深入调查比特币挖矿：人类是在浪费能源还是在创造能源？

深入调查比特币挖矿：人类是在浪费能源还是在创造能源？

目前全球部分可再生能源项目处于亏损状态（净收益通常为负数），而比特币矿工的出现实际上为许多垂死的可再生能源项目带来了生机，因为它们已经成为全球最大的可再生能源项目之一。购电者。 并且倾向于聚集在相对未充分利用的可再生能源基础设施周围。

全球变暖、冰川融化、臭氧层破洞……比特币挖矿会加速能源消耗，让环境变得更糟吗？

抱歉，答案可能让你失望了——因为比特币挖矿网络中 74% 的电力来自可再生能源。 先给网友们做个小科普： 可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，取之不尽，用之不竭。 可枯竭能源是指对环境危害相对较小或危害较小，资源分布广泛，适合就地开发利用的能源。

当然，你可能会质疑这个数字。 毕竟很多媒体都坚信，比特币挖矿的巨大能源消耗会对全球环境造成破坏。 但是，通过英国研究机构CoinShares对比特币挖矿网络的地理位置、成本、效率、功耗、电源等几个关键指标的分析，你会发现这个数字其实是非常靠谱的。

01. 比特币挖矿与可再生能源：完美结合

不可否认，基于工作量证明共识算法的比特币网络消耗了大量的算力。 同时，网络维护对硬件也有相当大的需求，因此确实会消耗大量的电能。 剑桥大学另类金融研究中心此前的分析显示，比特币挖矿能源消耗约占全球能源消耗总量的0.25%。 从这个角度来看，如果这些估算准确的话，比特币挖矿的能源消耗几乎等于 以哥伦比亚这个拥有约5000万人口的国家的能源消耗为基础（如下图，数据来源为cbeci.org） ). 此外，该机构还认为，今年的能源消耗在7月初或中旬达到峰值，并保持在每年60-75太瓦时的历史高位附近。

但问题是，我们不能简单地认为比特币网络的高能耗是坏事。 在人们的刻板印象中，比特币挖矿总会选择电力供应充足的地区，能源消耗巨大。 但令人惊讶的是，与世界上许多其他大型工业行业相比，比特币挖矿对可再生能源的利用率更高。 并且即使在最坏的情况下，当所有电力都通过燃烧煤炭产生时，比特币网络的排放量仍远低于全球二氧化碳排放量的 1%。

另一方面，全球一些可再生能源项目目前处于亏损状态（净收益通常为负数），而比特币矿工的出现实际上为许多垂死的可再生能源项目带来了生机，因为它们成为了全球新的电力购买者的力量也往往集中在相对未充分利用的可再生能源基础设施周围。 与此同时，比特币矿工将始终寻找能源效率最高的地区，以降低运营成本。 这种思维方式也可以促进可再生能源开发的创新——因此，当比特币矿工遇到可再生能源时，无疑是一个完美的结合。

02. 比特币矿工的地域分布

如果从总体上看矿工的全球分布，会发现他们的分布是相当均匀的（如上图所示），但仔细分析也会发现，矿工确实倾向于聚集在某些相似的地理区域，并且基本上，你会选择河流穿过的地区，人口相对较少的地区，或者丘陵和山脉。

在这些地区中，我们发现了主要的比特币挖矿中心：

美国华盛顿州和纽约州；

加拿大魁北克省、不列颠哥伦比亚省、艾伯塔省、纽芬兰和拉布拉多；

冰岛;

北斯堪的纳维亚半岛（挪威和瑞典）；

高加索地区（格鲁吉亚和亚美尼亚）；

中国云南省和四川省的绝大部分地区。

一些小型比特币挖矿中心分布在：

奥地利;

美国蒙大拿州；

俄罗斯西伯利亚联邦管区；

中国贵州省。

然而，仍有一些主要矿区不符合上述分类标准，如伊朗和中国的新疆、内蒙古等省份。 此外，一些小型比特币矿场似乎不符合上述地理位置的标准，包括：

美国佛罗里达州、德克萨斯州和亚利桑那州；

澳大利亚西澳大利亚州和新南威尔士州；

比利时;

白俄罗斯；

俄罗斯西北联邦管区；

阿根廷;

委内瑞拉；

以色列。

那么，您如何计算比特币挖矿中可再生能源的利用率？

在计算比特币挖矿中可再生能源的利用率时，CoinShares 假设无论矿工位于何处，都使用其所在地区的发电组合的平均值，包括煤电、核电或可再生能源发电；那么，按行政区域估算每个区域的比特币算力占比，最后将每个相关矿区的可再生能源渗透率乘以该区域全球矿业总量的百分比，得到比特币挖矿网络总发电量中可再生能源渗透率的全球加权平均估计。

据国际可再生​​能源组织研究，在所有发电技术中，水电的实际成本最低。 鉴于水电在可再生能源中的重要性，我们决定将比特币矿工的地理集群分为两个不同的“篮子”，第一个可以称为水电区，第二个“篮子”称为非水电区，重点分析“第一篮子”。

当然，我们并不是说其他​​可再生能源不重要。 比如伊朗主要使用化石燃料、核能、太阳能和风力发电进行挖矿，而我国新疆和内蒙古的矿工主要依靠天然气，或者以煤炭为主，风力发电为辅的挖矿方式。 此外，还有一些矿工使用太阳能作为主要能源，但目前这种操作还比较少见。

