比特币挖矿、能源和环境的最重要的真相
比特币挖矿和环境真相
上周，绿色和平美国在曼哈顿摩天大楼上放映了JPMorgan Chase首席执行官杰米·戴蒙和BlackRock首席执行官拉里·芬克的激光眼动画，同时展示了关于比特币挖矿能源消耗和排放的令人震惊的统计数据。
根据比特币 bombastic ad copy，比特币的能源消耗超过许多国家，碳排放超过数百万辆汽车，并且其污染“只会变得更糟糕糟糕糟糕！”四个“糟糕”垂直堆叠在一起，以防你对前三个不感兴趣。
本故事是CoinDesk的2023年矿业周活动的一部分，由Foundry赞助。 特洛伊·克罗斯是瑞德学院的哲学和人文学教授，也是比特币政策研究所的研究员。
作为一名环保主义者，我自2011年开始研究比特币挖矿的能源足迹，对比特币有着巨大的潜力，可以成为减少电网碳排放、清理废弃甲烷和加速供暖电气化的工具。我认为比特币挖矿的排放不会增加，而是未来将稳步下降。我预测它实际上会降低能源成本，而不是增加。
绿色和平美国和我为什么会有如此截然相反的观点呢？
比特币的批评者尚未意识到比特币对能源系统的影响最重要的事实：比特币挖矿趋向于使用世界上最便宜的电力，无论何时何地。目前，大多数矿工的电力成本已经远低于每千瓦时0.08美元，并且有些报告的费率甚至低于每千瓦时0.02美元。
但是这些数字将在未来几个月和几年内继续下降，直到只有在免费或几乎免费的电力下挖矿比特币才能盈利。
接下来，我将首先支持这一论点，然后展示比特币购买几乎免费能源的影响对能源系统和环境的积极作用。
为什么比特币矿工只会使用全球最便宜的电力
以下是关于比特币一些被低估的事实。
- 矿工从两个来源获得比特币：区块补贴和交易费用。目前，交易费用对矿工的收入所占比例微不足道，因此我们将其搁置不谈。区块补贴是新比特币进入流通的方式：每天全球矿工会获得900个新比特币，大致与他们的计算能力成比例。
- 这种发行速度每四年减半，这个事件被称为减半。到2024年4月，新比特币的供应量将减少到每天450个BTC，并保持在这个水平，直到2028年下降到每天225个BTC。
- 比特币是一种可互换的商品，以几乎相同的速率使用相同的专用挖矿机（特定应用集成电路，或ASICs）从相同的输入 – 电力 – 生产，无论它们在世界的任何地方运营。一旦挖出，比特币在全球市场上出售，并通过更新比特币的共享账本即时“交付”给买家。
- 比特币矿工可中断和调整功耗，他们可以快速关闭和重新启动，并能够微调电力消耗，几乎不会损失利润。
- 挖矿的最大开销 – 高达70% – 是能源。
这些事实如何表明挖矿正朝着几乎免费能源的使用方向发展？
首先，比特币生产手段 – ASICs – 的统一性和可用性，以及产品的互换性意味着进入这个市场的门槛非常低。你生产的比特币将和其他人的一样好，并且你将使用相同的机器来生产它们。所以，如果有可能以低于一个比特币的价格挖掘一个比特币，那么世界上的某个地方肯定会有人这样做，因为人们喜欢钱。
其次，一旦挖矿市场饱和，那些开销最高的矿工将处于盈利的边缘 – 利润足够使其继续下去 – 其他人将不会被诱惑进入市场，除非他们能够改善那个边际矿工的费用。如果在饱和期间有新的矿工进入市场，并且他们盈利，那么现有的边际盈利矿工将会倒闭。
第三，能够获得更便宜能源的矿工享有巨大优势。如果能源占你成本的70%，而你可以节约50%的能源成本，那么你的成本只减少了35%，利润空间大幅增加。其他业务优势也很重要 – 固件、冷却、税收、人员、资本、运行时间等等 – 但电费是最重要的问题。如果你在占你开销70%的成本上面临明显的劣势，那么无论你有什么其他优势，你的业务都将面临裁员；全球将会利用更便宜的能源储备，直到你举白旗并拍卖你的资产。
第四，比特币发行减半，下次将在2024年4月发生，每四年将强烈淘汰效率低下的矿工。当比特币矿工全球预计的能源支出在九个月内几乎减少50%时 – 除非比特币价格翻倍或费用市场剧增 – 任何利润薄弱甚至适中的矿工都将被迫寻找更便宜的能源或灭亡。
能源守财奴的影响
因此，我们可以得出结论，比特币将趋向于全球最便宜的能源。那会导致什么呢？一个直接的影响是，比特币不会长时间显著提高任何人的公用事业费率。它根本做不到。如果比特币矿工进入一个电力市场后，使大多数用户的价格显著上涨，那么这些价格将随后高于世界其他地区，挖矿在其他地方将更具利润性。新近电力变得昂贵的地区的矿工将面临被淘汰的风险。
此外，矿工由于可以中断，所以永远不会在电力最昂贵的时候使用电力 – 即使仅仅为了挖一枚比特币的电力成本超过一枚比特币 – 因此永远不会对电网的需求高峰贡献力量。这些需求高峰对基础设施需求和高电力成本负有很大责任。尽管矿工可能会提高价格下限 – 不要过分提高，否则将被竞争对手击败！ – 但他们绝对不会提高价格上限。
