本文由BlockWeeks编译整理
比特币网络的电力消耗，是否是一种可被接受的能源使用方式？自比特币诞生以来，这个问题就被反复讨论。尽管已发表的报告与分析数量很多，争论却从未停歇——而且往往在每一轮牛市中卷土重来。
要回答这个问题，先要厘清一个前提：比特币是一种全新的技术，它并不精确替代任何一个既有系统。它不只是一个结算层，不只是一个价值储存工具，也不只是一种交易媒介。比特币网络确实消耗了大量能源，但正是这种能源消耗，构成了它稳健与安全的根基。
由于比特币的账本是透明的，估算其能耗相对容易——这也让它成为最容易被攻击的对象。相比之下，很少有人用同样的标准去追问传统行业。比特币最常被拿来与两类成熟体系比较：传统银行体系（支付、储蓄与结算）与黄金（非主权价值储存）。但这两个行业的能耗并不公开披露，外界几乎无从审计。若真要就比特币的能耗展开一场诚实的对话，就该把它放到这些最常被对比的行业旁边一并衡量。
比特币的能耗构成：99.8%来自矿机
比特币的直接能耗来自三处：验证与转发交易的节点、协调全球矿工活动的矿池，以及矿机。其中绝大部分，约99.8%，来自矿机的运行。这些被称为ASIC的专用集成电路机器，唯一的任务就是执行工作量证明（PoW），以产出新区块、结算交易并维护网络安全。PoW通过“必须消耗能源”这一简单要求，把虚拟资产与物理世界在密码学上绑定起来，这也是比特币最具革命性的设计之一。
截至研究撰写时，比特币网络的总能耗估计约为113.89 TWh/年。几个对比数字可以让这个数字更容易理解：
- 全球年度能源供给约166,071 TWh，是比特币网络的1,458.2倍；
- 全球年度发电量约26,730 TWh，是比特币的234.7倍；
- 每年在输配电环节损耗的电力约2,205 TWh，是比特币的19.4倍（基于世界银行与IEA估算）；
- 美国家庭中“常年待机”电器的能耗约1,375 TWh/年，是比特币的12.1倍。
这些对比说明：在基本假设下，比特币的能耗完全可以被实时估算。但“耗电很多”这个指控必须先回答一个问题——相对什么而言？
黄金与银行：对不透明行业的“善意估算”
既然公开数据稀缺，研究者选择把方法论完全开源，供他人复核，并对黄金行业与银行体系分别做了尽力而为的能耗估算。黄金部分覆盖开采、精炼、金库储存等环节；银行部分则更为复杂——没有任何一家银行被要求公开自己的用电量，要得出一个全面数字，只能依赖各家银行自行披露。
在支付侧，测算可以从公开数据入手：以全年8,760小时为计算基础，研究估算VISA网络的用电量约0.84 TWh/年；2019年VISA处理了1,855亿笔交易，是全球4,410亿笔卡交易的一部分。把全球所有卡组织网络的运行耗电加总，估计约2.00 TWh/年——这个数字甚至没有计入卡组织办公楼的用电。
银行业整体，依据可获得的公开信息估算，每年耗电约263.72 TWh。但必须强调，这只是一个局部视角：中央银行、DTCC之类的清算机构，以及传统金融体系的其他环节都被排除在外。整个银行体系的真实能耗至今未知，其外部性也未被计入。
用交易笔数比较，本身就是错的
即便把这些数字加总，比特币与银行体系各层级之间的对比仍然内在地不公平。传统金融是一套由交易对手与中间结算层层堆叠的复杂等级结构：信用卡网络擅长快速支付与借据流通，却依赖银行体系完成结算；银行体系又依赖央行完成最终结算；央行则依托整个美元体系。
更重要的是两者的扩展方式不同。银行体系随交易笔数增长而扩张，交易越多，需要的基础设施越多；比特币的能耗并不随交易笔数同步膨胀。用“每笔交易耗电多少”来做判决，是把一套按量扩张的系统与一套按安全预算扩张的系统强行放在同一套标准上衡量。
攻击成本与矿工的经济理性
能耗换来的安全性可以被量化。若要对比特币网络发起攻击，攻击者需要积累相当于新增16GW矿机的算力，并承担驱动这些机器的巨额电费——这是一项极其庞大的工程。而且网络并非静止不动：等到攻击者积累起有意义的算力份额时，网络的哈希率早已继续攀升。
矿工首先是受经济利益驱动的参与者，会主动寻找最低成本的电力以最大化利润。由于全网矿工彼此竞争，每个人都有动力压低运营成本、把自己安置在成本曲线的最低端——哪怕这意味着从能源丰富的地区迁移到另一个地区。即便矿工看好比特币，也只会投资于预期能够盈利的矿场；一旦无利可图，就会关机退出。2020年5月最近一次减半后，网络哈希率因收入下降而下滑了23%，而运营效率高的矿工依然盈利，并从竞争减弱中获益。
结论：能源使用本身并非罪恶
这项研究以定量方法把比特币的能耗与其他行业放在同一张表上，但同时也承认：比特币的价值并不只是定量的。
对比特币网络重要性的主观看法因人而异，但比特币的属性不会因人而变：任何人都可以使用比特币，任何人都可以自己持有比特币，任何一笔比特币交易都能在约一小时内获得概率意义上的最终结算——7×24小时，全年无休。对于那些无法享受稳定、可及金融基础设施的人来说，这些特性意味着财务自由。对比特币网络而言，间歇性能源与过剩能源恰好找到了完美的用途，这反过来也能让能源部门受益。而只要采用度需要，网络还会继续扩容。
能源利用本身未必是坏事。正如Vaclav Smil所写，能源是唯一通用的货币。人类会不断发明需要更多能源的新技术，去挑战既有秩序，比特币只是又一个例子。
那么回到最初的问题：比特币网络的电力消耗，是一种可接受的能源使用方式吗？答案很明确——是。
