全球減碳壓力下比特幣礦場大遷移 - 環境資訊中心
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比特幣價格大幅下跌背後的一個重要原因是,中國出於擔心相關的金融風險和能源過度消耗,而開始全面打擊加密貨幣行業。
比特幣「挖礦」——即驗證交易和創造新 ...
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全球減碳壓力下比特幣礦場大遷移
2021年11月24日
文:孔兆森(中外對話營運助理。
他在中國生活和工作兩年,擁有愛丁堡大學的漢語與法語雙學位)
文:孔兆森(中外對話營運助理。
他在中國生活和工作兩年,擁有愛丁堡大學的漢語與法語雙學位)目前,滿足加密貨幣能耗增長需求的任務正轉移到美國、加拿大和哈薩克等國家。
加拿大魁北克的一個比特幣礦場。
「挖礦」是一項能源高度密集的產業,需要數百台專用電腦幾乎全天候運行。
圖片來源:ChristinneMuschi/Alamy
今年4月14日,比特幣價格一度達到每枚約64870美元的歷史新高。
然而僅僅一個多月後,這款全球最受歡迎的數位貨幣價格就跌到了34259美元。
比特幣價格大幅下跌背後的一個重要原因是,中國出於擔心相關的金融風險和能源過度消耗,而開始全面打擊加密貨幣行業。
比特幣「挖礦」——即驗證交易和創造新幣的過程——能耗非常高,其碳足跡過多也招致人們的批評。
在這次打擊行動之前,中國的比特幣開採量一度佔到全球總量的2/3。
此後數月,比特幣礦業公司迅速將業務轉移到海外。
近期數據表示,美國、加拿大和哈薩克等國的比特幣能耗開始上升,隨之而來的還有解決其高漲的電力需求壓力。
高耗電的比特幣
比特幣是一種去中心化數字貨幣,這意味著每次發送或接收資金時,交易都會保存在公共記錄而非銀行中。
但是,在缺乏可信機構來驗證每筆交易的情況下,責任就落在了比特幣網路中被稱為「礦工」的參與者身上。
為了驗證交易,礦工將電腦連接到加密貨幣網路,並用它們來解決極其複雜、隨機生成的數學難題。
但並非任何電腦都可以完成這項工作:比特幣挖礦需要多台專用電腦幾乎全天候運行,才能找到這些數學難題的解。
誰先解決了難題,誰就可以在全球帳本中添加一個交易「區塊」,並獲得少量新「鑄造」的比特幣作為獎勵。
32位
如果將比特幣網路看做一個國家,它的年用電量將排在全球第32位。
這個過程就涉及到了比特幣的能源問題。
你掌握的計算能力越多,就越有可能最先解決難題並賺取比特幣。
毫不誇張地說,用於挖掘比特幣的機器——特殊應用積體電路(ASIC)——消耗了大量能源。
根據劍橋大學比特幣電力消耗指數(BitcoinElectricityConsumptionIndex,CBECI)的估計,整個比特幣網路的年能源消耗量約為1200億瓩時(TWh),超過了荷蘭全國的能源消耗量。
如果將比特幣網路看做一個國家,它的年用電量將排在全球第32位。
「這是我們為確保交易安全而付出的代價,」劍橋替代金融中心(CambridgeCentreforAlternativeFinance)加密資產和區塊鏈項目負責人、CBECI指數建立者之一安東・德克(AntonDek)說。
他解釋,比特幣消耗大量能源並非偶然。
比特幣「挖礦」耗電量大,資金投入高,這種設計是有意為了避免網路被潛在的駭客「攻陷」。
目前來看,這個目的似乎是達到了。
「我們沒有看到任何重複付款或網路攻擊,部分原因是這種攻擊成本太高。
所以在這一點上是說得通的,但這並不意味著它不應該引起人們的關注,」德克說。
氣候災難?
近年來,比特幣的能源足跡猛增。
2017年時,經濟學博客Digiconomist估計,專用挖礦電腦網路年耗電290億瓩時,相當於全球總耗電量的0.13%。
而根據CBECI的數據,到今年5月,這一比例已增至0.65%左右。
德克說,比特幣價格走高是推動能耗增長的主要原因之一。
「價格越高,挖礦的利潤就越高。
挖礦的人越來越多,設備的計算能力也越來越強,這些都會導致能耗增加。
」
一些研究人員擔心,比特幣耗電量快速增長可能會成為氣候行動的一大絆腳石。
卡達大學(QatarUniversity)法學副教授喬恩・特魯比(JonTruby)說,比特幣是一個「全球氣候問題」。
2018年他撰寫了一份研究報告,試圖尋找減少比特幣環境足跡的方法。
「區塊鏈有很多好處,數位貨幣也是如此,但目前的開發方法是在摧毀地球,」他告訴中外對話。
特魯比寫道:「在當下這個人類發展階段,世界各國政府正努力兌現自己根據《巴黎協定》做出的氣候承諾,減少能源消耗,而比特幣挖礦,卻將稀缺能源低效率用於金融活動。
」
昔日聖地
不久之前,中國的比特幣開採量還佔到全球總量的近3/4。
劍橋大學的指數顯示,從2019年9月到2020年4月,中國礦工的比特幣算力(hashrate)占比達到了71%以上。
充足的廉價電力和硬體設備,使中國成為加密貨幣公司熱衷的目的地。
比特幣挖礦主要集中在四川省、內蒙古自治區、新疆維吾爾自治區和雲南省等地區。
