Arcane 研究：比特币未来将消耗多少能源？

吴说区块链授权翻译转载 本文估计了到 2040 年比特币能源使用的发展情况。能源消耗会变得高到比特币无法扩张，还是低到无法保证系统的稳定？或者介于两者之间？让我们来一探究竟。 比特币能源争论的焦点几乎完全集中在比特币目前的能耗上，而没有考虑到其未来发展。在本文中，笔者根据几种价格情景来估计比特币未来的能耗，并概述了交易费用和电价等因素的变化如何影响该估计。 是什么决定了比特币未来的能源消耗？ 在深入研究之前，我们应该了解是什么决定了比特币的未来能耗。最重要的变量是比特币价格，交易费用，矿工花在电费上的收入百分比以及矿工的平均电价。 比特币价格 比特币价格是比特币未来能耗的最关键决定因素。要理解为什么我们必须看看比特币采矿业的竞争动态。 比特币价格乘以区块奖励决定了全行业比特币矿工的收入，这涵盖了他们的成本和利润。比特币价格的上涨使整个行业的矿工收入增长，在短期内提高了矿工的利润率。比特币挖矿是一个竞争激烈的行业，进入门槛低，这些丰厚的利润回报自然会吸引更多的矿工参加盛宴，导致能耗的增加。 交易费用 目前，大多数矿工几乎无视交易费用，因为它们只占矿工总收入的一小部分。因此，您可能会惊讶地发现，比特币的交易费用水平对其未来的能耗至关重要。 比特币矿工每年产生 52，560 个区块，第一个找到区块的矿工将获得以比特币计价的区块奖励。区块奖励由两部分组成：区块补贴和交易费用。区块补贴是新铸造的比特币，而交易费用是区块中包含的交易发送者作为小费支付给矿工的比特币。 从历史上看，每个区块的平均交易费用为 0.4 比特币，这只是当前区块奖励的一小部分。交易费用可能看起来是区块奖励中不起眼的一部分，但随着比特币减半，交易费用将变得越来越重要。比特币减半每四年发生一次，区块补贴随之减半。在本文后面的一节中解释了减半对比特币能源消耗的影响。 假设每个区块的交易费用在 2040 年前都将保持在 0.4 比特币。由于交易费用不变，但区块补贴每四年减半，交易费用在区块奖励所占份额将逐渐增大。根据估计，区块奖励的交易费用份额将在 2040 年增长到 67%，即每区块的区块补贴为 0.195 比特币而交易费用为 0.4 比特币。 虽然比特币价格是比特币未来能源消耗中最关键的决定因素，但交易费用紧随其后，其重要性将在未来进一步凸显。 矿工收入中用于电力的百分比 比特币矿工将把一定比例的收入花在能源上，这个比例越高，该行业的能耗就越高。为了估计这一比例 2040 年如何发展，我们必须再次研究该行业的竞争性质。 在任何行业中，费用可以分为两个主要部分：CAPEX（资本支出）和 OPEX（运营费用）。对于比特币矿工来说，CAPEX 由机器和电气基础设施组成，而 OPEX 主要由能源组成。目前，基于 88 TWh 的能源消耗和每兆瓦时 50 美元的平均能源价格，比特币矿工将大约 50% 的收入花费在能源上。 随着行业的成熟，比特币矿工花在能源上的收入份额将在目前的基础上进一步增长，挖矿很可能成为有史以来最具竞争力的行业。这是一个难以监管的全球性行业，且进入壁垒低。从长远来看，激烈的竞争可能会抹去利润率，除非矿工能够获得异常便宜的电力。 此外，由于 ASIC 的改进放缓，资本支出占比将逐渐降低。为了解释这些趋势，我假设矿工收入用于电力的百分比每年增长 2%，这意味着到 2040 年将达到 71%。 比特币挖矿业的平均能源价格 如前所述，比特币矿工将共同获得特定的年收入，这取决于比特币价格和区块奖励。他们将把一定比例的收入花在能源上，这取决于行业竞争动态的展开。要了解这种能源成本转化为多少能源，我们必须估计该行业的平均能源价格。 我估计比特币采矿业的平均电价为每兆瓦时 50 美元，并相信在可预见的未来，它将保持在这个水平。我们已经看到全球高通胀，这种情况可能会持续下去。尽管如此，随着时间的推移，比特币挖矿的极端竞争性质激励着矿工寻找更便宜的能源。 比特币挖矿是一个与位置无关的行业，这意味着您几乎可以在任何地方建立挖矿业务。到 2040 年，我相信大多数比特币矿工将利用比电网电力便宜得多的能源。一些矿工可能仍然通过电网连接，但他们将通过提供需求响应服务或出售机器的热量输出来降低能源成本。 矿工通过为能源行业提供正外部性来实现较低的能源成本，这将抵消通货膨胀的影响。因此，我相信采矿业的平均能源价格将保持在每兆瓦时 50 美元。 比特币可能成为重要的能耗源，但这取决于价格 如果你读过关于比特币挖矿的新闻头条，你可能会认为在全球比特币消耗了巨量的能源。但比特币挖矿每年仅消耗 88 TWh，占全球 173，340 TWh 能耗的 0.05%。更宏观来看，比特币挖矿目前的能耗比起消耗总量来说微不足道。 比特币挖矿目前的能耗量是有限的，但从历史上看，能耗量会随着比特币价格的增长而迅速增加。如果比特币价格在未来几十年内继续飙升，比特币挖矿可能会成长为全球重要的能耗源。 比特币价格是决定比特币未来能源消耗的最关键因素。因此，我对三种情景进行了模拟：