比特币挖矿是人性、资本的异化的一个典型案例

1. 比特币简介

据百度百科介绍，比特币（BTC）的概念最早由中本聪于2008年11月1日提出，并于2009年1月3日正式诞生。比特币是一种点对点（P2P）形式的数字货币。 点对点传输意味着去中心化的支付系统，比特币交易记录公开透明。

与大多数法定货币不同，比特币并不依赖特定的中心化货币机构发行，而是由比特币网络上众多节点根据特定算法计算生成。 比特币可以在世界范围内流通，并且可以在任何连接到互联网的计算机上进行买卖。 无论身在何处，任何人都可以开采、购买、出售或接收比特币，且交易过程中外界无法识别用户身份。 信息。

比特币经济采用整个P2P网络中众多节点组成的分布式数据库来确认和记录所有交易行为，并采用密码学设计来保证货币流通各个环节的安全。 P2P的去中心化性质和算法本身保证了币值不能被比特币的大量生产人为操纵。 基于密码学的设计使得比特币只能由真正的所有者进行转移或支付，这也保证了货币所有权和流通交易的匿名性。

比特币的总量是有限的。 货币体系曾在4年内拥有不超过1050万枚硬币。 未来比特币总量将永久限制在2100万枚。

2. 比特币挖矿及监管治理

比特币是一种数字货币，由计算机生成的一串复杂代码组成。 新的比特币是通过预先设定的程序（算法）经过大量的计算而制造（产生）的。 这就是所谓的比特币挖矿（）。 比特币网络通过挖矿产生新的比特币。 所谓挖矿本质上是利用计算机解决复杂的数学问题，以保证比特币网络分布式记账系统的一致性。 比特币网络会自动调整数学问题的难度，使整个网络大约每 10 分钟得到一个合格的答案。 然后比特币网络会产生一定数量的比特币作为区块奖励，奖励那些得到答案的人。

比特币是一种虚拟货币，数量有限，可以兑换现金。 比特币在大多数国家都可以兑换为法定货币，比特币还可以作为支付货币来购买虚拟物品，比如网络游戏中的衣服、帽子、装备等； 只要有人接受，比特币也可以用来购买现实世界中的物品。 商品。

比特币的可兑换、可支付的特性决定了比特币挖矿是一种有利可图的投资行为，从而催生了比特币挖矿行业的发展。 许多面向科技玩家的网站已经开始接受比特币交易，比特币已经成为事实上的货币。 国外已经有专门的第三方比特币支付公司，类似于国内的支付宝，可以提供API接口服务。

在比特币挖矿发展初期，世界各国政府都缺乏相应的监管和治理措施。 近年来，一些国家开始对比特币采取一系列监管和治理措施。 各国政府对比特币的态度也差异很大。 比特币交易价格和政府对比特币的政策很大程度上决定了比特币挖矿活动的规模。 比特币尚未在任何国家或地区得到有效监管。 德国是世界上第一个承认比特币为“私人货币”的国家。

2017年9月4日，我国央行等七部委发布公告称，我国禁止虚拟货币交易。 2021年9月24日，中国人民银行发布关于进一步防范和处置虚拟货币交易投机风险的通知，指出虚拟货币不具有与法定货币同等的法律地位。

2021年6月9日，萨尔瓦多通过了《萨尔瓦多比特币法》。 该法案于9月7日生效，比特币正式成为萨尔瓦多法定货币，成为全球第一个赋予数字货币合法地位的国家。 9月6日，萨尔瓦多政府当天分两期共购买了400枚比特币，根据当前市场情况计算，价值约2100万美元。

2022年1月25日，国际货币基金组织（IMF）呼吁萨尔瓦多改变政策，停止使用比特币作为法定货币，理由是加密货币构成“巨大风险”。

2021年9月，古巴中央银行发布决议，承认比特币等加密货币的有效性。 加密货币成为古巴商业交易的合法支付方式。

2022年，中非共和国国民议会一致通过法案，将比特币确立为法定货币。

2022年3月，环保组织发起倡议，要求比特币改变生产方式，减少其生产带来的巨大电力消耗。

2023年2月，国际货币基金组织就各国应如何对待加密资产制定了九点行动计划，其中最重要的是“通过加强货币政策框架来维护货币主权和稳定，不授予比特币、等加密货币官方或法定货币状态”。

