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集萃 | 比特币耗电、碳排放知多少?

   日期:2024-12-02     移动:http://www78564.xrbh.cn/mobile/quote/26026.html
集萃 | 比特币耗电、碳排放知多少? 碳排放

内容来源:   国际能源小数据

正文开始

E Small Data 国际能源小数据

根据https://digiconomist.net/网站的统计,2021年全年比特币的碳足迹、耗电量、电子垃圾如下

——碳足迹:9714万吨二氧化碳,与科威特的碳足迹相当。——耗电:204.50太瓦时,与泰国的电力消耗相当。——电子垃圾:28450吨,与荷兰的小型IT设备垃圾相当。

2021年单笔比特币交易足迹、耗电量、电子垃圾:——碳足迹:1036.30千克二氧化碳,相当于2,296,797笔VISA卡交易的碳足迹或172,716小时的Youtube观看时间。——耗电:2181.68千瓦时,相当于美国家庭平均74.78天的用电量。——电子垃圾:303.50克,相当于1.85部iPhone 12或0.62部iPad的重量。

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忠实的比特币粉丝并没有意识到,有一片乌云笼罩着比特币的未来。如果比特币的价格如预期一般一飞冲天,该行业臭名远扬的碳排放也将同步扩大。这个行业目前与希腊的碳排放量相当,但未来的碳排放将成倍增长,可以赶上规模大得多的工业国家的排放量。简而言之,除非比特币在最大程度上实现环保,否则其内在的经济机制决定了,随着价格飙升,比特币喷出的二氧化碳吨位也将飙升。目前,比特币狂热者的财富只能和比特币的碳污染同步增长。
比特币的碳足迹随价格涨落
荷兰经济学家亚历克斯·德·弗里斯(他的网站Digiconomist在持续跟踪比特币的碳排放)表示:“‘制造’一枚比特币的成本最终将上升至与比特币价格持平。”当然,这一“成本”包括了挖矿公司获得的足够体面的资本回报,这样他们才可以继续留在场上。假设到2024年圣诞节,也就是“减半那年”,比特币的价格涨到10万美元。这个价格是今天价格的两倍,而年发行数量减少了50%,差不多抵销。届时,该行业的总规模将扩大8%左右。因此,采矿者排放的二氧化碳将比现在多大约8%。即使发达国家正着急实现零净排放的目标,比特币行业的排放量却将小幅恶化。
德·弗里斯估计,矿商成本的60%长期用于支付电费,其余用于资本支出、维护、管理费用和其他支出。因此,在三年或更长时间内,他们的总电费将达到520亿美元(860亿美元总成本的60%)。根据德·弗里斯的估算,整个网络的平均电力成本是每兆瓦时40美元。鉴于此,该行业每年将用掉13亿兆瓦时的电力(每兆瓦时电费是40美元,总计520亿美元)。这大约是中国退出前1.4亿兆瓦时峰值用电量的9倍。德·弗里斯估计,比特币网络现在每消耗一兆瓦电力就会排放475克二氧化碳。如果这个公式成立,比特币如果涨到50万美元,该行业每年就将排放6.17亿吨碳。
这个数量比澳大利亚的碳排放量多56%,比巴西多40%,比南非多40%,比墨西哥多33%。比特币开采每年的排放量将比英国的3.52亿吨多70%。它的污染水平将接近德国的6.96亿吨。美国现在每年排放49.21亿吨。以50万美元的比特币价格计算,全球比特币行业的二氧化碳排放量将相当于美国的12%,令人难以置信,后者可是驱动着美国伟大的工业引擎,为我们1.4亿户家庭供暖降温。(财富中文网)

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美国财长耶伦就曾在《纽约时报》的一场线上活动中称,用比特币进行交易是一种“极其低效的方式”,处理这些交易所消耗的能源惊人。

  欧洲央行也已将加密资产“过高的碳足迹(即相关资产造成的温室气体总排放量)”视为“令人担忧的理由”。

  与此同时,中国开始清退挖矿项目。

  比特币挖矿能耗遭谴责,其耗电量究竟有多高?

