿”，在现实生活中，挖矿要用到挖掘机，钻井机等大型设备；而在虚拟世界里，挖矿就是指使用电脑计算获取比特币。按理来说，电脑计算也不需要消耗这么多的电吧，为什么挖比特币就这么费电呢？确实，在比特币刚刚被创造出来的时候，它的创始人中本聪仅仅使用了一台家庭电脑就开发出了50枚比特币，所消耗的电力自然不多。但是，随着越来越多的人涌入比特币市场，其开采难度却越来越大了。这个和比特币的发行模式有关。那么，比特币是如何发行的呢？首先，比特币矿场在诞生之初，它的储量就被限定死了，总共只有2100万枚，分布于各个矿区里面。最开始，矿工们每发现一个矿区，就会被奖励50枚比特币。但是每产生21万个“矿区”，奖励的比特币数量就会减半一次。简单来说就是，当初我们挖一个比特币只要用一台电脑挖上一天就可以了，但是后来慢慢变成两台电脑两天，四台电脑四天。挖矿的难度成倍增加，需要消耗的电力自然也是成倍增加的。这个过程将一直持续到2140年，2100万枚比特币才会全部发行完成。如今自比特币诞生才仅仅过去了13年时间，就耗费了这么多电力，可想而知，未来的比特币市场将会是一个怎样的无底洞。正是因为这样的机制，所以作为一个矿场主，要跑赢其他人，唯一能做的就是购进更多、运算速度更快的矿机，这样才能抢在别人前面挖到更多的比特币。而作为初代矿机的家庭电脑显然已经无法满足挖矿的需求了，因而矿工们的生产工具也是不断革新，从一开始的CPU计算、进化成为GPU运算，再到产生专门的矿机运算。矿机搭载有专门的“挖矿晶元”，通常以燃烧显卡和芯片的方式运行。这个过程中不仅有硬盘运作带来的电力消耗，在运作过程中产生的热能，也会导致整个矿场宕机（死机）。因此，这其中还包括电源风扇和机箱风扇消耗的电能。目前，仅仅是单台矿机的运作耗电量都在35度左右，一个矿场一天的电力消耗甚至可以满足普通人一辈子的用电需求。比特币有价值吗？那么，矿工们“辛辛苦苦”，耗费无数电力资源挖掘得来的比特币，究竟有怎样的价值呢？我们不妨看看比特币诞生的背景，2008年次贷危机全面爆发，美联储不得不启用宽松量化政策来应对接下来的危机。面对美元的不断加印，贬值成为了它的定数。同年底，一位“屠龙少年”——中本聪，发布了一则白皮书，名为《比特币：一种点对点的电子现金系统》，明确阐释了比特币的概念，他试图用电子货币来挑战美元的霸权。次年1月，在他的一手操办下，比特币的“创世区块”也由此诞生。由于比特币在当时，知道的人很少，只在程序员群体中小范围流传，所以并不值多少钱。其中还流传着这么一个经典故事，某程序员通过挖矿，获得了1000枚比特币。于是，他用这些比特币买了两块披萨。但是后来，由于比特币自带的反叛精神，它很快就在Geek圈（即，技术发烧友）获得了认可。在他们的拥护之下，比特币在整个世界范围内逐渐站稳了脚跟。甚至在暗网世界里，人们把它当作是虚拟世界里的“美元”，用来进行各种黑色产业的交易行为。随着知名度和使用范围越来越广，价格也逐渐魔幻起来。一路突破了3000美元的大关。时间来到2020年，美联储再次“放水”，光是这一年发行的货币量就占到了美元总发行量的21%，比特币也迎来了它“币生”中的高光时刻，一举突破单价68000美元的大关。但是，与中本聪的初始理念相悖，随着比特币拥趸数量的增加，它已经逐渐脱离了货币这个概念，甚至从劳动价值论来讲，比特币的价值只能被认定为“0”。首先，在比特币诞生之初，人类社会并不需要这样一个东西，它不是刚需。第二，矿工们掘金的过程，也无法通过劳动力衡量。总之，比特币诞生的13年来，它一直是游离于我们的商品流通体系之外。一句话就是，比特币没什么实际价值，现在的高价不过是炒作出来的泡沫而已。如果非要说比特币有价值，只可能是因为它拥有去中心化、匿名性、难以丢失等属性，致使它具备了人造数字资产的价值。一旦它回归初始属性——货币，面临的必将是被主流货币绞杀。所以，比特币最大的价值恐怕就是挖矿时浪费的电费和矿机的账单了吧！为何中国要打击比特币？去年中旬，央行发布公告，约谈了一众主流金融机构，重申了我国打击比特币在内的虚拟货币炒作行为。我国为什么一定要打击比特币炒作呢？首先是消耗电力资源。我们在前面说过，比特币市场的耗电量只会越来越多，而且是成倍增加，如果让它在国内泛滥，必然会压榨其他产业的电力，影响国内经济的发展。实际上，比特币早已入侵我国，并且造成了极大的资源浪费。据报道，在2021年5月以前，全球近7成的比特币矿场都在中国。矿场主们会在丰水期前往云贵川一带的水电站购买廉价电力。枯水期则会前往大西北，诸如内蒙古、新疆等煤炭相对便宜的地方购买火电。有人预测到2024年，中国比特币挖矿每年会消耗3.5个三峡大坝的年发电量。好在，经过我国的全力打压后，目前比特币矿区已经逐渐退出国内。其次，比特币应用场景一般都是非法资金运作，它的匿名性成为了洗钱、毒品交易、诈骗所得等黑色产业天然的保护伞。我国严厉打击扫黑除恶的风气，首先就得打击其中利益往来的工具，也就是斩断比特币的传播链条。其三，也是最重要的一点，就是要捍卫我国货币主权。现在世界范围内，经济局势动荡不安，比特币会增加国家甚至世界的金融风险。甚至这些小小的比特币，足以拥有让一个国家破产的能力。比如，2021年9月，中美洲小国萨尔瓦多，因为钦定比特币为法定货币，在世界范围内，狠狠刷了一波存在感。可是今年以来，比特币的大熊市，却让萨尔瓦多亏损了上千万美元，甚至有人说，它极有可能成为第一个因为“炒币”而破产的国家。由此可见，无论是对于一个国家还是一个普通人来说，“炒币”的行为和赌博的性质没什么两样，它会腐蚀一个人的精神，消耗掉一个民族勤劳的美德。所以，我国坚决打击比特币绝对是明智之举。感谢【点赞+关注】 @博森量化小发布于 2022-05-27 15:50比特币 (Bitcoin)量化赞同 1添加评论分享喜欢收藏申请

