比特币挖矿如何解决高能耗问题？

由于比特币的密码体系极为复杂，“挖”出一枚比特币所需要的耗电量极大，耗电由此成为挖掘比特币的最大成本。统计数据表明，每天需要5000兆瓦来挖矿所有比特币，这相当于全球总耗电量的0.13%。虽然听起来可能不是很多，但这个数字已经超过了159个国家的年度用电量。

这仅略低于世界功耗的1%，或略高于俄亥俄州或纽约州。为了进行直观比较，每天5,000兆瓦可以为大约400万个家庭供电，而伦敦则拥有大约800万个人口。

那么讲解解决比特币挖矿的高能耗问题呢?其实就是怎么节省电费的问题。不少矿主将矿场的地址选择在了我国西部，四川、新疆、内蒙古一代。如四川西部，有着丰富的水电资源，大大小小的水电站数不胜数，丰水期电力成本极低，大量水电闲置。

且川西低密度的人口和寒冷的气候，对解决矿机噪音和散热问题也有着天然优势。而冬天则可以迁址到内蒙古，那里有大量的风力发电站。因为建矿场既不污染环境，也不需要大量工人，便于管理，所以很多地方政府还是很欢迎的。

挖矿所消耗的能源似乎在不断增加。随着挖矿设备在解决区块问题上越来越专业化，每台矿机消耗的电力都在不断增加着。为了领先于竞争对手，矿工们一直在寻找具有更高哈希速率的挖矿设备。哈速率是矿工能够回答数学问题的速度。哈希速率越高，矿机就能越快地猜出数学问题的答案。

比特币挖矿的能源成本

比特币使用一种被称为工作量证明的共识算法来进行区块链上的交易验证。从基本上讲，矿工——那些确认交易的人——在他们的计算机上运行能量密集型计算以解决寻找新区块和保持网络安全所需的数学难题的答案。由于比特币的网络现在具有了更大的价值，更多矿工们被吸引过来，他们在寻找下一个区块的过程中相互竞争，因此他们将投入更多的精力来解决这些计算难题。

通过比特币挖矿所消耗的能源比一个小国家(如保加利亚，朝鲜)全年消耗的能源还要多，这些国家的用电量为每年1~35太瓦时。一些人认为，像闪电网络这样的创新技术将会使这个问题变得不复存在，而其他的批评者则声称，像权益证明这种分布式的共识机制可能对生态系统要更友好一些。

在这场辩论中，有人说比特币挖矿的过程是不可持续的，因此人们需要对其加以修正。还有一些人认为，前者的这种担忧有些过头了，我们没有什么需要改变的。

例如，Andreas
Antonopoulos就指出，人们可以使用发电厂产生的过剩能源来进行比特币挖矿，否则这些能源就会被浪费掉。因此，挖矿收益可以作为“一种替代的价值储存手段”，使之成为“世界各地替代能源的环境补贴，这样它就能帮助可再生能源项目在一年内、而不是要花五年的时间才能把债务还清
。”

可再生能源的解决方案

环境保护者是非常认同水力发电的。中国的矿场在长期以来一直从水力发电的大坝中获取廉价的过剩能源，尤其在四川省这一现象更为明显。其中最古老的一个项目，例如，BW，帮助后续的矿工开创了利用水电挖矿的先河。该矿场于2014年成立，自2015年以来它已经开始为挖矿设备提供可再生能源了。

尽管它从中国起源，但水力发电挖矿已经进入了其他提供廉价水利能源国家的视野中。在奥地利，HydroMiner的Damblon姐妹已经开始利用阿尔卑斯山的水力发电站的水电来支持自己的挖矿运营了。Nadine和Nicole
Damblon在2016年与一波维也纳的矿工们一起成立了HydroMiner有限公司
。到2017年，该团队在奥地利的勋伯格建立了第一个矿场，该矿厂为其120个矿机设定了290千瓦时的基本能源输出。他们在奥地利耶布斯的第二个矿厂中的250台蚂蚁矿机和GPU可以接收600千瓦时的持续电力供应
。