  根据都柏林圣三一大学教授Brian Lucey的说法,单是比特币本身所消耗的电量,就相当于一个中等规模的欧洲国家。

  他甚至语出惊人地表示:用电规模太惊人了。这是一个肮脏的行业。这是一种肮脏的货币。

  更具体来看,剑桥大学比特币耗电量指数的最新数据显示,比特币挖矿每年耗电量预计为133.68太瓦时(1太瓦时为10亿度电)。这一数字已经超过瑞典的耗电量,位居全球各国耗电量的第27位

若按上限计算,比特币挖矿每年的耗电量或能达到500太瓦时,比年均耗电约300太瓦时的英国、近450太瓦时的法国都要高得多。

  针对比特币的耗电量,中国信息通信研究院还曾在币界网上举过更为直观易懂的例子:

  就拿市面上功耗较小的蚂蚁s9的矿机来说,其算力是13.5t,功耗是1400w;

  矿机在二十四小时运行的情况下:1.4千瓦*24=33.6度。

  市面上功耗较大的机器神马m3:算力是11.5t,功耗是2150w;

  二十四小时运行情况下单台耗电量:2.15千瓦*24=51.6度。

全球比特币挖矿的年耗电量大约是 149.37 太瓦时

根据剑桥大学替代金融研究中心的研究,截至 2021 年 5 月 10 日,全球比特币挖矿的年耗电量大约是 149.37 太瓦时。这一数字已经超过马来西亚、乌克兰、瑞典的耗电量,已十分接近耗电排名第 25 名的越南。

全球比特币挖矿的年耗电量是不断增长的,未来这一数字还会更惊人。有矿场老板表示,其装有5000台蚂蚁S9矿机的中型矿场,仅机柜一个小时便要消耗6500度电。

当然,挖矿不仅消耗大量电能,更加剧了二氧化碳的排放量。研究人员在Nature Climate Change(《自然气候变化》)上发表的论文显示,去年挖矿产生了6900万吨二氧化碳,占全球排放量的1%

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碳渡

图1| BBCE建模流程图

系统动力学Vensim软件可参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/319351456

研究结论

研究者发现,根据BBCE模型的基准模拟,中国比特币行业的年化能耗将在2024年达到峰值,为296.59 Twh,超过了意大利和沙特阿拉伯的总能耗水平,在2016年的所有国家中排名第12位。相应地,比特币运营的碳排放流量将在2024年达到每年1.305亿公吨的峰值。在国际上,这一排放产出超过了cia.gov中在没有任何政策干预的基准情景下报告的2016年捷克共和国和卡塔尔的温室气体排放总量。在国内,比特币采矿业的排放量将在中国182个地级市和42个主要工业部门中均排名在前10以内,约占中国发电排放的5.41%(ceads.net)。

此外,根据BBCE模型,比特币行业单位国内生产总值的最大碳排放量将达到10.77千克/美元。通过情景分析,我们发现一些碳排放政策,比如碳税,对于比特币行业的碳减排来说相对无效。相反,比特币矿工的现场监管政策会导致挖矿活动的能源消耗结构发生变化,能够为比特币区块链运营的碳排放提供有效的负反馈。

图2| 比特币区块链的挖掘池分布。截至2020年4月,中国占全球比特币区块链运营的75%以上。中国的一些农村地区被认为是比特币开采的理想目的地,主要是因为电价更便宜,还有大量未开发的土地用于池建设。

矿坑统计数据来自https://btc.com/stats.