2023年12月，阿根廷宣布将批准使用比特币在阿根廷签订合同。

3. 比特币挖矿行业及价格变化

过去十几年，全球主要加密货币的交易量大幅增长，价格也大幅上涨，尽管不同时期都有较大的起伏。 目前，全球有超过10000种加密货币，加密货币市场规模估计近万亿美元，其中比特币在2023年3月达到5250亿美元。

比特币的交易价格以及各国政府对比特币的政策很大程度上决定了比特币挖矿活动的规模，因此比特币挖矿行业也经历了起起落落。 图1和图2分别显示了比特币兑换美元和人民币的市场变化曲线。 可以看到，目前每个比特币的兑换价格已经达到了4.5万美元和32万人民币。

图1 比特币兑美元行情变化曲线

图2 比特币兑人民币汇率市场变化曲线

图3和图4分别显示了分国家比特币挖矿算力访问率月度变化曲线和中国分省比特币挖矿算力访问率月度变化曲线。 哈希访问率指数显示了比特币挖矿活动规模。 从图3中，我们可以清楚地看到，中国政府的监管治理措施对中国的比特币挖矿活动产生了明显的影响。

图3 各国比特币挖矿算力访问率月度变化曲线

图4 中国各省份比特币挖矿哈希访问率月度变化曲线

4、比特币挖矿耗电量

加密货币交易处理需要一个计算单元，该计算单元通过解决加密数学难题为网络做出贡献，并且贡献者会因这种称为“挖矿”的工作量证明 (PoW) 操作而获得奖励。 这些计算单元（矿机）的运行需要大量的电力。 一台比特币矿机的功率约为1.5千瓦，每天运行24小时大约消耗36千瓦时的电量。

由于获得的经济回报价值超过了贡献成本，加密货币挖矿成为一项有利可图的经济活动，导致比特币挖矿活动及其电力消耗大幅增加。

据估计，目前全球约有100万台比特币矿机在运行。 剑桥另类金融中心（CCAF）提供比特币挖矿功耗指数（）的监测数据。 图5是当前比特币挖矿网络实时功耗的预估范围（理论最小值、理论最大值和预估值）。 目前比特币挖矿网络的耗电量约为17.47GW（1GW即100万千瓦），相当于每年的耗电量为153.14TWh（1TWh=1万亿瓦时=10亿千瓦时）。 图6是比特币网络每日电力需求的历史变化曲线。 图7和图8分别是比特币网络的月度和年度功耗历史曲线。 图9显示了2020-2021年全球比特币挖矿的功耗图。 2020-2021 年期间，全球比特币挖矿消耗了 173.42 TWh（万亿瓦时）电力。 我们可以看到，2023年全球比特币挖矿年耗电量已经达到120太瓦时，即1200亿千瓦时，而我国2022年全国用电量为86372亿千瓦时。 2023年全球比特币挖矿用电量相当于我国2022年全社会用电量的1.39%，比特币挖矿网络的用电量也显着呈现出逐年快速增长的趋势（见图7、图8） ）。

2020-2021年期间，全球比特币挖矿网络消耗了1734亿千瓦时的电力，比2018-2019年增长了60%。 2021年至2022年每年比特币挖矿耗电量将超过1000亿千瓦时，相应的2023年耗电量将超过1200亿千瓦时。 如果将比特币挖矿网络视为一个国家，其用电量排名全球第27位，领先于巴基斯坦这样拥有2.3亿人口的国家。

图5 比特币网络功耗实时监控

图6 比特币网络日电力需求历史曲线

图7 比特币网络月度耗电量历史曲线

图8 比特币网络年耗电量历史曲线

图9 全球比特币挖矿电力消耗地图（2020-2021）

5. 比特币挖矿对环境的影响

S.等人的研究。 根据比特币挖矿的电力消耗，首次估算了全球比特币挖矿的碳、水和土地环境足迹，并说明了需要采取紧急干预和行动来监测、控制和减轻加密货币市场的环境影响。