在环境方面，另一个更具戏剧性的结论是：世界上最便宜的能源是目前没有人想要的能源。这意味着那些处于空闲状态或在错误时间产生的能源。这种几乎免费的剩余电力主要是由于无法随着负载变化而调整的发电方式（核能、水电、风能或太阳能）。
对于一个燃气电厂来说，如果需求下降，只需减少燃气供应。但是当白天某个时段需求下降，或重工业离开某个地区时，这些非化石能源不能降低它们的产量，结果价格下降。随着可再生能源发电计划的实施，这些过剩的电力资源在未来几十年中将会不断增加。
另请参阅：《比特币挖矿对环境有益，并有利于能源网络》| 观点
比特币购买那些在错误时间由间断性可再生能源、核能或水电设施在本地电力市场上产生但需求不足的电力，改善了这些形式的电力发电的经济效益。
可以使用一个类比来帮助理解。假设一个面包店的顾客事先同意每天购买一定数量的糕点，除非是繁忙的一天，那时他们会取消每日的订单。假设顾客还同意在每天结束时购买所有未售出的糕点。这就是比特币挖矿。
就像理想的面包店顾客既规律又顾及其他买家一样，矿工事先同意以低价以可预测的方式购买一定数量的电力，但在需求激增时关闭他们的机器为其他出价更高的买家腾出空间。就像面包店顾客等待一天结束时的浪费糕点一样，老旧且效率较低的矿机矿工也等待他们唯一能获利的能源：免费的电力。
在这两种情况下，卖方 – 糕点或电力 – 能够满足客户的需求，但也依靠这种非常特殊和灵活的买家获得稳定的收入。
比特币节俭购电的另一个结果是，它非常适合清理也是废物的能源。被燃烧的甲烷根本没有赚钱，但可以用来发电和挖矿比特币。因此，比特币矿工将寻找燃烧的天然气，无论是在垃圾填埋场、污水处理设施、农场还是油田，并加以利用，减缓联合国所称的“在未来25年内减缓气候变化的最有力工具”。
最后，进入ASIC的所有电力都以热的形式离开。找到销售这种热量的矿工将比那些没有的矿工具有竞争优势。这已经在各种场景中发生 – 温泉、蒸馏厂、区域供暖 – 在这些场景中是有意义的。而且我们可以推断，如果有利可图，它将继续发展。
总之，比特币挖矿是一个几乎完美的市场，利润逐渐趋近于零，其最重要的投入是能源。鉴于挖矿不受地理位置限制，可扩展和灵活，它将不可避免地在能源最便宜的地方和时间进行。这意味着对无人竞争消耗的废弃能源进行非竞争性利用，在我们当前的能源环境中，这是非可调度发电的必然副产品。
消耗本来会浪费的能源被证明对能源经济和整个能源系统的排放是有益的，因为它改善了不可调度发电的经济性，鼓励清理废弃甲烷并推动电加热。
现实世界中的复杂问题和尚未解决的困难
上述推论都有一些注意事项和例外情况。债务可能使矿工在亏损的情况下运营，所以短期内能够获得资金而不是廉价能源的矿工可能会蓬勃发展。管辖风险可能超过电价优势——谁愿意拥有可以随时被腐败政府夺取的采矿业务呢？
在牛市中，ASIC或其他电力基础设施可能供不应求，因此矿工的利润空间保持较大，使他们可以奢侈地消耗昂贵的能源，直到ASIC和其他基础设施供应跟上。
此外，减半事件可能会引发足够规模的牛市，以至于无法淘汰效率低下的参与者。根据比特币挖矿的承诺，新的电力发电项目难以获得融资，因为比特币的波动性使借款人不确定。而间歇性可再生能源提供的廉价电力伴随有相当长的停机时间，而ASIC的折旧率是稳定的，这对纯粹依靠可再生能源的挖矿构成了挑战。
最后，各国以各种方式补贴能源并监管能源市场，使得我的基本经济学分析在当地失效——例如，当燃煤发电厂受到补贴时，它们突然变成了挖矿比特币的经济方式。任何电力市场都可能被操纵，以使比特币矿工锁定低价，而其他买家则因需求增加而被迫支付更高的价格。
所有这些限制条件都是真实存在的，并且在过去两年中解释了一系列负面比特币挖矿报道的事件。当中国在历史性的牛市中禁止比特币挖矿时，电价几乎无关紧要，而容易获得的资金则涌入比特币挖矿行业，导致对任何价格的电力进行疯狂争夺，给一些地方电网带来压力，并保持一些原计划关闭的化石燃料电厂的运营。
但上述的例外情况只是证明了一个规律。每一个例外都代表着某种临时的异常或市场失灵，从长远来看，这必须让位于近乎免费的能源的无情进军。没有什么能够长期阻止历史上最便携、可扩展、灵活且对价格敏感的能源消费者从充足、近乎免费、不需要的能源中获益。这是宿命。
另请参阅：比特币减半即将来临，只有最高效的矿工才能生存
当然，绿色和平将继续声称比特币将毁灭世界，同时要求对其代码进行更改。他们在反对核能的几十年运动中，已经表现出愿意在证据稀缺的情况下攻击一项拯救气候但新而可怕的技术。
但是，政策制定者和行业领导者之间关于比特币挖矿对能源系统和环境的影响的认真对话必须做得更好。他们必须从基础开始调查这项新技术，在就其本质达成一致之后，再展开对比特币挖矿在混乱的现实世界中如何发生的争论。
这种达成一致的基础是比特币挖矿对更便宜能源的不懈追求。
由丹尼尔·库恩编辑。