表1| 比特币区块链的政策情景设定。基准 (BM)情景是每个政策因素的基线和当前情景,表明比特币行业继续在最低限度的政策干预下运行。在基准情景中,市场准入被假设为100%,这表明所有效率的盈利比特币矿商都被允许在中国运营。根据比特币矿工的实际区域统计数据,我们假设基准情景中40%的矿工位于煤基区域。而且,如果比特币行业的单位GDP碳排放量大于2,就会征收惩罚性的碳税。在其他三种情况下,出于节能减排的考虑,对不同比特币开采程序的政策进行了调整。具体而言:

市场准入(MA)情景下,在比特币挖掘和交易子系统中,效率的市场准入标准提高了一倍,禁止低效率的盈利矿工进入中国比特币市场,政策制定者被迫以高效的方式维护比特币区块链的网络稳定。

在现场监管(SR)情景中,煤矿区的比特币矿商被建议搬迁到水力资源丰富的地区,以利用该地区因雨季等因素而产生的相对较低的能源利用成本,这导致在这种情况下,只有20%的矿工留在以煤为基础的地区。

碳税(CT)场景中,碳税增加到初始值的两倍,以对比特币区块链的高碳排放行为实施更严格的惩罚。

图3 |年度情景模拟结果的估计。通过2021-2029年BBCE建模的月度模拟结果,生成中国比特币运营的预计年化能耗(a)和碳排放流量(b)。a和b中的蓝、红、黄、绿条分别表示中国比特币行业在BM、SR、CT和MA情景下的年能耗和碳排放流量。根据双尾t检验计算出的95%置信区间,每个数据以平均值结构方程表示(p < 0:05)。n= 204次排放观测。

图4 |比特币行业能耗和碳排放对比。在图4中,比特币行业的能耗峰值和碳排放与其他国家的国家级排放以及中国国内城市和工业部门的排放进行了比较。国家尺度(a)的年度能源消耗和排名来自cia.gov,国家尺度(b)的碳排放和排名来自全球碳地图(www.globalcarbonatlas.org)。中国城市(c)和工业部门(d)的碳排放量来自中国排放账户和数据集(www.ceads.net)。由于部分数据库未发布或缺失数据,以上能耗和碳排放数据均为2016年的水平。

来源于;气候变化经济学

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国际能源研究中心

提到「比特币」

你最先想到的是什么呢?

涨涨跌跌、跌跌涨涨……

前些时日

微博热搜话题还是

微博热搜话题就变成了

在资本的市场

相信对于大多数普通老百姓来说

都是围观好奇的心态更多

一枚比特币值多少钱?

在比特币疯涨的最高点

在不少城市

一枚比特币(6.4万美元)=一套房的首付!

是不是超想获得比特币?

别急别急

这个挖矿

可不是开着挖掘机跑到山里挖

而是利用电子计算设备计算获得的!

甚至可以说

手上有一台电脑,就能立刻开始挖矿

听起来非常简单?

E Small Data 国际能源小数据

研究者发现,根据BBCE模型的基准模拟,中国比特币行业的年化能耗将在2024年达到峰值,为296.59 Twh,超过了意大利和沙特阿拉伯的总能耗水平,在2016年的所有国家中排名第12位。相应地,比特币运营的碳排放流量将在2024年达到每年1.305亿公吨的峰值。

在国际上,这一排放产出超过了cia.gov中在没有任何政策干预的基准情景下报告的2016年捷克共和国和卡塔尔的温室气体排放总量。在国内,比特币采矿业的排放量将在中国182个地级市和42个主要工业部门中均排名在前10以内,约占中国发电排放的5.41%(ceads.net)。此外,根据BBCE模型,比特币行业单位国内生产总值的最大碳排放量将达到10.77千克/美元。通过情景分析,我们发现一些碳排放政策,比如碳税,对于比特币行业的碳减排来说相对无效。相反,比特币矿工的现场监管政策会导致挖矿活动的能源消耗结构发生变化,能够为比特币区块链运营的碳排放提供有效的负反馈。


资料来源:CCE 气候变化经济学 2021-07-10原题:《自然·通讯》:比特币的碳排放影响

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