科普：比特币为什么这么耗电？-36氪

触目惊心：比特币到底消耗了多少能源？ - 知乎

触目惊心：比特币到底消耗了多少能源？ - 知乎切换模式写文章登录/注册触目惊心：比特币到底消耗了多少能源？律动BlockBeats关注区块链、数字加密行业，首选媒体—律动BlockBeats原文来源：Odaily 星球日报年度统计结果汇总单笔交易统计关键数据网络统计结果本文讨论了对这一估算结果的批评意见与潜在验证思路。假设网络中使用的计算机全部为 Bitmain Antminer S（单台功耗为 1500 瓦），并据此根据总网络哈希率计算得出。2019 年 2 有 13 日，最低基准变更为 Bitmain Antminer S15（更新周期平均为 180 天）。更多重要真相自上线以来，比特币的信任最小化共识一直通过由其提出的工作证明算法来实现。这些进行「工作」的计算机正在消耗大量能源。而建立此份比特币电力消耗指数的目的，正是帮助大家通过数字理解这种消耗之巨，并提高人们对于工作证明算法不可持续性的认识。请注意，此份指数报告涵盖比特币加 Bitcoin Cash（不包括比特网络的其他分叉）。后者已经于 2019 年 10 月 1 日被删除。我们还整理出一份以太坊统计指数，感兴趣的朋友可以点击此处查看。矿工负责执行哪些任务？所谓矿工设备，大约每 10 分钟就会将新的交易集（区块）添加至比特币区块链当中。在区块链上协作时，这些矿工彼此之间无需相互信任。矿工唯一需要信任的，只有运行比特币项目的代码。该代码包含验证新交易的一系列规则。例如，只有发送者实际拥有所发送的金额，交易才能够起效。每个矿工都将独立确认交易是否符合这些规则，如此一来就能在无需信任其他矿工的前提下完成交易验证。其中的诀窍，是让所有矿工就相同的交易历史达成共识。网络中的每个矿工都将不断负责为区块链准备下一批交易。但这些计算得出的区块中只有一个会被随机选择为链上的最新块。但在分布式网络中进行随机选择绝非易事，因此才需要工作证明算法提供支持。在工作证明中，下一区块将来自第一个产生有效区块链的矿工。不过说起来容易做起来难，比特币的协议设计使得矿工很难抢到这个名额。实际上，协议会定期调整难度，以确保网络中的所有矿工平均每 10 分钟只能产生一个有效区块。一旦某个矿工设法生成了一个有效区块，就会向网络的其余部分发送广播。其他矿工在确认该区块符合规则要求之后，便会接收该区块，同时丢弃自身正在计算的同一区块。幸运的矿工将获得固定数量的代币，作为计算新区块链内各已处理交易所缴纳的交易费奖励。在此之后，整个循环将再次开始。产生有效区块的过程，基本上就是进行反复尝试。各矿工每秒都在进行大量尝试，试图找出所谓「nonce」区块组件的正确值，并希望最终得出的完整区块能够满足其要求（无法提前预测结果）。因此，采矿实际上与抽奖非常相似，参与者相当于选择了一个开奖数字。每秒尝试次数（哈希）由您采矿设备的哈希率决定，通常表示为 Gigahash 每秒（即每秒 10 亿条哈希），缩写为 GH/s。可持续性这样循环往复的区块开采周期，激励着全世界的人们参与到比特币的采矿中来。由于采矿能够提供稳定的收入来源，因此人们非常愿意运行大量吞噬电力的设备以获取收益。多年以来，随着比特币价格不断突破新高，比特币网络的总能耗也以惊人的速度持续增长。根据国际能源机构发布的最新报告，整个比特币网络的电力消耗水平已经超越诸多国家。如果将比特币项目视为一个国家，那么其耗电量排位情况如下所示。除了横向比较之外，我们还可以将比特币网络的电力消耗与全球能耗最高的几个国家进行比较，结果如下所示：碳足迹比特币的最大问题甚至不在于其恐怖的电力消耗，而是比特币网络中的大多数采矿设施都位于严重依赖煤电（直接使用火力发电，或者利用火力发电方式进行供电平衡）的地区（主要是中国）。简单来讲，「比特币项目依靠煤炭为其提供燃料。」（Stoll，2019 年。）应该考虑控制比特币蔓延以减少二氧化碳排放。—halfin (@halfin) 2009 年 1 月 27 日矿工的地理分布多年以来，确定比特币网络引发的碳影响一直是个巨大的挑战。我们不仅需要了解比特币网络的总体功率水平，同时还需要了解这些能源的确切地理分布。矿工的位置，则是判断其所使用电力是否清洁的关键性因素。正如判断比特币网络中包含多少活跃设备是项难度极高的工作一样，我们也很难跟踪这些设备的所处位置。最初，与此相关的唯一共识就是大部分采矿设备位于中国。由于我们能够确定中国电网的平均排放因子（每千瓦时电力的生产约排放 700 克二氧化碳），因此能够粗略估算出比特币采矿的碳足迹情况。假定有 70% 的比特币采矿活动在中国进行，且其中 30% 的采矿活动完全清洁，那么加权平均得出的碳排放强度约为每千瓦时 490 克二氧化碳。利用这一数字，我们即可进一步对比特币网络总功耗以及碳足迹进行估算。更详尽的估算结果在此之后，Garrick Hileman 与 Michel Rauchs 于 2017 年发布了一份《全球加密货币基准研究》报告，其中发布了更多详尽信息。在这项研究中，他们确定了目前比特币哈希率中约半数采矿设施，其总体电力消耗（最低估算值）为 232 兆瓦。其中中国的采矿设施约占一半，最低电力消耗量为 111 兆瓦。利用这一信息，我们可以更准确地计算出用于采矿的每千瓦时电力所对应的二氧化碳当量（每千瓦时二氧化碳克数）与碳排放因子（克）。下表列出了由 Hileman 与 Rauchs 在调查报告中整理出的采矿设施能耗细分结果。通过与国家 / 地区电网排放因子相对应，我们发现比特币网络的加权平均碳排放强度为每千瓦时 475 克二氧化碳。（目前这一数字也被广泛用于根据比特币网络的电力消耗指数，确定网络整体的碳足迹水平。） Rauchs 等人在一年之后又发布了类似的第二轮研究结果。在最新研究中，Rauchs 等人确定的加密货币采矿设施总能耗约为 17 亿瓦。根据他们的推断与估算，全部加密货币采矿设施（目前规模排名前六位的加密货币）的运行功率在 59 亿瓦到 127 亿瓦之间。由此可见，他们在上一轮调查中涵盖的数据范围非常有限，而且比特币也只占全部能耗的一小部分。但好消息是，最新研究得出的采矿设施地理分布与上一轮相比几乎没有变化。区域性碳排放强度分析可能有人会强调，调查中所涵盖国家 / 地区的实际发电碳排放强度可能并没那么高。例如在 2018 年，比特币公司 Coinshares 提到中国的大部分采矿设施位于四川省，人们在这里利用廉价的水电能源开采比特币。虽然现在来看，这份报告中有不少站不住脚的论断，但我们也不妨假定其中的结论正确，然后思考这一切又意味着什么。很多人可能认定水电能源的存在，意味着比特币网络的碳足迹水平相对较低。但事实证明，问题并没有这么简单。主要问题在于，水力发电（或者其他形式的可再生能源）往往存在发电量不稳定的问题。特别是在四川省，雨季的平均发电量可达旱季的三倍。为了抵消这种电量供应波动，旱季期间的不足部分往往需要利用其他类型——特别是火力发电——的方式填充。相比之下，瑞典的电网排放因子则稳定较低，因为这里的发电方式主要为核能与水力发电。瑞典电网的碳排放因子为每千瓦时 13 克二氧化碳。