這些省份贏在電力資源豐富且價格低廉。
雲南和四川省山多,以水電為主。
每年雨季的幾個月中,比特幣礦工們都會搬到這裡,利用過剩的電力。
內蒙古和新疆則主要靠煤炭供電。
四川一座建在水電站旁邊的比特幣礦場。
曾經許多礦場都會像這樣直接連接到發電站,以利用雨季產生的廉價多餘電力。
圖片來源:Alamy
《自然》雜誌2021年的一項研究曾經預計,如果不加以控制,到2024年,僅中國的比特幣採礦業務,就將產生1.305億公噸的二氧化碳,差不多相當於捷克共和國的年排放總量。
打擊挖礦
去年,中國主席習近平承諾中國將在2060年前實現碳中和。
隨後,中國政府對比特幣和加密貨幣開採的立場,開始變得強硬起來。
最初跡象是今年3月,由於未能完成2020年節能減碳目標,內蒙古宣布將逐步關停加密貨幣採礦業務。
隨後在5月,中國國務院副總理劉鶴在國務院會議上宣布,中國政府計劃「打擊比特幣挖礦和交易行為」。
地方政府迅速採取行動,吊銷參與加密貨幣挖礦企業的許可證,切斷挖礦設施的供電,甚至只給一些公司七天的時間來關閉其業務。
到6月底,一位行業專家估計,中國90%的比特幣挖礦中心——當時占全球總數一半以上——已經下線。
根據CBECI的資料,比特幣當月總電力碳足跡減半。
大規模外遷
「打擊行動推動大量比特幣礦業公司外遷,」北美加密貨幣礦業公司ArgoBlockchain首席執行官彼得・沃爾(PeterWall)解釋說。
「無處可去的比特幣礦業公司正在全球範圍內,為他們的機器尋找合適的落腳點。
」
加拿大、俄羅斯、哈薩克,尤其是美國等能夠提供廉價電力的國家,如今逐漸引起了這些企業的興趣,它們開始尋求與當地公司展開合作。
那麼,加密貨幣圈所說的這場「礦場大遷移」將如何影響比特幣的碳足跡?
「我們希望,這種遷移的長期影響是,挖礦機器可以被安置在由再生能源提供電力的地區,」沃爾說。
短期內情況可能不會那麼樂觀。
7月,加密採礦巨頭比特大陸(Bitmain)同意將一批礦機遷到哈薩克一處電力容量180兆瓦(MW)的設施進行託管,後者由當地一家燃煤電廠負責供電。
鑒於再生能源在哈薩克能源結構中僅佔1%,此次遷移可能並非一勞永逸。
在加拿大,石油和天然氣公司BlackRockPetroleum已同意託管多達100萬台從中國遷去的比特幣採礦機,其中第一批20萬台採礦機直接從天然氣井獲取電力。
然而,美國德克薩斯州或將成為新的全球比特幣挖礦中心。
該州州長格雷格・阿伯特(GregAbbott)正在積極爭取加密貨幣行業的關注。
他在6月的推文中稱,「德克薩斯州向加密貨幣業務敞開大門。
」總部位於深圳的比特礦業(BITMining)計劃向該州的一座57兆瓦的設施,投資2600萬美元。
沃爾說,德克薩斯州為比特幣採礦業「利用再生能源提供了巨大的可能性」。
他指出,風電佔該州西部電網供電量的90%,但再生能源在全州電網中的供電比卻剛剛超過20%,而且經驗證明該州的再生能源,在極端天氣條件下表現不佳。
綠色比特幣
CBECI資料顯示,如今比特幣行業的電力消耗再次攀升。
隨著比特幣網路在全球範圍內變得更加分散,解決比特幣碳足跡問題還有哪些選擇?
一種解決方案是重新考慮比特幣交易的驗證方式。
當前採用的方法稱為「工作量證明」(ProofofWork)因為參與者必須通過挖礦來驗證交易。
「權益證明」(ProofofStake)是最常被提到的一個替代方案。
這一方案從等式中去除計算能力。
參與者之間不再是相互競爭的關係,而是隨機選擇最先在比特幣中存款的參與者,來驗證交易。
存款越大,被選中並獲得獎勵的機會就越大。
幾種規模較小的加密貨幣已經開始使用這種方法。
比特幣的主要競爭對手之一——乙太坊預計將在今年晚些時候做出轉變,但一些業界人士仍持懷疑態度。
「我們沒有打算放棄工作量證明,」沃爾說。
他認為,挖礦企業必然會遷到電價最便宜的地方,而且未來這些電力源自煤炭、石油或天然氣電廠的比例將越來越低。
「當前這個階段,就價格而言,再生能源發電與化石燃料發電相比差不多,或者更低。
」
「對現有的比特幣這樣的數位貨幣來說,改變其交易認證方法可能為時已晚,」卡達大學的特魯比表示同意。
他說,最佳選擇是「集中精力通過改進設備,並為其提供再生能源,來減少採礦設備的能源消耗」。
挪威和冰島擁有充足的地熱、水電和風能資源,多年來一直使用再生能源為加密貨幣挖礦提供動力。
6月,薩爾瓦多總統納伊布・布克勒(NayibBukele)宣佈該國將開始使用「100%乾淨、100%再生、零排放」的火山能源來開採比特幣。
消息一出,迅速登上媒體頭條。
9月,薩爾瓦多宣佈比特幣成為該國的法定貨幣。
如今,能源密集型產業面臨的全球減碳壓力越來越大。
在此背景之下,沃爾坦言加密貨幣需要調整適應:「證明加密貨幣的可持續性是其成功的關鍵。
未來能源將是綠色和再生的,因此加密貨幣未來也必須反映這一趨勢。
」
※本文轉載自中外對話〈比特幣礦場大遷移〉
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