关于比特币挖矿功耗的讨论

比特币挖矿的功耗是近年来的热门话题。 事实上，比特币对环境的负面影响也成为众多比特币专家对数字货币的普遍批评之一。

然而比特币消耗电量，没有上下文的数据可能会产生误导，就像记者撰写有关比特币挖矿的文章时经常出现的情况一样。 总（估计）用电量确实很高，并且用电量随着网络的算力增长而迅速增长。 然而，采矿对世界的影响常常被曲解和误解。

在这里，我们将比特币挖矿的全球电力消耗与全球游戏机和计算机上的视频游戏的电力消耗进行了比较。 我们还将讨论它们各自的电能来源之间的差异，以及它们对环境的影响。

下面，从最常见的对比开始，让我们看看比特币耗电量与全国耗电量的最新数据。

比特币的用电量可以与一些国家的用电量进行比较

2017 年左右的一项流行研究将比特币的总耗电量与整个国家的耗电量进行了比较。 所以剑桥大学创造了一个方便的工具，叫做剑桥比特币能源消耗指数（CBECI），它跟踪每年比特币挖矿的电力消耗并进行有趣的比较，我们可以从这个工具中学习到一些信息。

截至 2019 年 11 月，比特币的能源消耗估计与哥伦比亚、委内瑞拉和智利处于同一范围。

但需要指出的是，与世界上最大的用电大国（中国每年消耗 55640 亿度电，美国每年消耗 39020 亿度电）相比，比特币的能源消耗只是很小的一部分。

而接下来的对比才是我们真正想要了解的。

比特币 vs. 电子游戏——谁的电量更大？

首先需要强调的是，以下计算结果可能存在较大误差范围。

比特币挖矿的能耗取决于整个网络的哈希率和每台矿机的使用效率。 例如，与 2017 年或更早的 ASIC 生产 100 Eh/s 相比，仅使用最新和最高效的 ASIC 生产 100 Eh/s 消耗的电力要少得多。

话虽如此，CBECI 使用稳健的方法计算用电量，因此我们认为使用他们截至 2019 年 11 月每年 715.5 亿千瓦时的数字没有问题。

估计视频游戏的全球功耗更加困难。 原因之一是用于玩游戏的设备种类繁多。 PlayStation 4 或 Xbox One 等游戏机的功耗低于 Digital Storm - Velox 等高端游戏机，因此平均计算各种游戏机的能耗并不准确。 此外，与比特币矿工不同，视频游戏机和计算机不像比特币矿工那样全天候运行 24/7。

为了准确估计视频游戏的全球能源消耗，需要考虑这些和许多其他因素。 这也超出了这篇简短的博客文章的范围。 幸运的是，我们可以参考劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）在 2018 年进行的一项全加州范围内的视频游戏能耗研究。他们考虑了各种因素，例如各种游戏系统的普及程度、各自的效率、典型的用户行为等

您可以从下面的图表中更好地了解他们的方法，该图表根据典型的用户行为计算各种游戏系统的加权成本。

最终，在结合所有这些数据后，研究团队得出结论，2016 年加州电子游戏的年耗电量约为 41 亿千瓦时。

现在，最后一步是根据来自加利福尼亚的数据推断和估计全球视频游戏的耗电量（再次强调，本文中的估计可能有很大误差）。

首先，我们使用加利福尼亚州的数据来估算全美的游戏消费量。 加利福尼亚州的人口约为 4000 万，而整个美国的人口约为 3.27 亿。 如果我们假设美国其他地区的视频游戏玩家的行为与加利福尼亚州相同，我们只需将加利福尼亚州每年 41 亿千瓦时的消耗量乘以 327/40 的比率，就可以得出美国每年的视频游戏消耗电能为 335 亿千瓦时。

下面，我们利用 WePc 上发布的 2019 年电子游戏行业概览，进一步推算全球电子游戏的总能耗。 在这种情况下，使用有关游戏公司收入的数据进行推断比使用有关全球游戏玩家数量及其典型用户行为的数据进行推断更容易和更细微。 （请注意，根据 NewZoo，“收入基于每个国家/地区的消费者支出比特币消耗电量，不包括硬件销售、税收、企业对企业服务、在线赌博和游戏收入”）。

鉴于美国为全球视频游戏收入贡献了 32%，我们在此做出（仍远非完美）假设，即美国也为全球视频游戏能耗贡献了 32%。 在这种情况下，全世界每年在电子游戏上消耗的电量总计为1047亿千瓦时。

重点是什么？

根据我们的粗略估计，截至 2019 年 11 月，我们发现全球视频游戏的用电量比比特币挖矿的用电量高 46%。 然而，由于这样的估计远非完美，这两个行业的能源消耗实际上可能非常接近。 这为研究当今比特币挖矿的真实规模和影响提供了更好的背景，而不是直接将比特币挖矿的能源消耗与小国的年电力消耗进行比较。

更重要的是电能的来源。 在 2019 年 6 月的一份报告中，加密货币投资和研究公司 CoinShares 估计，用于开采比特币的电力中有 74% 以上来自可再生能源。 事实上，比特币网络总哈希率的 50-60% 来自中国四川省。 因为在雨季充满了廉价的水电，因为电力难以储存或运输，大量多余的电力被用于比特币挖矿。 雨季结束后，许多矿工将矿场转移到其他地方，利用当地廉价的地热或风能进行开采。

事实上，为了让矿工长期相互竞争，他们必须能够获得廉价的电力。 由于这种不断寻找最低成本电价的经济动机，许多矿工在可再生电力生产过剩的农村地区开设了矿山。 也是简单的供需关系：这些地区供给高，基本没有需求，因为过剩的电力很难储存起来，也很难转移到市区与消费者。

另一方面，截至 2015 年，美国能源信息署估计世界上只有 23% 的电力来自可再生能源。 由于大多数视频游戏更有可能发生在城市地区，因此有理由假设视频游戏消耗了同样 23% 的可再生能源份额。 在这种情况下，我们得出以下分析结果：