在一份名为《比特币的碳足迹（The Carbon Footprint of Bitcoin）》（Stoll 等人，2019 年）的最新报告中，研究人员解释了这种地区差异（同时引入了一种基于 IP 地址对矿工进行地理分布测定的新方法），结论是整个比特币网络的加权平均碳排放强度约为每千瓦时 480 克到 500 克二氧化碳（与之前的粗略估算基本一致）。其他问题可以看到，可再生能源普遍存在供给不够稳定的问题，但比特币矿工的能源需求却是恒定的。比特币采矿一旦开启，除非系统崩溃或者无法继续实现盈利，否则就永远不会关闭。因此，当可再生电力产量较低时，比特币矿工的存在自然增加了对电网负荷的基础需求，并刺激发电设施利用化石燃料填补这部分电力缺口。在最极端的情况下，比特币矿工的存在甚至会刺激电力运营商建设新的燃烧发电厂或者重启已经关闭的原有火力发电厂，而这方面影响显然难以准确量化。感兴趣的朋友也可以参阅顶级期刊《焦耳》杂志上关于比特币与可再生能源间关联的《可再生能源无法解决比特币可持续问题（Renewable Energy Will Not Solve Bitcoin』s Sustainability Problem）》的文章。比特币与其他支付系统电力消耗比较为了进一步理解比特币网络的电力消耗水平，我们不妨将其与另一类支付系统（例如 VISA）进行比较。根据 VISA 公布的数据，该公司在全球范围内的全部运营总计消耗掉 67 万 4922 千兆焦耳能量（涵盖多种来源）。这意味着 VISA 的电力消耗总量相当于 17000 个美国普通家庭的能源需求。我们还知道，VISA 公司在 2017 年年内共处理了 1112 亿笔交易。根据这些数字，我们可以对两套支付网络做出比较，并发现比特币的单笔交易电力消耗远高于 VISA（请注意，以下图表所示为单笔比特币交易与 10 万笔 VISA 交易间的电力消耗比较）。当然，这些数字并不完全准确（例如没有计入 VISA 办公系统带来的电力消耗）。但由于二者能耗存在巨大差异，因此即使承认这种不准确性的存在，结论仍然令人震惊。与常规金融系统中的平均非现金交易能耗水平相比，比特币交易的平均电力消耗可达数千倍。有些朋友可能会争辩，这些成本完全来自交易自身，不涉及任何第三方信任机构；但是，我们将在后文中提到，无论如何能耗也不应高到这样的程度。备选方案工作证明是第一种能够自我证明的共识算法，但并不是唯一可行的共识算法。近年来，诸如权益证明之类能效更高的算法正在快速发展之中。在权益证明中，区块创建工作将由代币所有者——而非矿工——负责进行，因此不再需要设备为了每秒生成尽可能多的哈希值而消耗巨量电力。事实上，与工作证明算法相比，权益证明的能耗几乎可以忽略不计。比特币未来有可能会转向这种新的共识算法，从而显著提升自身的可持续性。但唯一的缺点在于，目前的权益证明存在多种不同版本，且没有任何一种版本能够力压群雄成为客观标准。当然，必须承认这种算法的存在已经为未来加密货币的发展带来了重要希望。能耗模型与重要假设即使能够快速计算出网络整体的哈希率，我们也无法断言这项指标到底代表着怎样的电力消耗水平，毕竟所有活动设备一直各自为战——因此无法统计其确切能耗。以往，我们在能耗估算中通常需要使用以下假设：哪些设备仍处于活跃状态以及具体分配方式，而后据此得出每 GH/s（每秒 Gigahash）所消耗的特定电力瓦数。对现实世界中的比特币采矿进行调查之后，我们意识到由于这套模型忽略了机器可靠性、气候以及冷却成本等相关因素，由此得出的能耗结果必然低于实际水平。这种武断的估算方法会带来各种各样的能源消耗估算值，且不同估算值之间往往存在巨大的差别，甚至足以改变由此得出的经济性结论。因此，我们在比特币电力消耗指数当中提出了新的解决方法，并试图从经济角度审视其具体能耗状况。此项指数以矿工收入与成本相关性为基本前提。由于电力成本占采矿持续成本中的主要比例，因此比特币网络的总电力消耗也必然与采矿收入直接相关。简而言之，要获得更高的采矿收入，就必然引入更多高能耗计算调和。以下图表详细解释并总结了比特币电力消耗指数如何利用矿工收入得出电力消耗估算值（点击此处参阅同行评审学术文献中的具体方法解释）：需要注意的是，采用不同的假设性前提可能得出不同的计算结果（点击此处查看我们开发的一款专用计算器，可根据不同假设提供不同的计算结果）。在此次估算中，我们选择了基于实际采矿操作信息这一既直观又相对保守的计算方式。这里要强调，本指数的目标并非产生准确无误的估算结果，而是提供在经济层面具有可靠性的常规评估方式，从而确保相关结论的准确性与可靠性高于基于采矿设备的常规计算方法。批评与验证Marc Bevand 与 Jonathan Koomey 等批评者长期以来一直坚称比特币电力消耗指数的估算方法存在「严重缺陷」，但他们对 2019 年发布的剑桥比特币电力消耗指数（CBECI）却抱有不同的意见。剑桥指数基于 Koomey 所大力提倡的替代性估算方法，但得出的估算结果却与我们无甚区别。实际上，比特币电力消耗指数与剑桥比特币电力消耗指数的结论基本吻合。除了电力消耗估算之外，由此产生的环境影响（表现为碳足迹形式）也受到 Robert Sharratt 以及 Coinshares 公司等批评方的强烈反对。其中，Sharratt 还曾利用 Coinshares 的采矿调查报告来论证比特币网络对环境并未产生显著影响。有趣的是，Coinsahres 采矿报告仅暗示比特币采矿可能因使用了大量可再生能源而并未造成显著的环境影响，但其中完全没有提及「碳足迹」一词。这样的遗漏非常严重，因为其忽略了 Coinshares 在报告中列出的另一项数据，即作为中国比特币采矿的中心，四川省内发电设施的碳排放强度并不像人们想象中那么低。慕尼黑工业大学（TUM）考虑到了这一现实情况，并通过独立研究之后给出了「比特币项目依靠煤炭为其提供燃料」的结论。在该大学的研究中，他们将比特币网络的整体加权排放因子与比特币电力消耗指数给出的采矿设施碳足迹加权排放因子进行了匹配，因此得出了完全不同的观点。展望未来当然，比特币电力消耗指数也可以作为一套面向未来比特币电力消耗的预测性模型（与基于哈希率的预测方式有所不同）。我们的模型预计，矿工最终将把 60% 的收益用于支付电费。截至目前（2019 年 1 月），矿工们在电费上的开销实际高于 60%。根据 2019 年 1 月 22 日的比特币电力消耗指数统计，矿工已经将收入的全部（23 亿美元）投入到电费成本上。在采矿收入大幅下降（甚至无利可图）的情况下，人们也许会放弃继续利用大量计算设备投入到比特币网络当中。但考虑到这部分机器采购投资将沦为沉没成本，因此矿工大概率仍会继续维持设备运转，直到电费超过采矿收入（接近 100%）为止。届时，由于几乎全部收入都被用于支付电费，因此电力消耗指数给出的比特币电力消耗预测结果将不会发生显著变化。原文链接：https://www.odaily.com/post/5142683发布于 2019-11-14 11:41比特币 (Bitcoin)能源区块链(Blockchain)赞同 616 条评论分享喜欢收藏申请