这个团队所建立的第二个矿场还要感谢它发行的H2o代币。每一个H2o代币能保证5千瓦时的挖矿时间，代币持有者可以通过项目方的平台兑换任何的加密货币。随着业务的扩展，该团队计划推出H3o代币，它将向持有者支付类似于股息这样的分红，根据其创建者的说法，它是“根据欧洲金融法律打造的第一个完全兼容的代币”。

HydroMining通过ICO筹集的资金将寻求在奥地利以外的地方建立一个矿场，这些国家可能是加拿大、格鲁吉亚或者其他一些低成本、具有清洁能源的国家。根据Damblons的数据，奥地利的水力发电的电费比全球平均电费要便宜85%。因此这些矿机挖矿所消耗的电费为每千瓦时3-5美分，而奥地利的气候是保持矿机处在冷却状态的理想环境。当矿机温度成为一个问题时，他们可以使用河流中的可循环水来保持矿机的系统可以在正常温度下工作。

说到矿机的发热问题，发热的挖矿设备是人们进行家庭供暖的理想设施，特别是对在寒冷气候中生活的人们来说更是如此。在西伯利亚的伊尔库茨克，俄罗斯的Ilya
Frolov和Dmitry
Tolmachyov正在利用他们的挖矿设备散发的热量来为他们的微型住宅供暖。该房屋系统中需要加热的水源会直接和矿机相连，和矿机相连的水被加热到一定温度后会被输送到一个空间加热器中，该加热器能保持房间温度处在舒适的范围内。Frolov和Dmitry
Tolmachyov通过利用附近水力发电厂的本地能源，可以在不需要任何额外能源的情况下向自己温馨的小屋供暖，而且他们甚至可以在支付挖矿成本后每月再多赚430美元。

有一家公司已经采纳了这一理念并开始了这方面的业务。Qarnot QC-1采用了Ilya Frolov和Dmitry
Tolmachyov的设计，它将矿机和供暖装置合二为一;新装置看起来像一个空间加热器，它在运行起来也像空间加热器一样效果显著，虽然这个装置感觉就是一个空间加热器，但它实际上是由两个默认挖以太币的GPU构成的。

还有很多更有创意和非常规的创新被用在了挖矿领域上：让我们来看看加拿大的可持续发展解决方案公司Myera
Group。在2017年年底，这一公司的总裁Bruce
Hardy开始利用比特币挖矿所产生的热量在加拿大的曼尼托巴经营一个可持续的温室和养鱼场。来自矿机的热量使温室植物所处的环境变得非常舒适，而来自鱼缸的含硝酸盐的废水则可以帮助这些植物保持水分。

与此同时，位于捷克的加密货币交易所NakamotoX的创始人Kamil Brejcha表示，
NakamotoX也在利用挖矿产生的热量以及“100%生物废料产生能源”来种植番茄。

此外，NastyMining是一家总部位于亚利桑那州的比特币挖矿公司，它利用太阳能和风能来为其挖矿设备提供能量。自2012年以来，NastyMining一直致力于为比特币的能源问题找到一条中间道路，它鼓励其矿池的3万名矿工进行具有“社会责任”的挖矿。自2017年以来，NastyMining已经加强了对这些可持续挖矿实践的承诺，它利用了YoBit
exchange捐赠的风力涡轮机，以及SunPower太阳能公司慷慨捐赠的太阳能电池板来帮助其设施运行ASIC矿机。

NastyMining的这支队伍只是矿工的一部分，他们希望利用一些自然能源来抵消其产生的碳足迹，而在这些创新者的眼中，能利用的不仅仅是风能和太阳能，还有其它的能源。

因此，有一些创新者反而将挖矿的弱点视为自身的优势，他们利用挖矿的这一问题作为自身解决方案的来源。虽然上述的例子并不是最详尽的，我们也只是提供了许多创业者挑战加密货币挖矿潜力极限的无数方法的样本。但随着更多的解决方案不断涌现出来，这些创新描绘出了一幅不同的画面：就是挖矿还可以做什么，以及它会对绿色倡议产生何种生态影响。