比特币的高能耗系统引发可持续性争议

安德鲁·厄克特教授是伯明翰商学院（BBS）金融与金融科技教授兼金融系主任。

这是科因教授专栏中，我将加密货币学术文献中的重要见解带给解密读者。在本文中，我讨论比特币能源使用以及可持续加密货币的未来。

当你听到这些话“比特币挖矿”你可能会想象巨大的仓库里挤满了嗡嗡作响的电脑，像没有明天一样消耗着电力。这种想象与现实并不遥远。

自2009年比特币推出以来，其工作量证明（PoW）系统既是其最大的优势，也是其最大的争议。它保证了网络安全和去中心化，但也将数字金融与现实的能源和环境成本联系在一起。

比特币的能源足迹有多大？

首选基准是剑桥比特币电力消耗指数（CBECI）估计比特币挖矿的耗电量相当于一个中等规模的国家。但问题在于：比特币的能源消耗并非平稳上升，而是遵循市场周期。当比特币的价格矿机价格飙升，矿工们启动更多矿机，推高算力、难度和电力需求。当价格下跌时，老旧或效率较低的矿机就会停用。

斯托尔、克拉森和加勒斯多弗(2019) 估计当时的年消耗量约为46 TWh，二氧化碳排放量约为22兆吨。最近，新数据表明消耗量大幅增长。

根据2025年剑桥数字采矿业报告比特币的年度用电量目前估计为138 TWh，全网排放量约为39.8百万吨二氧化碳当量。同一报告还指出，截至2025年，矿工使用的能源中52.4%来自可持续能源（可再生能源 + 核能）。

这些更新的数据帮助我们看到，虽然比特币的环境足迹仍然很大，但其能源结构的构成也在发生变化——为2025年提供了更细致的描述。

超越碳：完整的足迹

一项新的研究提出了一个更广泛的问题：总环境成本是多少？一篇由查马纳拉等人.(2023) 估计比特币挖矿的能耗约为173 TWh，其中还考虑了二氧化碳、水和土地的影响。

与此同时，联合国大学警告称，在淡水资源匮乏的地区，采矿业严重消耗淡水。这不仅仅是为了机器的运转：德弗里斯(2021) 估计，由于矿工每隔几年就会更换硬件，废弃的ASIC矿机每年会产生数万吨电子垃圾。这种整体情况意味着比特币的生态足迹现在被视为多维度的：电力、排放、水、土地和废弃物。

工作量证明 vs 权益证明

故事的有趣之处就在这里。并非所有区块链都像比特币一样耗电。2022年9月，以太坊的合并将PoW替换为权益证明（PoS）。一夜之间，其能耗下降了约99.9%。同样的用户体验，截然不同的环境状况。这一举动向世界证明了加密货币并非气候恶棍。

以太坊的成功给比特币带来了一些令人不安的问题。如果另一个主流区块链能够在不消耗大量能源的情况下提供安全性和功能性，那么比特币是否应该效仿？

纯粹主义者对此持否定态度：正是工作量证明（PoW）赋予了比特币不可腐蚀、非政治化的安全性。批评者则反驳说，坚持使用工作量证明（PoW）可能会招致政治反弹、碳税，甚至在某些司法管辖区被彻底禁止。

采矿业可以实现绿色发展吗？

并非所有矿工都是环境污染者。有人认为，他们是解决方案的一部分，而不是问题的根源。在德克萨斯州，矿场罢工协议与电网运营商合作，在需求激增时削减电力。在冰岛 和 加拿大矿工们接入廉价的水电。最近的工程研究甚至探索利用挖矿来将过剩甲烷货币化来自垃圾填埋场或搁浅的可再生能源，否则这些可再生能源就会被浪费。

乐观的说法是这样的：比特币挖矿可以充当剩余绿色能源的“最后买家”，平滑太阳能和风能生产的波动。类似这样的研究侯赛因和施泰格纳（2024）等人认为，在适当的条件下，采矿业可以成为可再生项目的经济驱动力。

但目前尚无定论——矿工是否真正加速绿色转型或只是投机性地追逐廉价电力取决于地点、激励措施和监管。

未来之路

那么，2025年我们又将面临怎样的挑战呢？以下是一些重要结论：

• 比特币的足迹是真实且巨大的。我们谈论的不仅仅是电力，还包括碳、水、土地和电子垃圾。
• 设计很重要。以太坊的合并证明了PoS可以在不破坏网络的情况下大幅降低能源成本。相比之下，比特币则加倍重视PoW。
• 需要细致入微。并非所有采矿都一样——哈萨克斯坦的煤矿钻机与魁北克的水力发电场截然不同。
• 政策压力正在上升。预计各国政府不仅会问“有多少权力？”，还会问“什么样的权力？在哪里？以及伴随哪些外部因素？”

比特币始终伴随着能源问题。它究竟是成为气候恶棍，还是成为意想不到的绿色盟友，取决于未来几年矿工、政策制定者和社区的选择。

目前，有一个事实是明确的：在加密货币领域，无形之物并非无重量。数字货币的未来，确切地说，与电网息息相关。

参考

• 剑桥替代金融中心，2025年。2025年剑桥数字采矿业报告. 剑桥贾奇商学院。
• Chamanara, N.、Pereira, A.O.、Dsouza, C.、Pauliuk, S. 和 Hertwich, E.G.，2023年。 全球比特币挖矿的环境足迹. 地球的未来,11(11), e2023EF003871。
• de Vries，A.，2021年。比特币热潮：价格上涨对网络能源消耗意味着什么. 焦耳, 5(3), 第509-513页
• Stoll, C.、Klaaßen, L. 和 Gallersdörfer, U.，2019年。比特币的碳足迹. 焦耳, 3(7), 第1647-1661页。
• Hossain, M. & Steigner, T.，2024。平衡创新与可持续性：解决比特币挖矿对环境的影响。10.48550/arXiv.2411.08908.
• de Vries-Gao, A. & Stoll, C.，2021年。比特币日益严重的电子垃圾问题。资源节约与循环利用，175.105901.10.1016/j.resconrec.2021.105901.