“挖矿”究竟有多耗电？内蒙古拟清退比特币矿场，矿主正转移_直击现场_澎湃新闻-The Paper

究竟有多耗电？内蒙古拟清退比特币矿场，矿主正转移_直击现场_澎湃新闻-The Paper下载客户端登录无障碍+1“挖矿”究竟有多耗电？内蒙古拟清退比特币矿场，矿主正转移红星新闻2021-03-05 08:54直击现场 >字号2月25日，内蒙古发改委官网发文称，为了加快淘汰化解落后和过剩产能，拟全面清理关停虚拟货币挖矿项目，2021年4月底前全部退出。在这则《关于确保完成“十四五”能耗双控目标任务若干保障措施（征求意见稿）》中，还强调：“合理有序控制数据中心建设规模，严禁新建虚拟货币挖矿项目”。虚拟货币挖矿的最重要成本即为电费，火电资源丰富的内蒙古一直是国内大型矿场基地之一。但近年来，内蒙古积极推进能源结构调整。据了解，在2019-2020年间，已经有一些虚拟货币矿场搬离内蒙古，转移到四川、云南等地。云南的一位矿场经营者在接受红星资本局采访时表示，内蒙古的一系列措施是建立在国家关停中小火电矿场的大背景下，是环保需要，只是暂时可能导致全网算力下降，部分矿主也会面临一定损失。一些虚拟货币矿场正在转移短期可能导致全网算力下降2月25日，内蒙古发改委发文称，“为深入贯彻落实党中央、国务院关于能耗双控决策部署，确保完成自治区‘十四五’能耗双控目标任务，加快推动高质量发展，促进生态文明建设，特制定以下保障措施”，其中就包括拟全面清理关停虚拟货币挖矿项目，2021年4月底前全部退出。业内消息称，内蒙古的虚拟币矿场目前还没有正式接到清退关停通知，但部分矿场已经开始着手转移。市场一部分人认为，内蒙古的政策对于虚拟币交易市场来说是利空；但另一部分人则认为是利好，矿场关闭越多，市场供给越少。刘先生在云南经营了一家虚拟币矿场，最近也关注到内蒙古拟清退关停虚拟货币挖矿项目的事情。刘先生预测，这轮清理，短期可能会造成全网算力降低，其他地方的矿工收益变高，长期来看，随着矿场的迁移、稳定，影响会逐渐变小。“以前一些矿场也会因为四川的丰水期和枯水期，进行季节性转移。现在内蒙古的矿场老板只能搬机器走，矿场的基础设施搬不走，可能面临一定的损失。”刘先生说。刘先生给红星资本局举了个例子：“一万负荷的矿场需要几十万的装机量，基础建设需要投入400万-500万元。”根据内蒙古发改委发布的信息，虚拟货币挖矿项目拟在今年4月前全部退出。刘先生指出，目前这个时间节点，对于虚拟币矿场来说有些尴尬，“四川现在是枯水期，现在搬过去机器也开不了，要等到5月份。”除了经济损失外，虚拟币矿场的经营者还面临着另一些麻烦，“很多地方的矿场资源都（被瓜分得）差不多了，不太熟悉的地方很难做。”刘先生补充到。也有矿主表示，一旦内蒙古的矿场全部退出，有渠道的矿主会直接搬到其他地区，没有渠道的矿主会把机器转手，“已经有大批机器出现在市面上。”内蒙古此前多次整顿矿场留给矿场的时间不多了内蒙古此次拟清退关停虚拟货币挖矿项目，并不突然。刘先生告诉红星资本局，内蒙古的一系列措施是建立在国家关停中小火电矿场的大背景下：“国家将对50万装机以下的中小火电矿场进行处理，政策文件是很早就下了。”由于我国电力工业中能耗高、污染重的小火电机组比重偏大，因此，国家发改委早在2007年就将电力工业实施“上大压小”、关停小火电机组作为节能降耗工作的重要举措。去年8月24日，内蒙古工信厅划出21家挖矿企业并要求暂停参与特色产业挂牌交易资格。内蒙古工信厅向内蒙古电力集团发布《关于挖矿企业参与内蒙古电力多边交易市场相关事宜的通知》称，2019年底对7个盟市30家大数据、云计算企业开展了现场核查，发现挖矿企业21户，要求暂停参与特色产业挂牌交易资格，对于不再进行挖矿的企业核实后进行恢复。再往前的2019年，内蒙古也曾下发《关于对虚拟货币“挖矿”企业清理整顿情况联合检查的通知》，针对实体经济无关、规避监管、能耗较大，以“大数据产业”为包装享受地方电价、土地和税收等方面的优惠政策的虚拟货币“挖矿”企业展开检查。这与内蒙古自身的能源结构息息相关，用一句话来形容就是：“富煤、贫油、少气、缺水、风和光资源无限”。内蒙古煤炭资源丰富，现有煤炭总产能13.4亿吨、占全国的1/4，千万吨级煤矿产能超40%，是全国重要的煤炭供应保障基地。中国能源报指出，近年来，传统化石能源发展与“碳中和”目标要求之间的矛盾，能耗双控形势严峻、草原生态红线约束显现、国家现代能源经济示范区高质量发展新要求，均对内蒙古能源“由黑变绿”提出了迫切要求。在能源结构转型的驱动下，经过2019-2020两年的严查，内蒙古清退虚拟货币挖矿项目已经颇有成效，一些大矿场已经转移到四川、云南等地。据悉，此次内蒙古发改委发布的《征求意见稿》已于3月3日结束向社会征求意见。如果要按照文件中的“4月底前全部退出”，留给内蒙古虚拟币矿场的时间已经不多了。矿场正向四川转移枯水期又将何去何从与火电挖矿的高耗能相比，水电挖矿相对环保。有数据显示，产生单位电量的水电碳排放仅为火电的1/5。业内人士指出，目前国内大规模矿场基本分布在四川、云南，这些地区的水电资源十分丰富。刘先生对红星资本局表示：“在丰水期，水电产能其实是过剩的，如果能把电多卖出去一度，对当地也是好事。”以全国十大水电基地之一的雅安市为例，据中国新闻网报道，在2019年的川西大数据产业园北京推介会上，雅安市表示，全市水电装机超过1300万千瓦，丰水期弃水较多，仅2018年弃水电量就达100亿度。四川水电装机规模和发电量均位居全国首位，如何促进富余水电消纳也一直是在探索的问题。2019年8月，四川省政府官方网站公布《四川省水电消纳产业示范区建设实施方案》，四川将在甘孜州、攀枝花市、雅安市、乐山市、凉山州、阿坝州开展水电消纳产业示范区。截至去年5月，先后有甘孜、雅安、凉山等市州释放吸引比特币挖矿项目的政策。对于虚拟币矿场来说，水电消纳示范区丰水期水电价格十分诱人。据悉，丰水期弃水电量市场交易电价约为0.075元 /千瓦时，加上0.04元/千瓦时的输配电价和0.02-0.047元/千瓦时左右的政府性基金，到户电价0.135-0.162元 /千瓦时。“所以能消耗多少，就消耗多少，还能给当地政府带来税收，增加就业。”刘先生说到。实际上，这也形成了矿场稳定挖矿、发电企业消纳弃水电量、供电公司增加过网费收入、当地政府增加基金和税收收入等多方共赢的格局。但因为能源形式和价格的原因，使比特币算力分布有较明显的季节性变化。刘先生告诉红星资本局，“当四川和云南进入枯水期后，南方没有多余的电量，所以一些矿场会将机器搬到内蒙古等地。”根据四川省发改委公布的数据，四川省的丰水期为6月-10月，枯水期为1月-4月、12月，平水期为5月、11月。丰水期水电富余，电价低廉，但到了枯水期，就会出现电力紧缺，电价上涨的现象，一些矿场也会出现断电的情况。往年的10月之后，西南地区结束长达半年的丰水期，矿场就得迁往火电丰富且实惠的内蒙古等地。所以此次内蒙古拟清理关停虚拟货币挖矿项目的影响，恐怕到今年10月后才会更加凸显。【科普】挖矿能耗有多高？挖比特币耗电量超过100多个国家和地区2020年底，比特币价格突破了3万美元，进入2021年，短短2个月的时间，就突破了5万美元，最高达到58012美元，两个月涨幅高达60%，过去12个月涨幅460%。随着比特币价格的暴涨，挖矿正在消耗庞大电力。虚拟货币的挖掘属于强计算密集工作，需要强大的硬件支撑。举例来说，市面上功耗较小的蚂蚁s9的矿机算力是13.5t，功耗是1.4千瓦，24小时耗电量33.6度；市面上功耗较大的机器神马m3，24小时耗电量51.6度，均远超一个家庭的月用电量。最新的剑桥比特币电力消耗指数（CBECI）显示，目前比特币挖矿的年耗电量已经达到了129.22太瓦时(TW,1太瓦时=1亿度电)，超过拥有1700万人口的荷兰全国用电量。整个比特币行业所需电力，超越阿联酋、荷兰、菲律宾、比利时、澳大利亚、以色列等100多个国家和地区。惊人的耗电量还伴随着高增长。2017年初，比特币挖矿的年耗电量为6.6太瓦时；到了2018年，就增长了7倍左右，为48.37太瓦时；2020年10月，耗电量上升至67太瓦时。仅仅几个月过去，目前，这个数字又增加了一倍至129.22太瓦时。根据剑桥研究人员的计算，这样的电量足以供剑桥大学运作约700年。业内人士表示，随着时间的推移，挖矿的年耗电量还会持续稳步增长。（原题为：《“挖矿”究竟有多耗电？内蒙古拟清退比特币矿场，矿主已开始转移》）责任编辑：徐笛澎湃新闻报料：021-962866澎湃新闻，未经授权不得转载+1收藏我要举报#比特币挖矿#内蒙古查看更多查看更多开始答题扫码下载澎湃新闻客户端Android版iPhone版iPad版关于澎湃加入澎湃联系我们广告合作法律声明隐私政策澎湃矩阵澎湃新闻微博澎湃新闻公众号澎湃新闻抖音号IP SHANGHAISIXTH TONE新闻报料报料热线: 021-962866报料邮箱: news@thepaper.cn沪ICP备14003370号沪公网安备31010602000299号互联网新闻信息服务许可证：31120170006增值电信业务经营许可证：沪B2-2017116© 2014-2024 上海东方报业有限公

“四问比特币”之二：“挖矿”，到底有多耗能？--强国新闻--人民网

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强观察

“四问比特币”之二：“挖矿”，到底有多耗能？

周晶

2021年06月02日09:00 | 来源：人民网-强国论坛

小字号

编者按：5月，“币圈”吸引无数关注。5月18日，中国互联网金融协会等三大协会发布公告指出，开展法定货币与虚拟货币兑换及虚拟货币之间的兑换业务，违反有关法律法规并涉嫌犯罪。5月21日，国务院金融委重磅发声，再次阐明了金融监管部门对比特币的严监管态度:“打击比特币挖矿和交易行为，坚决防范个体风险向社会领域传递”。

炒币“热”从何而来？“币圈”乱象何在？“挖矿”如何耗能？区块链如何健康发展？带着这些问题，人民网“强观察”栏目特推出“四问比特币”系列报道，敬请关注。

“在没有任何政策干预的情况下，中国比特币区块链的年能耗将在2024年达到峰值296.59太瓦时，产生1.305亿公吨碳排放。”4月6日，国际知名期刊《自然-通讯》刊登了题为Policy assessments for the carbon emission flows and sustainability of Bitcoin blockchain operation in China（比特币的运营可持续性与碳排放政策评估）的研究论文。

题为“比特币的运营可持续性与碳排放政策评估”的研究论文。来源：《自然-通讯》

中国科学院预测科学研究中心主任汪寿阳作为这篇论文的通讯作者之一，在接受人民网“强观察”栏目记者采访时表示，研究团队开发了比特币区块链碳排放模型-BBCE（包括比特币区块链挖掘与交易子系统、能耗子系统和碳排放子系统）。通过研究得出，比特币不仅消耗大量电能，更加剧了二氧化碳的排放量。从环保角度而言，打击肆意“挖矿”是必要之举。

比特币区块链碳排放模型-BBCE 。来源：《自然-通讯》

币是如何“挖”出来的

回答这个问题前，需要先从“币”是怎么挖的开始说起。“比特币是一种虚拟的加密货币，它是通过特定算法的大量计算产生的，这个计算过程又被称作‘挖矿’。”汪寿阳告诉记者。

汪寿阳表示，近年来，比特币因其高利润，吸引着越来越多的“矿工”去“挖矿”。而“挖矿”需要使用计算机作为“矿机”来执行特定算法进行计算，并竞争区块播报权。获得播报权的矿工可以获得比特币作为奖励。在计算的过程中，比特币全网会消耗大量的电力能源和算力。

