比特币的原罪：碳排放已经超过大部分国家

　　如果将比特币当做一个国家，它的年均碳排放量排在第34位。

比特币碳排放排名

　　与比特币价格一起上涨的，是关于比特币碳排放的讨论。

　　如果将比特币当做一个国家，它的年均碳排放量超过了菲律宾和哈萨克斯坦，位于世界排名的第34位。

　　据统计，全世界约70%的比特币“矿场”位于中国，并且主要集中在新疆、内蒙古、四川等电价相对便宜的地方。前不久，新疆一处煤矿被淹，就导致了全球比特币三分之一的算力暂时停摆。

　　4月7日，发表在《自然-通讯》上的一篇论文《中国比特币区块链运作的碳排放流量和可持续性政策评估》测算，在没有管理干预的情况下，中国境内的比特币带来的年能源消耗预计在2024年达到峰值——296.59太瓦时（每太瓦时等于10亿千瓦时），相应的碳排放量达到1.3050亿吨。

通过燃烧能源来发行新币

　　比特币目前是世界上第一大加密货币。它的提出者中本聪规定，比特币的发行基于一种叫做“工作证明”（Proof of work）的机制。这种机制，既保证了比特币在没有中央机构发行的情况下也能够安全有效，也成为了比特币高能耗的重要原因。

四川一处矿场

　　依据“工作证明”机制，各地矿工通过计算符合特定函数要求的字符串来“挖掘”出新的区块，由此获悉比特币奖励。哈希算法的特点是可以将任意长度的二进制值转换为较短且固定长度的随机字符串。

　　挖矿就是依照哈希算法的要求，通过枚举的暴力计算，寻找到符合要求的字符串。比特币全网的算力也被称作哈希率。配置计算设备来进行比特币“挖矿”的“矿场”,必然会消耗大量电力。

　　第一个计算出满足需求字符串的矿工将其计算结果进行广播，其它矿工进行验证。分散在全世界的矿工每秒进行数以万亿计的计算，平均每10分钟需要刷新一次计算结果。越来越多的人加入“挖矿”比赛，所产生的能耗就越多。

　　“目前比特币的共识算法，即工作证明，引发了比特币矿工之间为获得潜在的块奖励而进行的哈希率竞争，这吸引了越来越多的矿工参与军备竞赛，并提高了整个比特币区块链的能耗量。”《自然-通讯》上的论文写道。

　　的确如此，矿工们对计算硬件的使用一直影响GPU销售。比如2018年第一季度，英伟达CEO黄仁勋曾表示，加密货币矿工在该季度购买了大量GPU，这推高了GPU价格。今年2月22日，英伟达官方宣布，将会发行专用芯片，以满足第二大加密货币以太坊的“挖矿”需求。

　　比特币挖矿电力很大一部分来源于不可再生的煤炭。剑桥大学2020年的一项研究表明，只有39%的比特币挖矿能源来自可再生能源。

　　其中的一个重要原因是，挖矿者需要稳定并且廉价的电力来源。比特币能源消耗的研究者亚历克斯·德·弗里斯（Alex de Vries）分析，“因为降雨模式的改变、干旱和洪水使获得稳定的廉价电力供应变得困难。”

比特币年度碳足迹

　　正是由于去中心化加密货币的发行机制，以及挖矿竞争，使得比特币燃烧能源来发行新币。比特币行业人士尼克·卡特（Nic Cater）为这一机制辩护，“没有其它办法来公平地、以一种分散的方式向世界发行数字价值单位。”

降低比特币的碳排放还在“拓荒时期”

　　早在2009年，第一个比特币的持有者哈尔·芬（Hal Finney）就曾在一条推特中表达过“正在思考如何减少扩张的比特币矿机带来的碳排放。”

哈尔·芬（Hal Finney）2009年的推特

　　作为比特币挖矿大国，如果管理介入，是否会减轻碳排放呢？《自然-通讯》上的论文也做了模型预测，主要基于三种管理策略：提高市场准入门槛、征收碳税、或者引导“矿场”布局到水电为主的清洁能源地区。模型预测结果表明，第三种策略能够取得最好的减排效果。

　　但是政策干预依旧改变不了比特币高碳排放的事实。“比特币区块链的碳排放系数仍然远超中国工业排放系数的平均水平。”论文中写道，作者希望在建立新的工作协议时，会考虑到“环境友善”，“毕竟，没有人愿意看到一种颠覆性的、前景光明的技术成为碳密集型技术，阻碍世界各地的碳减排努力。”

　　介于比特币的高碳排放源自最初的“工作证明“机制，一些加密货币行业人员试图寻找新的规则，比如“利益证明”（Proof of Stake）机制。在这一机制中，新币不依靠算力挖矿来产生，而是通过持币者的“利益关系”验证来生产。但是这一新型机制的有效性，尚未得到验证。也有人认为它“无法在比特币的信任模型中产生分布式共识”。

　　最新的行业动向是一个叫做“加密货币气候协议”的倡议。这个4月8号公布的行业倡议目前有20家左右的行业成员加入。这一协议希望在2025年《气候公约》缔约方会议之前，使世界上所有的区块链100% 使用可再生能源； 到2040年实现整个加密产业的净零排放，包括区块链以外的所有业务活动和追溯性排放。