就水电可再生能源而言，目前估计全球60%的水电挖矿发生在中国，仅四川就占全球比特币挖矿算力的50%，其余10%或多或少分散分布于云南、新疆和内蒙古等地。 随着云南、贵州、四川等中国西南省份雨季的到来，该地区在我国乃至世界都占据了主导地位，尤其是四川省。 . 在这段丰雨的时期，当地的电价可能是全球最低的，这使得这里成为全球最具吸引力的比特币矿区之一。 不少矿工会提前在当地部署大量矿机——可以说是真正的“未雨绸缪”。

在此，让我们先回顾一下历史数据，看看2017年四川省比特币挖矿可再生能源利用率取得的骄人成绩。根据摩根士丹利研究部2018年10月公布的数据，可再生能源渗透率四川省2017年达到90%，我国其他省份这个指标也很高，具体如下：

需要注意的是，今年第四季度我国不同省份的可再生能源渗透率数据可能会发生变化，因为随着雨季的结束，很多矿工将迁移到新疆和内蒙古，使用当地的天然气和风能 电力不断开采。

接下来，让我们回到利用水电可再生资源进行比特币挖矿。 如果60%的水电开采发生在中国，那么剩下的40%是如何分布在世界各地的呢？ CoinShares估计，全球35%的水电开采比特币算力在华盛顿、纽约和英国，在哥伦比亚、艾伯塔、魁北克、纽芬兰和拉布拉多、冰岛、挪威、瑞典、格鲁吉亚和伊朗平分秋色。 然而，可再生能源在这些地区的普及率从高达 100% 到低至 0% 不等。

数据来源：EIA（2018 年 11 月）、R2E2（2017 年 7 月）、Natural ResourcesCanada（2018 年 9 月）、SATBA（2017 年 2 月）

CoinShares 使用上述方法得出了 74.1% 的可再生能源渗透率估计值。 其实这个数字可能比较保守，因为很多很多地区的比例数字其实都高于当地的平均水平，比如纽约州。 不过，74.1%的数字虽然看似高，但与2018年11月全球比特币挖矿的可再生能源利用率高达77.8%相比，实则有所下降。 这也说明，在过去的一年里，为了赶上牛市，部分矿工开始选择其他电源进行挖矿。 例如，美国俄勒冈州大量矿工涌入伊朗等以天然气为主的电力资源地区。

比特币挖矿全球可再生资源渗透率分析表

数据来源：Morgan Stanley Research（2018 年 10 月）、EIA（2018 年 11 月）、加拿大自然资源部（2018 年 9 月）、R2E2（2017 年 7 月）、SATBA（2017 年 2 月）、CoinShares Research（2019 年 5 月）

03. 比特币挖矿中可再生能源利用的季节性因素

如前所述，比特币挖矿在一定程度上受到季节性流动性的影响，这对中国矿工来说尤为明显，主要是受到中国西南“云贵川”地区降雨量的季节性变化以及水电价格的变化。

随着一年一度的“雨季”或潮湿的雨季来临，西南地区的电价跌至 2.50 美元/千瓦时，几乎是全球最低的。 据相关分析数据显示，仅云南、贵州、四川三省每年浪费的电能就超过100太瓦时。 然而，比特币矿工很好地利用了这一资源，成为当地最大的电力买家。 ，给许多水电站和发电厂带来了丰厚的利润。

但等到枯水期来临，“滇黔川”地区的电价将再次上涨，导致部分矿工迁往煤炭和风电便宜的新疆和内蒙古。 有消息称，去年有多达50万台矿机迁移到新疆。 然而，搬迁矿机是一项极其昂贵的工作，只有资本最雄厚的矿工才有能力进行大规模的搬迁，他们的搬迁成本往往高达七位数（美元），同时承担高达20%的矿机破损率风险。

总而言之，这些迁移模式将导致比特币挖矿的可再生能源渗透率出现季节性变化。 因此，CoinShares 预计可再生能源在采矿能源组合中的总渗透率估计因季节而异。

04.总结

在过去的一年里，比特币熊市让很多矿工难以生存。 虽然市场低迷对于被淘汰的矿工来说非常痛苦，但“幸存”的矿工已经证明，他们能够更好地应对市场进一步低迷。

目前，比特币矿工仍分布在以廉价水电为主的地区，如斯堪的纳维亚、高加索、太平洋西北地区、加拿大东部和中国西南部。 此外，现阶段可观察到的矿工迁移主要局限于国内，即旱季过后，矿工将在四川/云南/贵州向新疆/内蒙古等地安置。 这当然是一个有趣的模式，但一些矿工会选择留在云贵川等待下一个雨季，因为他们担心高昂的搬迁成本和损坏率。

结合全球比特币挖矿地点和相应地区的可再生能源渗透率，测算当前比特币挖矿能源结构中可再生能源渗透率占比74%，是全球平均水平的4倍多。

总而言之，比特币矿工是全球可再生能源电力采购的主要参与者，他们通常聚集在相对未充分利用的可再生能源基础设施周围。 那么，如果要推动可再生能源的发展，保护地球环境，难道不应该重新认识比特币矿工吗？

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