“同样的能源和算力如果放在城市边缘数据中心建设和智慧城市、智慧交通等行业的基础供给上，应该能够产生更大的经济价值和社会价值。” 汪寿阳说。

武汉大学电气与自动化学院教授张俊指出，比特币的算法是求解哈希函数，就是你给一串代码，它会生成另一串随机代码。互联网中的所有计算机都可以去寻找此代码，谁找到此代码，就会产生一个区块，随即得到一个比特币，这个过程就是人们常说的“挖矿”。

“比特币网络每10分钟会产生一道数学问题，交给参与处理区块的计算机（即‘矿机’）来求解。最早解出答案的‘矿机’将获得一定数量的比特币作为奖励。”张俊举例说，1台电脑和100台电脑分别“挖矿”，前者一次算一个随机代码，后者一次算100个随机代码，那肯定是并行的量越多挖到的比特币越多。投机者为了利益，就会购买大量的矿机进行大规模的“挖矿”，自然会产生能源的巨大浪费。

其实不光中国，比特币的高耗能特性已经引起世界各国的注意。欧洲央行称，加密资产“过高的碳足迹令人担忧”。比尔・盖茨此前在语音社交平台Clubhouse做客时表示，比特币在每笔交易过程中消耗的电量，超过人类已知的任何一种支付方式。

“挖矿”影响“碳中和”的实现

与此同时，记者也注意到，尽管很难对“挖出”一枚虚拟币的用电量或能耗做出量化结论，但也有一些研究机构试图从总量上呈现其耗能程度。

国际能源署（IEA）数据显示，2019年比特币“挖矿”消耗50至70兆瓦时，大致相当于如瑞士般体量国家的消耗量。Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index（剑桥比特币电力消费指数）实时数据则更使人忧心，截至北京时间5月17日，比特币总能源消耗43.89-482.43太瓦时（TWh）之间，均统计约为140.25太瓦时，这个数字超过了瑞典2019年全年的耗电量（131.8太瓦时）。

更值得关注的是，一些研究还显示，“挖矿”不仅产生大量能耗，而且可能抵消我们在致力于“碳达峰、碳中和”进程上的努力。

汪寿阳研究团队利用比特币区块链碳排放模型，追踪了中国比特币区块链运营的碳排放流量。根据当前的比特币“挖矿”潮流，他们预测比特币区块链运营的能耗会在2024年达到约297万亿瓦时的峰值，并将产生约1.305亿公吨的碳排放。这个数值超过了捷克、卡塔尔等国的全年温室气体排放总量。

“比特币是‘高碳’产业。这与我国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和这一目标显然格格不入。”汪寿阳表示，去年在中国“挖矿”产生了6900万吨二氧化碳，占全球二氧化碳排放量的1%

打击“挖矿”行为，中国在行动

显然，一些地方已经注意到“挖矿”给当地环境和生态带来的严重破坏，开始多措并举全面清理关停虚拟“挖矿”项目。

内蒙古自治区继今年3月10日明确“全面清理关停虚拟货币挖矿项目，2021年4月底前全部退出”之后，5月18日自治区能耗双控应急指挥部办公室发布《关于设立虚拟货币“挖矿”企业举报平台的公告》，全面受理关于虚拟货币“挖矿”企业问题信访举报。5月25日，自治区发改委又起草了《内蒙古自治区发展和改革委员会关于坚决打击惩戒虚拟货币“挖矿”行为八项措施(征求意见稿)》，包括对存在虚拟货币“挖矿”行为的相关企业及有关人员，按有关规定纳入失信黑名单等。

此外，针对近期虚拟货币交易炒作活动有所反弹的现象，中国互联网金融协会等相关协会联合发布公告，开展法定货币与虚拟货币兑换及虚拟货币之间的兑换业务，违反有关法律法规并涉嫌犯罪。5月21日，国务院金融委召开的第五十一次会议明确提出，打击比特币“挖矿”和交易行为。

中国社会科学院法学研究所研究员赵磊建议，一方面，地方政府可通过控制用电、提高税收、限制用地等手段推动存量“挖矿”企业尽快退出；另一方面，加大对虚拟货币非法交易活动的打击力度，提高非法参与虚拟货币交易、炒作或为之提供支持服务的机构、平台的违法成本，增加监管的威慑力。同时，应进一步继续推动虚拟货币炒作的风险提示与风险防范宣传工作。

“四问比特币”之一：监管为何接踵而至炒币风险有多大？

(责编：张桂贵、贺迎春)

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深挖比特币(十一)：“挖矿”这么耗电值得吗 - 知乎

深挖比特币(十一)：“挖矿”这么耗电值得吗 - 知乎首发于闻西说科技切换模式写文章登录/注册深挖比特币(十一)：“挖矿”这么耗电值得吗闻西音乐发烧友，钢琴自学者，学琴3年，成长中......“挖矿”的工具其实就是计算机“挖矿”其实就是利用计算机来解决一个数学难题(计算符合一定难度的hash散列值)，谁先第一个解出这个难题的答案，谁就拥有这个区块的记账权，并获得比特币奖励。解数学题，大家第一个想到的肯定是我们的数学考试，对此，我们可以举一个通俗的例子来告诉大家，“挖矿”这个数学难题究竟有多难。假设解题是在扔3个骰子，谁扔出来点数小于5就对了，要扔出来还不是这么简单，但是因为骰子较少，点数也少，还是可以通过不多的次数来扔出来的。但是真实的“挖矿”题目并不是这么简单，其难度相当于1亿个骰子扔出小于1亿零50的数字，谁先扔出来，谁就获得记账权。显然，这样难度级别的数学题目，必须要通过计算机来解决。“挖矿”难度越来越高最初的“挖矿”是极其容易的，通过普通电脑即可完成。据中本聪回忆，第一次挖矿时，中本聪开着电脑，轻轻松松就挖到了第一笔50个比特币。你可以认为那个时候的难度就是“3个骰子扔出的点数小于5就可以了”。虽然比特币的火热，参与挖矿的人也越来越多，比特币系统为了保持“平均每10分钟”的区块链产生速度，“挖矿”的自动提高，也就是题目变难了，不是“3个骰子”这种简单的题目了，可能是“100个骰子扔出的点数小于50了”。随着难度的提高，普通电脑CPU已经无法完成挖矿了，随后是GPU挖矿，再后面就是专用“矿机”出现了，再后面就是很多的“矿机”组成了“矿池”，抱团“挖矿”了。因此“挖矿”耗电这个问题开始被各大媒体抨击了。部分媒体报道“挖矿”耗电的耸人标题：恐怖！挖矿到底有多耗电：竟超过一个国家(驱动之家)一张图了解比特币挖矿耗电惊人事实，3 年后全球将面临无电可用？(搜狐)比特币挖矿每天消耗地球多少电能？来算个账吧(网易)太疯狂!挖矿耗电竟顶1700万人口国家1年电力消耗量(太平洋电脑网)那么“挖矿”到底有多耗电呢？一般来说，目前用于挖矿的电脑（矿机）多采用“烧显卡”的方式工作，耗电量较大。但具体有多耗电，可能一般人没有概念。外媒Digital Trends援引加密数字货币信息网站Digiconomist的数据称，比特币、以太坊挖矿消耗的电量，已经超过约旦、冰岛、利比亚等小国家，在全球所有国家和地区中，排名第71位。其中，比特币矿机为第一电老虎，消耗的电能约14.54万兆瓦，以太坊为4.69万兆瓦。完成一次交易，比特币需消耗163千万时，以太坊为49千万瓦时。这意味着，完成一次比特币交易耗电量，可供一个主流美国家庭使用5.5天。Digital Trends表示，比特币消耗的电能，相当于visa信用卡网络消耗电能的27倍。“挖矿”究竟值不值在讨论值不值得前，我们应该先分析下，“挖矿”到底有什么用？挖矿”主要有四种作用：一是发行了新的可以流通的比特币；二是确认交易，记账；三是增加账本一页，也就是打包交易形成“矿”；四是通过工作量证明机制，让比特币账本无法被人随意篡改。针对“挖矿”耗电值不值的问题，某位自营矿场负责人如此表示：“目前比特币系统市值已经100多亿美元了，按照现在比特币价格来算，每年新挖出来的比特币市值在6亿美元以上，另外比特币挖矿解决了一个弃电的问题，中国2015年弃电500亿度，目前很多大型矿场在中国，我们的矿场在西藏和四川，解决了当地很多弃水弃电，很多地区能源过剩，无法消耗的问题，就地解决，转化成比特币，把价值传送给世界，连铺设电网的钱都省了。”“挖矿”在某种程度上解决了能源过剩无法消耗的问题，是从能源供给的角度来看的，但如果从银行的运营成本角度来看，或许你就不会觉得“挖矿”耗电不值了：一份来自西班牙的报告称，如果银行内部全都使用区块链技术(即比特币的区块链技术)，在2022年以前银行每年都能节省150亿—220亿美元的成本。当然，“挖矿”也解决了一个比特币的大问题，51%攻击。随着比特币的“挖矿”参与者越来越多，比特币全网算力越来越强，任何个人或组织，想要获得51%的算力几乎是不可能的了，这也就进一步保证了比特币系统的健壮性，使得这个比特币系统几乎永远也无法被击溃了。值不值的问题，我们让时间去给出答案吧。================================欢迎关注我的公众号：wenxi_tech(或公众号搜索“闻西说科技”)也可前往闻西说科技个人博客：闻西说科技 - 说大家都看得懂的科技！编辑于 2018-01-28 18:00比特币 (Bitcoin)挖矿赞同 2添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录闻西说科技闻西说科技，说大家都看的懂的

