*重要聲明：本文為SAI賽熱科技內部研究報告，其中的原始數據來源於官方統計機構和研究機構已公開資料。本報告不構成對閱讀者的任何投資建議。
近期，關於重新定義比特幣的能源浪費和造成巨大環境破壞的爭論再次引起了人們的關注。特斯拉CEO埃隆.馬斯克周三在推特上說，特斯拉已經 "暫停使用比特幣購買車輛"，因為擔心 "用於比特幣開採的化石燃料迅速增加"。氣候問題與比特幣挖礦如何成正相關？
比特幣誕生超過了十一年，它正逐漸獲得更為廣泛的機構和市場認可。雖然建設性的批評是有益的，但我們認為，這些因為浪費能源而反對比特幣的結論是建立在過時的信息數據和不完整的分析導致的。
在本文中，我們收集了包括投資機構調研報告、學術論文等多方渠道的公開數據，並加以整理和分析，製作了這份備忘錄。
● 比特幣挖礦相比黃金開採、金融系統和傳統計算碳排放更少，更加高效
關於通過計算挖掘比特幣會產生大量碳排放並進一步導致環境惡化的辯論。
根據下文中的數據，比特幣挖礦的實際消耗量低於金礦、金融和計算機行業。
方舟投資管理公司（Ark Investment Management）批判了常見的一些對比特幣的誤解。比特幣的能源足跡很容易招致批評。然而，僅從電力的角度來看，在全球範圍內，比特幣比傳統銀行和黃金開採要有效得多。傳統銀行每年消耗23.4億GJ，黃金開採每年消耗5億GJ，而比特幣消耗1.84億GJ，分別不到傳統銀行和黃金開採的10%和40%。此外，比特幣開採的每GJ支出的美元成本的效率是傳統銀行業的40倍，是黃金開採的10倍。
CoinShares斷言說，若是論利用可再生能源總量，比特幣挖礦可以說比世界上幾乎所有其他行業都要多。用黃金和傳統金融行業的發展方式來做個更直觀的比較（見下文）。
研究人員假設每公斤黃金的開採能耗為175GJ，每年大約有3100噸黃金被開採出來，據此計算黃金開採的總能源需求每年接近150TWh。
根據這個圖表，可以確定黃金開採比比特幣開採需要更多能源。
需要注意的是，系統消耗多少能源和排放多少碳之間有重要的差別。雖然確定能源消耗相對簡單，但如果不知道確切的能源組合，即開採比特幣的計算機所使用的不同能源的構成，你就無法推斷出相關的碳排放量。比如每單位的水電能源會比同樣單位的燃煤能源對環境的影響小得多。
由此可以見，對比特幣採礦中使用的可再生能源百分比的預測差異很大。根據CoinShare的報告，在2019年12月比特幣的能源消耗中有73％是碳中和的，這主要是由於中國西南地區和斯堪的納維亞半島等主要採礦中心的水力資源豐富。
根據國際能源協會（IEA）的數據，與所有其他燃料形成鮮明對比的是，用於發電的可再生能源到2020年將增長近7%。全球能源需求將下降5%，但進入電網優先權和不斷安裝的新電廠為可再生能源的強勁增長奠定了基礎。
IEA還表示，預計疫情導致的經濟活動下降將損害可再生能源的熱量消耗。根據比爾-蓋茨在新書中所提到的，電力和供暖產生大量的碳排放，清潔能源很難解決調峰和消費問題。SAI(www.sai.tech)賽熱科技團隊創新地將計算產生的熱量再利用，用以供暖服務，可以同時解決能源消耗和碳排放問題。通過這種形式，我們可以把比特幣挖礦理解為一個 "有經濟收益的電池 "來消耗閑置的電力。
● 比特幣是清潔能源使用比例最高的金融系統、科技產業
比特幣的能源消耗方式與大多數其他行業不同的另一個關鍵因素是，比特幣可以在任何地方進行開採。幾乎世界上所有能源的使用都必須相對接近其終端用戶的生產，但比特幣沒有這種限制，這使得礦工可以利用大多數其他行業無法利用的電力。
水電是非常直觀的例子——在中國四川和雲南的灃水期，每年都有大量的可再生水電能源被浪費掉。在這些地區，電力生產能力大大超過了當地的需求，而電池技術還遠遠不夠先進，所以沒有辦法將能源從這些農村地區儲存和運輸到需要它的城市中心。而這些省份是中國挖礦行業的中心地帶，在枯水期負責全球10%的比特幣開採，在灃水期負責50%的比特幣開採，這並不是巧合。
