区块链技术是目前方兴未艾的创新技术之一，在教育、商业和工业领域都有潜在的应用。自比特币诞生以来，区块链已经成为一种无需任何第三方干预的数字信息存储手段。但是，区块链也面临着一些严峻问题，其中之一便是能源消耗。
能源消耗问题不容小觑
能源消耗已成为加密货币的最大争议点，受到很多批评家的公开谴责。根据剑桥大学做出的估算，比特币挖矿大约消耗了全球电力的 0.6%。比特币经济的碳排放与斯里兰卡或约旦等发展中小国的二氧化碳排放量相当。CoinMetrics 的数据显示，在过去十年中，交易所 Crypto.com 统计的多达 1.06 亿个活跃账户中，每天都有超过 100 万个比特币地址活跃。Digiconomist 网站数据显示，每年比特币挖矿的碳足迹达 40.91 吨，可与瑞士一年的碳足迹相提并论，电力消耗达 86.12 太瓦时，相当于芬兰整个国家，产生的电子垃圾达 10.66 kt，与卢森堡相当。总而言之，比特币挖矿是一项能源密集型产业，其高比率的电力消耗和碳排放对环境保护造成了一定危害。
来源：Digiconomist
为何人们如此热衷挖比特币？一方面是因为比特币币价一路看涨，前几个月一度突破新高，越来越多的人想要靠挖矿获得稳定的收入流和经济回报。来自 blockchain 的统计数据显示，全球矿工收入约合人民币 4.2 亿。不仅仅矿工的收入水涨船高，矿业公司股价也一度疯涨，如 Marathon Digital Holdings 公司股价已上涨 800%。此外，来自 CoinCentral 的数据显示，总量 2100 万个比特币，目前大约仅有很少部分的比特币还未开采。比特币存量的减少也激励矿工们铆足了劲，尽可能的多挖取比特币。
如何使比特币经济更加环保
首先，使用环保能源或可再生能源作为挖矿的电力供应。加密货币挖矿使用清洁能源，可以从根本上减少碳排放。2019 年，数字资产投资公司 CoinShares 发布了一项研究，指出高达 73% 的比特币矿工至少使用一些可再生能源作为其电力供应的一部分。前五名的比特币矿池（矿工为获得更好的利润率而合作的联合体）都严重依赖水电。剑桥大学的研究人员发现，可再生能源占矿工总能耗的 39%。 另外，现在许多比特币挖矿业务都依赖环保能源，比如水电和天然气。
除了水电等清洁能源可以省下不少电力费用外，类似西伯利亚低至零下 40 度的气候优势可以有效解决挖矿中心散热问题。俄罗斯安家拉河畔，人口不到 26 万的布拉茨克，天寒地冻，不易人居，比特币挖矿产业却在此悄然兴起。知名的挖矿公司 BitRiver 的主资料中心就位于布拉茨克，其声称挖矿产量约占全球的 2%。在冰岛，许多矿工也在那里建立了挖矿基地，计算机以地热能为能量来源，北极寒冷的天气则解决散热问题。
冰岛的比特币挖矿基地
其次，探索节能挖矿方案。Blockstream 首席执行官 Adam Back 表示，他的公司的挖矿设施，拥有 300 兆瓦的挖矿能力，依靠水电等工业电源的混合。他补充说，Blockstream 正在探索太阳能供电方案，使得老旧机器可以得到再次利用。由于加密货币价格的上涨速度超过了新矿机的建造速度，Back 表示，用可再生能源发挥退役旧机器的剩余价值，比简单地用它们换取新设备更加有利可图。此外，Back 表示，强大的比特币采矿基础设施可以支持社区，这是因为比特币矿机可以帮助存储和套利能源流。
即使在加密货币行业内，也有很多人认识到比特币挖矿的耗电，并在尝试不同的节能挖矿方法。例如，以太坊社区转向“权益证明”（PoS）挖矿模式，这可以大大解决原先的“工作量证明”（PoW）模式浪费资源、算力集中以及效率低下这三个痛点，因为 PoW 模式，顾名思义，就是组织庞大算力解决大量困难的数学问题，电力损耗严重，而 PoS 模式根据持有货币的量和时间进行利息分配，虽然在 PoS 机制中仍然存在算力挖矿，但数学题的难度和持币者的币龄有关。持币时间越长，算题越简单，挖到币的概率越大。PoW 模式中，通过挖矿产生新区快，而 PoS 模式制造新区块，这种模式不再需要矿工，但验证者依然存在。要成为验证者，必须要持有一定的代币作为权益，权益的份额大小代表了被选为验证者的几率。和 PoW 相比，PoS 无需每个节点参与验证，避免了挖矿带来的巨大能源消耗和电力浪费，同时，无需再比拼算力，降低了维护成本。此外，值得一提的还有代理利益证明（DPoS）系统，运作方式有点像代议制民主。在 DPoS 系统中，每个拥有加密货币的人都可以投票决定代表节点来运营网络。DPos 在处理交易方面的速度大大加快，不再需要算力解决数学难题，同时消耗的能源大大减少。
另外，从政策措施角度来看，一些学者正在研究如何通过可行的政策措施监管比特币挖矿。例如，以每笔交易的碳排放量为单位对比特币交易征税，可以间接促进人们对更高效技术的偏好。加拿大魁北克省当局已经提高了矿工的电力成本，这对减少挖矿带来的能源消耗也有一定作用，虽然这可以在区域范围内发挥作用，但比特币矿工已经表明，他们愿意转移到任何条件更友好的地方，所以 Alex de Vries，Digiconomist 创始人指出，关于比特币监管需要国际社会的协调努力。
结语
降低区块链的能耗是区块链发展的当务之急。 如果能够克服能耗挑战，那么区块链成为未来世界的最佳选择，指日可待。
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