60组数据透视全球比特币挖矿格局变迁、市场规模及能耗统计_腾讯新闻

60组数据透视全球比特币挖矿格局变迁、市场规模及能耗统计

来源：Techopedia

编译：WEEX Exchange

在快节奏的数字货币世界中，比特币已成为一个现象级存在，吸引了全球投资者的目光。这种革命性的加密货币的核心是一个叫做「挖矿」的过程，它推动了比特币的运行，并对整个区块链生态系统产生重大影响。本文将深入探讨比特币挖矿和能源消耗统计，以及为什么「挖矿」对比特币和环境的发展都至关重要。

无论你是经验丰富的投资者，还是加密货币领域新手，了解比特币挖矿的来龙去脉都是掌握这种数字资产真正潜力的必要条件。因此，让我们深入探索比特币挖矿的有趣世界，阐明其重要性，以及你需要了解的关键信息。

比特币挖矿统计数据集锦 2023 年 5 月，全球比特币挖矿年耗电量约为 95.58 太瓦时（TWh）。据估计，比特币消耗了全球加密资产用电量的 60%-77%。比特币挖矿拥有 81.1 亿美元的总市值。比特币矿工每天获得的收入为 2770 万美元。美国拥有全球最大的比特币挖矿产业，占比特币全网哈希率的 38% 以上。比特币挖矿能耗统计

比特币挖矿能源消耗已成为一个人们广泛关注和审查的课题。随着比特币的普及和价值飙升，开采新币和维护区块链所需的能源也随之增加。

据《纽约时报》报道，在比特币早期，当它的追随者有限时，一台台式电脑可以在几秒钟内毫不费力地挖出加密货币。而如今，开采一枚比特币需要大约「9 年的典型家庭用电量」。2023 年 5 月，比特币挖矿预计消耗约 95.58 太瓦时的电力；其 2022 全年的用电量达到 204.5 太瓦时，超过了芬兰全国的用电量。

图 1：比特币挖矿估算用电量、最小用电量（TWh/year）

据白宫报告称，2022 年美国比特币挖矿消耗的能源总量达到 500 亿千瓦时（kWh），凸显能源使用规模之大。比特币挖矿所消耗的电能超过美国运行的所有计算机能耗的总和。当然，比特币挖矿本身也包含在全国用电量数据之内。

图 2：美国家庭用电量和加密货币挖矿耗电量对比

上图显示，美国不同家庭场景用电量从高到低依次为：制冷、照明、电视、Crypto、电脑、风机和水泵、冰柜、洗衣机、洗碗机（截至 2022 年 8 月，比特币预计占所有 Crypto 用电量的 60%-77%，WEEX 注）

一笔比特币交易需要 1,449 度电来记账（挖矿），大约相当于美国普通家庭 50 天的耗电量。以货币衡量，美国 1 度电的平均成本为 12 美分，也就是说，一笔比特币交易记账需要消耗约 173 美元的电费。

比特币挖矿消耗的能源约占全球能源总量的 0.5%，比 Google 全球业务的总耗电量高出 7 倍以上。如果将比特币网络的能源消耗和各国用电量对比，它排在全球第 34 位。（仅次于荷兰，高于哈萨克斯坦，编者注）

图 3：各国能耗排名

单笔比特币交易的能耗相当于近 10 万笔 Visa 卡交易能耗。2023 年 5 月，比特币每笔交易的用电量达到 703.25 千瓦时，而 Visa 卡的用电量只有 148.63 千瓦时。

图 4：比特币交易 vs. Visa 卡交易能耗 1）如何计算比特币挖矿的能耗？

要确定比特币挖矿的确切能耗具有挑战性，因为影响因素很多，包括：

比特币挖矿的去中心化特质缺乏标准化的报告要求动态且不断变化的采矿格局矿工使用的电力来源不同矿场运营的私人性和保密性

精确估算能源使用量通常依赖于基于可用数据的假设、近似值和统计模型。Digiconomist 发布的信息图揭示了准确衡量比特币能耗所面临的挑战。鉴于电力成本是持续支出的重要因素，比特币网络的总电力消耗与矿工的收入密切相关。

图 5：确定比特币挖矿能耗的步骤 2）美国比特币矿场和能耗数据

《纽约时报》列出了 34 个比特币矿场，这些都是美国的大型矿场，能耗极大。这些矿场的运营会产生成本，例如电费增加和大量的碳排放，影响到附近的个人。这 34 个挖矿项目中，每个项目的用电量至少是美国家庭平均用电量的 3 万倍。这些业务总共消耗超过 3,900 兆瓦的电力，几乎相当于周围 300 万户家庭的用电量。

图 6：美国大型比特币矿场分布

内布拉斯加州科尔尼的一个比特币矿场消耗的电量与周围 7.3 万个家庭的用电量相当。佐治亚州道尔顿一家矿场的用电量相当于周围约 9.7 万个家庭用电量。位于德克萨斯州罗克代尔的 Riot Platform 矿场是美国耗电量最大的比特币矿场，它的用电量与周围的 30 万户家庭的用电量相当。

Riot 矿场位于 Bitdeer 矿场附近，其消耗的总电量超过了 40 英里半径内所有家庭的总用电量。

德州的加密货币矿工已经获得了长期合同，保证他们在长达十年的时间内享受大幅折扣的电价。

图 7：德州比特币矿场分布 3）气候变化与比特币挖矿及能耗

截至 2021 年 8 月，比特币网络的平均排放因子为 557.76 gCO2/kWh，预计电力负载需求为 13.39 GW，比特币挖矿每年可能排放约 65.4 兆吨二氧化碳（MtCO2）。

比特币挖矿的碳足迹可以根据矿工使用的电力来源来估算。下图基本代表了比特币挖矿的全球碳足迹，与希腊等国的排放量相近（2019 年为 56.6 MtCO2），占全球总排放量的 0.19%。

图 8：比特币挖矿的碳足迹

截至 2021 年 5 月，比特币挖矿每年产生约 3.1 万吨电子垃圾。到了 2022 年 6 月，这一数字已上升至 3.5 万吨/年，相当于整个荷兰的电子垃圾年产出量。

例如，纽约州的一家天然气发电厂 Greenidge LLC 在进行表后（behind-the-meter）比特币挖矿时，每年排放的二氧化碳当量约为 88,440 吨。假设一个发电厂发的电全部用于比特币挖矿，那么每年的排放量将达到 656,983 吨二氧化碳当量。

温室气体排放总量中约有 79% 来自发电，发电是主要的排放源。如果发电厂全负荷开机，其年排放量相当于约 14 万辆客车的排放量，或 6 亿磅煤炭燃烧产生的排放量。

4）比特币挖矿能耗背后的好处

为了应对比特币挖矿的不利影响，比特币挖矿理事会（BMC）——一个由占比特币全网算力 48.4% 的矿业公司组成的全球性论坛——透露，2022 年第四季度的运营数据显示，可再生能源占比特币挖矿用电量的 58.9 %。这相比 2021 年第一季度报告的 36.8% 估算值，有了显著上升。

此外，比特币清洁能源倡议备忘录发布的一份研究论文报告称，比特币矿机是可再生能源和存储的理想补充技术。该研究论文中强调的比特币挖矿的其他主要亮点包括：

比特币挖矿可以加速全球能源向可再生能源转型。比特币挖矿可以鼓励对太阳能的投资，而电力成本可能不会改变。

比特币挖矿市场规模和收入统计

比特币挖矿，即验证交易和保护网络安全的过程，已经发展成为一个竞争激烈的行业，导致其市场规模和收入呈指数级增长。该市场已经变得非常有利可图，全球参与者众多，包括个体矿工和大型采矿运营商。

