比特币及其能耗问题（下）

  为考察挖矿设备的效率，现将市场上出现过的所有Asic SHA256矿机设备一一列举，效率是用达到1 Terahash/s的哈希率需要的功率数（瓦特）来表示。

  表格显示2014年发布的矿机需要750Watt以上的功率才能支持1 Terahash/s的网络活动。而最新的则需要30瓦左右的功率才能实现1 Terahash/s。除了2017年之前的矿机，这些采矿设备的效率数据在图3中以点云的形式显示出来,提高了图的可读性，也禁止了极端状况。

  此外，还添加了一条指数趋势线，以便我们也可以预测未来。在2024年4月，也就是下一个减半的日期，根据图示，如果采矿技术的发展继续保持同样的速度，矿机的平均效率将达到约12Watt/Th/s。

  通过以上数据，我们就能对采矿设备的装机功率和相关能耗予以评论。有必要注意一下的是，并非所有矿工都在使用最新设备，为保障折旧成本，设备购入后会投产一段时间。这一计算的假设前提是采矿设备的折旧期为2年，因此整个采矿园区的设备平均使用年数的限制为1年。这就从另一方面代表着，现已经对采矿园区总装机容量进行了实际的日估算。这些数值也能在价格背景图4中显示出来。

  我们从图4中看到，近两年装机的上涨的速度没有图1中的哈希率快。但是它稳定在7千兆瓦左右。哈希率在上升，而装机功率趋于稳定。是因为采矿设备的效率提高了。但截至2020年10月，我们预计装机功率会随着比特币价格的爆发上升的更快。事实并非如此，这是因为采矿设备供应商并不能像2018年初那样处理需求。所有矿工都在急切地等待他们的新设备。可能从2021年中期开始，我们会看到装机功率基数的快速上升。

  从上图4也能清晰地解比特币的能耗。以7千兆瓦的装机功率计算，比特币每年的能耗约为60太瓦时。其总量与基于其他理论的别类研究，比如Digiconomist得出的数据不相上下。从2019年7月到2020年10月，比特币价格在一万美元左右徘徊。这段时间内，矿工每年消耗大约60太瓦时的能耗，因为他们仍能盈利，否则他们就会停止挖矿。根据挖矿设备的装机量总是会接近从成本角度看合理的最大值的理论可以预计，在当前比特币价格持续上涨6倍（2021年3月60000美元）的情况下，未来一年的能耗也会增加6倍，达到每年约350太瓦时的水平。如果比特币价格进一步上涨，耗电量也会相应地呈曲线上升。如果PlanB的价格预测成为事实（1BTC=288,000美元），那么我们在2022年的耗电量将超过1PetaWatt-h，此数值相当巨大。当然，这可能会因为供应商的问题或单纯的发电问题而在某个地方放慢速度，这样一来，用于采矿活动的电力就会变得更昂贵。

  比特币的忠实支持者对网络安全并不关心，因为人们一致认为这是要素之一。但是，真的需要投入这么多的精力来保证比特币网络的安全吗？

  很难确定何时挖矿时产生的哈希率足以避免51%的攻击。因此下一个命题是研究其可行性的。

  每年1千兆瓦或9太瓦时的装机量足以保证网络安全。(由于哈希率取决于技术水平，我们假设的是装机功率而不是哈希率)。

  我们可以从逻辑出发提出一个简单的问题：在2017年第一次暴涨之前，比特币网络是不是真的存在安全问题？若不是，而比特币的忠实支持者自然也不能随波逐流，那么显然当时的装机量为1千兆瓦就足以保证安全。

  从数学方面出发，要想对已安装的1千兆瓦矿机进行51%的攻击必须再安装同等功率的设备，这可用最现代化的矿机——超30.5万台Bitmain antminer S19 pro来实现。Bitmain每年可以生产大约10万台采矿设备，否则就没办法实现。

  从经济方面出发，如果Bitmain可提供或者与其他所有的挖矿机供应商联合起来实现这一点，那么一个犯罪组织光是在挖矿机/房屋/工厂等方面的投资就得超过50亿美元，才能进行简单的51%攻击。

  从租赁的方面出发，租用设备根本没办法实现，甚至连所需设备的5%都无法达到。