如前文所述，另一方面，比特幣挖礦在某種程度上可以說是有效打通了可再生能源和存儲環節。當把發電與存儲和挖礦結合起來，會比單獨建設發電和存儲設備取得更高的投資回報率。在BCEI白皮書中，通過將礦工與可再生能源+存儲項目相結合，我們認為它可以為電網提供隨時可用的 "過剩 "能源，以應對越來越常見的類似於需求激增時的過熱或過冷天（如2021年初德克薩斯州的停電）黑天鵝事件。
換句話說，比特幣消耗的電量中是一些“註定被浪費”的能量，並且在某種程度上提升了清潔能源發電的收益。
而只有提升使用可再生能源的收益，降低其成本 ，市場才會自發選擇利用清潔能源，能源利用方式的轉型才會真正加速。而在這一點上，比特幣挖礦做出了某種“促進”作用。
● 比特幣挖礦更符合ESG，且有利於碳中和
許多記者和學者都在談論比特幣的高 "單筆交易能源成本"，但這個指標是有誤導性的。比特幣的大部分能源消耗發生在採礦過程中。在幣被“挖”出來后，進入交易環節所消耗的能量非常小。因此，只看比特幣迄今為止的總能耗，然後再除以交易數量，是沒有意義的。大部分的能源是用來挖掘比特幣的，而不是用來支持交易的。這導致了我們一個嚴重的誤解：與開採比特幣相關的能源成本將持續呈指數級增長。
比特幣開採是一個相對能源密集型產業。相應地，礦機在運算過程中會產生大量的熱量，這些熱量通常會被排放到大氣中。以SAI賽熱科技為代表的一些公司正在探索不同的方法來回收和重新利用廢熱，以創造額外的收入來源並抵消電力成本。
實際上，很多企業在用科技手段提高在能源在以挖礦為代表的高性能計算中的利用率，從某種意義上說是減少了能源的使用。
比如在SAI賽熱科技某位於中亞的項目中，SAIHEAT算能中心可以技術手段回收計算產生的餘熱供暖，再將熱量用以溫室供暖。使溫室可以維持在43.4度（室外環境為零下7度）。整個過程的平均熱回收率超過80%。這使得客戶可以降低35%左右的算力、熱力成本的同時有效降低電力配套投資，實現了清潔算力的解決方案。
類似的，Genesis Mining公司也計劃建立一個600千瓦的風冷數據中心集裝箱，它將通過一個特別建造的空氣管道系統向一個300平方米的溫室提供熱量。這些熱量將使溫室全年保持在25°C的舒適溫度，而該地區的室外溫度最低可至零下30度。這些數據中心的熱量也將用於魚類、昆蟲和藻類養殖等用途。
用可再生能源賦能礦機芯片，通過科技手段高效利用計算產生的餘熱，這形成了一個碳中和的閉環。
● 對未來的展望
比特幣自誕生以來就一直在應對各種懷疑。而在碳中和的大趨勢下，比特幣的能源消耗和其所謂的對環境有害的碳排放水平無疑成為了最熱門的議題，而這種爭議還會持續下去。我們認為這種討論是有意義的，可以持續促進和加速比特幣行業持續向由清潔能源提供清潔算力的方向發展，在類似SAI賽熱科技等企業的不斷努力下，算力行業將持續清潔化，關於比特幣挖礦使用的能耗會進一步降低。這既符合社會ESG發展方向，又提供了符合經濟效益的最優解。而隨着清潔計算產業的發展越來越成熟，它更有利於減少人類社會的碳排放總量，進而幫助實現碳中和的目標。
● 參考文獻/數據來源
- ARK Investment Management LLC
- https://coinshares.com/research/bitcoin-mining-network-december-2019
- https://coinshares.com/research/bitcoin-mining-network-december-2019
- https://www.iea.org/reports/renewables-2020?mode=overview
- https://ourworldindata.org/grapher/renewable-energy-consumption?country=~OWID_WRL
- https://ourworldindata.org/grapher/modern-renewable-energy-consumption?country=~OWID_WRL
- https://digiconomist.net/bitcoin-energy-consumption
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