与此同时，比特币价格也于 2021 年 11 月突破 65,000 美元，创加密货币的历史新高。截至 2023 年 6 月，比特币市值达到 5978 亿美元。

比特币的最大供应量设定为 2100 万枚。这确保了稀缺性，是促进比特币价值主张的一个重要因素。2023 年 3 月，已挖出的比特币数量超过 1900 万枚，剩余尚未挖出的数量为 200 万枚。一旦达到 2100 万枚的阈值，就不再有任何新的比特币被挖出。

这种稀缺性反过来又支撑了比特币挖矿的总市值，目前该市值为 81.1 亿美元。

1）最大的比特币矿业公司数据

CompaniesMarketCap 编制的一份清单包括 16 家最大的上市比特币矿业公司估值。其中，Marathon Digital Holdings 是最大的比特币矿商，市值达 22.7 亿美元。

图 9：比特币矿业公司市值 Top5

值得注意的是，这份名单并未包含其他一些市值较小的上市矿业公司，以及许多未上市的加密挖矿公司。

按收入计算，嘉楠耘智（Canaan）是排名第一的上市矿业公司，2022 年报告的总收入为 6.5 亿美元。中国比特币矿业公司的收入主要来自于比特币矿机销售。

图 10：比特币矿业公司收入 Top5

按收益（Earnings，息税前利润）计算，嘉楠耘智同样是排名第一的上市矿业公司，2022 年收益总计 9233 万美元。2021 年，该公司的盈利大幅增长，达到 3 亿美元，较 2020 年的亏损 3120 万美元明显改善。

2）比特币挖矿收入数据

截至 2023 年 6 月 26 日，比特币矿商每日产生的收入为 2770 万美元，较去年同期的 1820 万美元大幅增长 52.20%。2021 年 4 月，比特币矿工实现了自 2018 年以来的最高日收入，达到 8012 万美元（主要得益于 Ordinals、BRC20 带来的 BTC Gas 费上升，WEEX 注）。

图 11：比特币矿工收入变化

据 Glassnode 报道，2023 年 6 月 27 日，比特币矿工向交易所单笔转入创纪录的 1.28 亿美元 BTC。

图 12：矿工转入交易所的 BTC 数据 3）比特币挖矿收入的来源

矿工的收入有两个来源：比特币区块奖励和交易费用。

比特币奖励由在区块链系统中成功挖出区块的矿工获得。为了领取奖励，矿工将其添加到区块的头部。

大约每四年，在比特币网络中成功挖出一个新区块的奖励就会减半。当比特币问世时，挖矿的区块奖励是 50 个比特币。截至 2023 年 6 月，每挖出一个新区块的挖矿奖励为 6.25 个比特币，大约每 10 分钟产出一个新区块。下一次减半预计在 2024 年，区块奖励将降至 3.125 BTC。

图 13：比特币历次减半

比特币大约每 210,000 个区块就会减半一次，直到 2140 年左右，所有 2100 万枚比特币被全部挖出。一旦区块奖励降到0，矿工将只能获得交易费用回报。用户支付交易费用，以让矿工将其交易打包在比特币区块链中。用户也可以通过提升交易费用激励矿工优先打包自己的交易。

截至 2023 年 6 月 28 日，比特币平均交易费用为 2.226 美元，高于 12 个月前的 1.168 美元。该数据有继续增长潜力，类似于 2021 年 4 月发生的情况，当时的峰值接近 62.79 美元。

图 14：比特币 Gas 费

比特币交易费用可能取决于几个因素：

网络拥堵情况交易数据大小所需确认时间

费用计算通常根据交易大小（以字节为单位）而不是交易金额来计算。截至 2023 年 6 月 28 日，平均区块大小为 1.69 MB。具有较高哈希率的矿工更有机会向区块链添加新区块，从而获得区块奖励和交易费用。

在比特币挖矿的背景下，哈希率是指挖矿设备或网络可以执行加密计算（称为哈希运算）的计算能力或速度。

在利润和回报的驱动下，矿工通常根据财务标准来选择挖哪种币，包括每日奖励金额或不同加密资产的价格等因素。

图 15：代币选择标准

2023 年 5 月的算力指数报告显示，平均算力价格为 $82.23/PH/天（相当于 0.00298 BTC/PH/天），较 4 月份的平均值 $77.87/PH/天（相当于 0.00270 BTC/PH/天）上涨 5.6%。

图 16：比特币算力计量单位

2023 年 5 月，矿工们总共获得 33,365 BTC（相当于 9.185 亿美元），比 4 月份赚取的 27,743 BTC（相当于 8.008 亿美元）增加了 20%。在这些收入中，交易费用贡献了 4,540 BTC（1.258 亿美元），与 4 月份的 812 BTC（2,350 万美元）相比增长 459%。

比特币挖矿国别统计数据

从中国、美国等大国，到哈萨克斯坦、俄罗斯等国家，不同国家都对全球比特币挖矿的复杂格局产生着影响。

1）中国的比特挖矿使用水电

在 2021 年 6 月禁止比特币挖矿之前，中国在算力提供和电力消耗方面是无可争议的领导者，拥有近 50% 的网络算力。该禁令严重影响了来自中国的挖矿活动，导致算力大幅下降。

图 17：各国挖矿耗电量（太瓦时）

根据剑桥比特币电力消耗指数（CBECI），中国在鼎盛时期曾是全球最大的加密货币挖矿中心，占全球比特币网络总算力 65% 至 75% 的份额。中国的月平均算力占比从 2019 年 9 月的 75.5%下降到 2021 年 9 月的 22.3%，降幅超过 50%。

图 18：比特币挖矿市场格局演变

中国夏季丰水期，部分地区水力资源丰富，电费下降。矿工利用这一点，将业务转移或拓展到四川等水电资源丰富的地区。2020 年丰水季开始时，四川占中国总算力的 14.9%，这一数字在高峰时一度达到 61.1%。相比之下，主要依赖煤电的新疆，算力份额从雨季开始时的 55.1%下降到同期最低点 9.6%。

图 19：中国的比特币矿区 2）美国比特币挖矿统计

美国是全球最大的比特币矿区，占比特币全网总算力的 38% 以上。2020 年 1 月至 2022 年 1 月，美国比特币挖矿份额大幅增长，从 4.5% 攀升至 37.8%。

乔治亚州的算力份额在全美最高，2021 年 12 月占全国 30.8%。德州以 11.2% 的份额位居第二，肯塔基州以 10.9% 的份额位居第三。

图 20：美国各州比特币挖矿份额

夏威夷的采矿成本为 54,862.05 美元，利润为 -24,617.20 美元，成为开采比特币最贵的州。

下图展示了开采一枚比特币最昂贵的 10 个州。（依次为：夏威夷州、阿拉斯加州、康涅狄格州、罗得岛、马萨诸塞州、加州、新罕布什尔州、佛蒙特州、纽约州、新泽西州，WEEX 注）

图 21：美国各州挖矿成本 Top10

路易斯安那州成本最低，总成本为 14,955.14 美元，利润为 15,289.71 美元。

图 22：美国挖矿成本最低的州 3）全球比特币挖矿格局变迁

中国矿业的转移改变了全球挖矿布局，导致哈萨克斯坦和俄罗斯等国家成为算力重新分配的主要受益者。根据《世界人口综述》（World Population Review）提供的数据，截至 2023 年，主要比特币矿区的算力占比如下：

美国：35.4% 哈萨克斯坦：18.1% 俄罗斯：11.23% 加拿大：9.55% 爱尔兰：4.68% 马来西亚：4.58% 德国：4.48% 伊朗：3.1%

禁令实施后，许多中国矿工将业务迁至哈萨克斯坦，因为该国距离较近且天然拥有丰富的化石燃料。

2019 年，化石燃料占哈萨克斯坦发电量的 84%，水力发电占比 12%，太阳能和风能装置贡献不到 2%。哈萨克斯坦北部地区丰富的煤炭存储为该国 70% 以上的发电厂提供动力。

哈萨克斯坦的电力由 155 座不同所有制模式的发电厂提供。截至 2022 年 1 月 1 日，该国发电厂总装机容量达到 23,957 兆瓦，可用容量为 19,004 兆瓦。

2019 年 9 月至 2021 年 9 月期间，哈萨克斯坦的全球比特币挖矿份额显着飙升，从 1.3% 飙升至令人注目的 24.3%。由于煤炭的可自足性和能源效率，该国的比特币挖矿业务蓬勃发展。

不过，根据俄罗斯媒体《生意人报》（Kommersant）2023 年 4 月的报道，俄罗斯已成为全球第二大比特币矿区，仅次于美国。

俄罗斯顶级加密挖矿公司 Bitriver 的数据中心由该国第三大石油生产商 Gazprom Neft 提供支持。为了满足加密挖矿的电力需求，直接用石油液化气发电。

