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研究 | 比特币挖矿和电子游戏:谁消耗更多电力?

比特币,就好像是我们目前还没拥有的电池,它储存着多余的能源,并让它们的价值与时间长存。

比特币挖矿的耗电量是近几年的一个热门话题。实际上,比特币对环境的负面影响也成为许多比特币专家对数字货币的常用批评论点之一。

然而,没有语境的数据相当具有误导性,当记者撰写关于比特币挖矿的新闻时,就经常是这样的。(估算的)电力总消耗量确实很高,且电力消耗随着网络的哈希率的增长而迅速增长。但是,挖矿对世界的影响常常是被歪曲和误解了。

在这里,我们将比较全球比特币挖矿的电力消耗和全世界的游戏机和电脑在电子游戏上的电力消耗。我们也将讨论它们各自的电能来源的差别,以及它们对环境的影响。

下面,从最常见的比较开始,让我们先来看看比特币耗电量对比国家耗电量的最新数据。

比特币的电力消耗能和一些国家的电力消耗相比

在2017年左右的研究流行将比特币的总共电力消耗与整个国家的电耗相比。因此,剑桥大学发明了一个方便的工具,它叫剑桥比特币能耗指数 (Cambridge Bitcoin Energy Consumption Index CBECI),这个工具跟踪比特币挖矿每年的电力消耗,并进行有趣的比较,我们可以从这个工具得到一些信息。

截至2019年11月,比特币的估计能耗与哥伦比亚,委内瑞拉和智利这几个国家的能耗水平处于同一范围。

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但应该要指出的是,与全球最大的电力消耗国家相比(中国每年电能消耗55640亿千瓦时,美国每年电能消耗39020亿千瓦时),比特币的能耗只是一个很小的数目。

而接下来的比较是我们真正想了解的。

比特币 vs. 电子游戏——谁更耗电?

首先,需要强调的是以下的计算结果可能具有较高的误差范围。

比特币挖矿的能耗高低取决于整个网络的哈希率高低和每个在使用矿机效率高低。例如,仅用最新最高效的ASIC矿机来生产100 Eh/s算力的电耗,比使用2017年或更早版本的ASIC矿机来生产100 Eh/s算力的电耗少得多。

话虽如此,CBECI使用的一种稳健的电力消耗计算方法,因此我们觉得使用他们截至2019年11月每年715.5亿千瓦时的数据是没问题的。

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估算全球电子游戏的耗电量要更困难。其中一个原因是用于玩游戏的设备种类繁多。比如PlayStation 4或者Xbox One之类的游戏机,比例如Digital Storm – Velox之类的高端游戏电脑所消耗的电量更低,因此平等计算各种游戏主机的能耗必不会很准确。此外,与比特币矿机不同的是,电子游戏机和电脑不像比特币矿机那样全天候运行。

想要准确地估计全球在电子游戏上的能耗,需要考虑这些因素以及许多其他的因素。这也超过了这短篇博客文章的范围。幸运地是我们可以参考劳伦斯伯克利国家实验室 (Lawrence Berkeley National Laboratory)在2018年进行了关于加利福尼亚州范围内的电子游戏能耗的研究。他们考虑了各种因素,例如各种游戏系统的流行性,各自的效率,典型的用户行为等。

您可以从以下的图表中更好地透彻了解他们的方法,图表是基于典型的用户行为来计算出的各种游戏系统的加权消耗。

研究 | 比特币挖矿和电子游戏:谁消耗更多电力?

研究 | 比特币挖矿和电子游戏:谁消耗更多电力?

最终,综合了所有这些数据后,研究团队得出结论,2016年在加利福尼亚州年度的视频游戏电耗大约为41亿千瓦时 。

研究 | 比特币挖矿和电子游戏:谁消耗更多电力?

现在,最后的一步就是根据加利福尼亚的数据,来外推估计整个世界范围内电子游戏的电能消耗(再次需要重申,本文的估计可能具有较高的误差范围)。

首先,我们用加利福尼亚的数据估算出整个美国的游戏消耗。加利福尼亚的人口大约有4千万人,而整个美国大约有32.7亿人口。如果我们假使美国其他地区的视频游戏玩家的行为类似于加利福尼亚,我们简单的将加利福尼亚的每年41亿千瓦时消耗,乘以327/40的比率,我们将得到美国的电子游戏每年消耗335亿千瓦时电能。

下面,我们使用2019年在WePc上发布的电子游戏行业总览(Video Game Industry Overview),来进一步外推全球电子游戏的总能耗。在这种情况下,使用有关游戏公司收入的数据来进行推算,比用有关世界各地的玩家数量以及他们的典型用户行为的数据来推算,推算的结果会更容易更细致。(请注意,根据NewZoo“收入是基于每个国家的消费者支出,不包括硬件销售,税收,企业对企业服务,在线赌博和和博彩收入”)。

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考虑到美国对全球电子游戏收入贡献了32%,我们在此做出一个(还是很不完美)的假设,即美国对全球电子游戏能耗也贡献了32%。这样的话,全球在电子游戏上每年总共消耗1047亿千瓦时的电能。

 重点是什么?

基于我们的粗略估计,截至2019年11月,我们发现全球在电子游戏上的电力消耗比比特币挖矿的电力消耗高46%。但是,由于这样的估计很不完美,这两个行业的能耗实际上可能非常接近。而与直接将比特币挖矿的能耗跟小国家的年度电能消耗相比,这对研究当今比特币挖矿的真实规模和影响提供更好的语境参考背景。

更重要的是电能的来源。加密货币投资和研究公司CoinShares在2019年6月的报告中估计,用于比特币挖矿的电力有超过74%是来自可再生能源。实际上,比特币网络总哈希率的50-60%来自中国的四川省。因为这里在雨季时充满了廉价的水电,因为电力很难存储或者运输,所以很多冗余电能就被用来进行比特币挖矿。当雨季结束后,许多矿工将他们的矿场转移到其他的地方,利用当地的廉价地热能或者风能挖矿。

实际上,矿工之间为了能够长期竞争,他们必须获得廉价电力。出于这一经济上的激励,他们不断寻找成本最低的电价,许多矿工已经在可再生电能生产过量的农村地区开设了矿场。这也是简单的供需关系:这些地区的供应很高,且基本上没有任何需求,因为多余的电能很难存储或转移到有消费者的城市区域。

另一方面,截至2015年,美国能源信息署(US Energy Information Administration)估计全球电力的仅有23%来自可再生能源。因为大部分玩电子游戏的情景,更可能是发生在城市地区,所以可以合理地推测,玩电子游戏消耗的可再生能源的比例也是同样的23%。在这种情况下,我们得出以下分析结果:

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Dan Held在他的文章《工作证明是有效的》(Proof of Work is Efficient)中表示,“比特币是一种超级商品,开采自能源的宇宙基本商品。“工作证明”将电能变为了数字黄金”。换句话说,比特币,就好像是我们目前还没拥有的电池,它储存着多余的能源,并让它们的价值与时间长存。

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