比特币挖矿网络的能源供应来源多种多样（见图10），其中67%来自化石能源。 2020年至2021年，全球比特币挖矿消耗了173.42 TWh（万亿瓦时）电力。 根据不同国家的能源比例，估计释放的二氧化碳超过8589万吨，相当于840亿磅煤炭燃烧释放的二氧化碳，产生2500万吨垃圾填埋垃圾。 抵消这些二氧化碳排放需要种植 39 亿棵树，覆盖面积几乎相当于荷兰、瑞士和丹麦的面积，即亚马逊雨林的 7%。

图10 全球比特币挖矿电源能源占比（2020-2021）

S.等人的研究基于2020年至2021年比特币挖矿的电力消耗和能源供应来源构成数据。 提供了对全球比特币挖矿的碳、水和土地环境足迹的首次估计。 图11为2020-2021年全球比特币挖矿产生的碳、水、土地环境足迹图。图12为前10位比特币具体用电量及碳、水、土地足迹的估算世界上的矿工。 前10名的碳排放量占比特币挖矿总碳排放量的94%。

图11 全球比特币挖矿碳、水和土地环境足迹图（2020-2021）

图12 全球前10名比特币矿商的电力消耗以及碳、水和土地足迹（2020-2021年）

S.等人的研究中使用的数据。 来自剑桥比特币电力消耗指数（CEBCI）统计数据库，该数据库包含 2020 年 1 月至 2021 年 12 月 76 个比特币矿商国家的月度统计数据，以及国际能源署等机构和研究人员的能源供应组合和环境足迹数据（使用了国际能源署 (IEA)。 图13显示了比特币挖矿温室气体排放的历史曲线。 可见，比特币挖矿产生的温室气体排放量逐年增加。 随着信息技术的进步，比特币挖矿网络的能源消耗减少，绿色能源比例增加，从而在一定程度上减少了其对环境的影响。 不同国家的能源结构不同，因此电力、水和土地资源的环境足迹也不同。

比特币挖矿对环境的影响不仅限于温室气体排放。 2020年至2021年，全球比特币挖矿还影响了1.65立方公里的水资源，相当于66万个奥运会游泳池的水量，超过了撒哈拉以南非洲的水量。 3亿农村居民生活用水； 同期受影响土地面积达1870平方公里。

比特币挖矿前10名国家的用电量超过54个非洲国家12亿人口总用电量的15%。 一笔比特币交易的碳足迹大致相当于 100 万笔 VISA 交易的碳足迹。

比特币挖矿行业正处于动态变化的状态，不同国家采取的不同政策对比特币挖矿市场产生了重大影响。 中国多年来一直是矿工的主要国家，但由于中国政府采取的一系列惩罚措施，中国的比特币挖矿份额从2020年的73%迅速下降至2022年的21%。据报道，中国比特币矿工将把部分挖矿系统迁移到哈萨克斯坦和美国，导致两国的比特币挖矿份额在2023年分别增长10%和34%。

图13 比特币挖矿温室气体排放历史曲线

六，结论

随着数字货币兑换和投资需求快速增长，比特币的高能耗特性引起了世界各国的关注。 比特币挖矿过程消耗大量电能和计算能力，世界必须密切关注这种增长所隐藏和被忽视的环境影响。 过去几年，比特币价格大幅上涨，引发了全球比特币开采竞赛，正在将加密货币市场转变为世界领先的污染行业之一。

为了降低比特币挖矿的环境成本，立即的政策干预、技术进步和科学研究至关重要。 拟议的措施包括提高透明度、经济和监管工具、开发节能替代硬币以及采用更环保的区块链验证协议。

比特币挖矿这种以赌博形式进行的财富竞争，对世界经济社会发展没有任何价值，反而带来消耗资源、污染环境、助长犯罪等负面影响。 比特币已成为毒品交易、洗钱和其他非法活动的一个因素。 活动的温床。 比特币挖矿或许是人性贪婪、资本邪恶、环境污染、技术异化的典型案例。

主要参考：

[1] 、S.、SA 和 K。全球：呼吁 。 地球，2023 年，11，。

[2] 索引，

2024 年 1 月 4 日 于宁

《地球科学新视野》2023 文章

“地球科学新视野”2022 文章