图 23：俄罗斯挖矿公司 Bitriver

尽管美国以 3-4 吉瓦的供电能力保持显著的挖矿领先地位，但俄罗斯的供电能力在 2023 年 1 月至 3 月已达到了 1 吉瓦。俄罗斯排名的变化恰逢美国在州和联邦层面对加密货币挖矿实施税收和监管措施，从而使得美国挖矿产业面临不太友好的政策环境。

比特币挖矿 vs. 其他资源成本

由于性能挑战，比特币通常被比作「数字黄金」，而不是支付系统。因此，可以将比特币挖矿和黄金挖矿进行比较。

全球每年开采约 3,531 吨黄金，产生的二氧化碳总排放量为 8100 万吨。将比特币开采的碳强度与开采实物黄金的碳强度进行对比，很明显前者超过了后者。

不过值得注意的是，此计算包含矿工费（mining fees），而矿工费在实物金矿开采中并不存在。此外，这样进行比较不可取的地方还包括，我们可以停止开采实物黄金，但比特币挖矿一刻也不能停，它是整个比特币网络不可或缺的一部分。

图 24：黄金开采与比特币挖矿

根据具体资源和提取方法的不同，资源提取的能源成本可能会有很大差异。例如：

根据美国地质调查局 (USGS) 的数据，铜矿开采每生产一吨铜 (GJ/t) 的能源消耗为 0.2 至 1.5 吉焦耳，铜的电气用途约占总用量的 3/4；生产一吨铝大约需要 17,000 千瓦时 (kWh) 电力，生产铝所需的电能通常来自火电厂，其最高运行效率约为 30%。

2021 年，美国电力公司和独立发电每生产 1 度电 (1 kWh) 的分别需要：1.12 磅煤、7.36 立方英尺天然气、0.08 加仑石油液化气、0.82 磅石油焦（Petroleum coke，石油的减压渣油，经焦化装置，在 500-550℃ 下裂解焦化而生成的黑色固体焦炭，编者注）。

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比特币“挖矿”1年的耗电量，已超瑞典全国用电量，位居全球第27，未来三年还将增长超1倍

每日经济新闻

2021-05-21 10:29:13

◎虚拟货币“挖矿”是一个动态过程。初期，虚拟货币很容易“挖”到，这时候“挖矿”的用电量也不大。但随着“挖矿”越来越困难，用电量越来越大，能耗也会变的很高。

每经记者李可愚每经编辑陈星

以比特币为代表的虚拟货币是不是非常耗电？近一段时间以来，随着知名人士纷纷表态，这一话题又一次冲上热搜。

5月13日，特斯拉CEO埃隆·马斯克在社交媒体上表示，因比特币“挖矿”对化石燃料使用量增加的担忧，该公司已暂停接受比特币购买其车辆。一石激起千层浪，马斯克发布上述言论后，加密货币集体下挫。比特币一度跳水超17%，1小时内从高位跳水10000美元。

与此同时，国内一些地方因能耗考虑也对虚拟货币“挖矿”采取了限制措施。

5月18日，内蒙古自治区发改委发布了《关于设立虚拟货币“挖矿”企业举报平台的公告》，明确全面清理关停虚拟货币“挖矿”项目，并针对四类企业受理信访举报，包括：虚拟货币“挖矿”企业（含其他多种隐藏形式“挖矿”企业和主体）；伪装成数据中心享受税收、土地、电价等方面优惠政策的虚拟货币“挖矿”企业；为从事虚拟货币“挖矿”企业提供场地租赁等服务的企业；通过非法手段获取电力供应，从事虚拟货币“挖矿”业务的企业。

那么，虚拟货币“挖矿”到底有多耗能？

专家：“挖矿”能耗递增量越来越大

对于这个问题，中国能源网首席信息官韩晓平在接受《每日经济新闻》记者采访时分析，所有的货币背后都是能耗，过去“石油本位”时代产生了能耗，现在的数字货币，其价值也可以通过能耗的方式计算出来。

“当然，比特币这样的虚拟货币有特殊性，它的‘挖矿’是一个越来越难的过程，能耗递增量越来越大。”韩晓平这样对记者表示。

韩晓平指出，虚拟货币“挖矿”是一个动态过程。初期，虚拟货币很容易“挖”到，这时候“挖矿”的用电量也不大。但随着“挖矿”越来越困难，用电量越来越大，能耗也会变的很高。因此很难得出一个恒定的结论，明确“挖”一枚虚拟货币要耗多少电量或者能耗。

与此同时，记者也注意到，尽管对“挖出”一枚虚拟货币的用电量或能耗很难做出量化结论，但也有一些研究机构试图从总量上呈现其耗能程度。

根据剑桥大学替代金融研究中心的数据，截至2021年5月17日，全球比特币“挖矿”的年耗电量大约是134.89太瓦时（1太瓦时为10亿度电）。

这个数字是什么概念？

据该中心统计，比特币“挖矿”的耗电量位居全球各国耗电量前30位。

（数据来源：剑桥大学替代金融研究中心）

根据上述数据，比特币“挖矿”耗电量排名第27，已超过瑞典的耗电量。如果把比特币视作一个“经济体”，其电力消费量甚至超过12个非洲国家之和。

剑桥大学替代金融研究中心发布的数据显示，随着比特币越来越“难挖”，耗电量自今年以来一直处于“水涨船高”的状态。

（图片来源：剑桥大学替代金融研究中心）

如果将比特币价格和“挖矿”耗电量相对照，可以发现，当比特币“挖矿”耗电量走高时，价格也一样处于高位。

碳中和背景下虚拟货币“挖矿”压力增大

更值得关注的是，一些研究还显示，“挖矿”不仅产生大量能耗，而且可能抵消我们在致力于碳达峰、碳中和进程上的努力。

今年4月6日，来自中国科学院大学、清华大学的学者在《自然通讯》上就发表了一篇题为《中国比特币区块链运行的碳排放量与可持续性的政策评估》的论文。

论文称，在没有任何政策干预的情况下，中国比特币区块链的年能耗预计将在2024年达到峰值296.59太瓦时，产生1.305亿公吨碳排放，将超过捷克和卡塔尔的年度温室气体排放总量。

这意味着未来三年挖矿比特币的总用电量还将增长超过1倍。

与此同时，在中国，比特币“挖矿”的碳排放量将在国内182个地级市和42个主要工业部门中排名前十，约占中国发电碳排放量的5.41%，行业人均GDP所造成的碳排放量也将达到 10.77千克/美元。

韩晓平也在接受采访时对《每日经济新闻》记者分析，考虑到推动碳中和、碳交易等因素的存在，未来国内的虚拟货币“挖矿”行业会产生一定的影响。

他对记者指出，过去，不少省份煤电价格便宜，一度电不到两毛钱，许多地方的电厂负荷也不够，上一些虚拟货币“挖矿”项目不存在什么障碍，还能给当地产生经济收益。

但现在随着对低碳的要求越来越高，各地开始推进碳核算、碳交易等措施，虚拟货币“挖矿”这样的耗能产业压力也会增大。

2021年，已经有省份基于能耗的考虑清退虚拟货币“挖矿”项目。

今年2月，为完成内蒙古自治区“十四五”能耗双控目标任务，内蒙古自治区发改委起草了《关于确保完成“十四五”能耗双控目标任务若干保障措施（征求意见稿）》，提出将全面清理关停虚拟货币“挖矿”项目，2021年4月底前全部退出，此外严禁新建虚拟货币“挖矿”项目。

封面图片来源：摄图网

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强观察

“四问比特币”之二：“挖矿”，到底有多耗能？

周晶

2021年06月02日09:00 | 来源：人民网-强国论坛

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题为“比特币的运营可持续性与碳排放政策评估”的研究论文。来源：《自然-通讯》

比特币区块链碳排放模型-BBCE 。来源：《自然-通讯》

币是如何“挖”出来的

“挖矿”影响“碳中和”的实现

与此同时，记者也注意到，尽管很难对“挖出”一枚虚拟币的用电量或能耗做出量化结论，但也有一些研究机构试图从总量上呈现其耗能程度。

更值得关注的是，一些研究还显示，“挖矿”不仅产生大量能耗，而且可能抵消我们在致力于“碳达峰、碳中和”进程上的努力。

打击“挖矿”行为，中国在行动

显然，一些地方已经注意到“挖矿”给当地环境和生态带来的严重破坏，开始多措并举全面清理关停虚拟“挖矿”项目。

“四问比特币”之一：监管为何接踵而至炒币风险有多大？

(责编：张桂贵、贺迎春)

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