美国比特币挖矿对气候的影响

比特币挖矿以其高能耗而闻名。截至 2023 年 3 月 25 日，比特币矿工的电力需求高达 15.4 千兆瓦 (GW)。在比特币网络中，所谓的“矿工”们通过计算难题相互竞争，将区块添加到链中，并验证区块中包含的币所有权和交易。为了参与这一过程，矿工们使用专门的硬件设备，这些设备会消耗电力。

尽管学者和比特币支持者都认为矿工消耗了大量电力，但关于比特币挖矿对气候的影响，各方观点却存在根本性分歧。批评者认为比特币的电力消耗是一场灾难，而支持者则认为这是一种特性而非缺陷。越来越多的学术研究将比特币的碳足迹与中等规模国家的排放水平进行了比较。同时，比特币支持者强调了电网平衡服务、支持可再生能源扩张、通过利用火炬气或封闭废弃油井减少甲烷排放以及利用挖矿硬件产生的余热进行辅助活动等潜在的气候效益。

值得注意的是，在2022年12月北美冬季风暴埃利奥特（Elliott）期间，比特币矿工的算力下降了高达100 EH/s，相当于当天比特币网络总哈希率的38%。这一数字提供了经验证据，表明到2022年12月，至少38%的比特币挖矿活动发生在美国和加拿大。

我们验证了双方的论点，并基于13家上市公司的数据（这些公司占截至2022年底全网算力的四分之一），为美国比特币挖矿的规模和能源来源提供了实证证据。使用电网平均排放因子，我们发现，我们分析的这13家矿工的电力碳强度为397克二氧化碳/千瓦时，几乎相当于美国电网平均值387克二氧化碳/千瓦时。此外，我们发现，仅美国这13家上市公司每年造成的二氧化碳排放量就高达7.2百万吨， 超过了佛蒙特州的碳排放量。

这些基于电网平均排放因子的发现，与业内声称的比特币挖矿大部分（58.9%）由可持续能源驱动的说法相悖，因为美国发电结构中来自可再生能源（21.5%）和核能（18.2%）的非化石能源占比明显较低。同时，我们发现比特币挖矿的潜在气候效益也值得密切关注。例如，比特币网络的财政激励措施可以补贴封堵孤井和未封堵井的措施，从而大规模减少甲烷排放。

大型上市比特币矿工的位置和能源来源的透明度不断提高，凸显了披露义务的价值，并可能有助于消除不受支持的行业主张，改进基于假设的学术模型，并为监管机构指出比特币挖矿可能带来气候共同效益的领域。