加密貨幣竟然加速全球暖化?比特幣「挖礦」年用電量竟超出阿根廷、荷蘭

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2021聯合國氣候變化大會(COP26)被視為防止地球持續暖化到危險水平的「最後機會」,許多國家與企業都做出一系列承諾,包括2050年「淨零碳排」,盼讓全球變暖控制在攝氏1.5度以內。而近年資產金融交易走向虛擬化,加密貨幣的碳排放問題也引起關注,尤其比特幣(Bitcoin)耗電量最多,超過阿根廷2019年總發電量。究竟加密貨幣為何耗電?比特幣要消耗多少能源?

挖礦行動讓比特幣耗電量大,甚至超越阿根廷等國家一年的總發電量。示意圖來源:Getty Images
挖礦行動讓比特幣耗電量大,甚至超越阿根廷等國家一年的總發電量。示意圖來源:Getty Images

加密貨幣是什麼?世界上第一款加密貨幣為何?

加密貨幣是基於區塊鏈(Blockchain)程式碼發行的數位虛擬貨幣,不受各國中央銀行控制,每枚貨幣價值、作用都一樣,無需另訂價格就可用於商業交易,也可自由移動、任意替代交換,意義上與現實生活交易現金相同。目前區塊鏈市場中的加密貨幣超過1萬種,因不需經過第三方公正機構,可減少許多交易上的繁瑣流程。

比特幣(Bitcoin)是全球第一款加密貨幣,2008年由身分神祕、自稱日裔美國人(或團隊)的中本聰(Satoshi Nakamoto)發表比特幣相關論文《比特幣:一種對等式的電子現金系統》,之後第一個比特幣區塊鏈「創世區塊」(Genesis Block)誕生,使人類正式進入加密貨幣時代。

加密貨幣獎勵報酬是什麼?為何被比喻為「挖礦」?

加密貨幣採用「點對點」(peer to peer,P2P)交易,區塊鏈上每個用戶都被視為一個節點,負責提供網路運算技術,驗證每筆交易內容,確保不受單一銀行、電子支付平台或清算單位影響。其驗證程序就像複雜拼圖,避免任何人竄改,而用戶提供技術算出正確答案後,就可獲得獎勵報酬,是取得加密貨幣的一種方式。

以比特幣為例,其總量為2100萬枚,根據白皮書,每運算完21萬個區塊後,獎勵報酬就會減半。目前比特幣已進行三次獎勵減半(Halving),第一次在2012年11月,運算一區塊報酬從50枚比特幣降至25枚;第二次在2016年7月,一區塊報酬降至12.5枚;最近一次則是在2020年5月12日,一區塊報酬剩下6.25枚。目前一枚比特幣價值約等於新台幣188萬元。

由於運算比特幣區塊的獎勵機制與礦物開採類似,越快完成運算者,可獲得越多獎勵報酬。因此投入電腦進行大量數學公式運算的行為,就被稱為「挖礦」;貢獻網路運算技術、參與交易驗證者,則被稱為「礦工」。

加密貨幣為何耗電?比特幣要消耗多少能源?

驗證加密貨幣區塊需要投入大量運算技術,一般需要相當高效的電腦設備,會消耗龐大能源。而隨著比特幣問世12年,挖礦行動(即運算行為)已從家庭散戶工作坊,轉變成大型礦場系統,因為軟硬體設備越多越先進,就有機會越快算出正確答案。

為了搶先別人贏得報酬,礦場系統通常包含數百萬台高度專業的「挖礦機」(即電腦設備),不僅成本高昂、需要大量資金,還要有大規模空間與足夠冷卻能力,以防止設備24小時運轉過熱當機,也因此使加密貨幣體系逐漸成為耗電極高的產業。

英國劍橋大學數據指出,比特幣「挖礦行動」一年耗電量,多出阿根廷2019年全國發電量4%,也超過荷蘭與阿拉伯聯合大公國。而2021年初至4月消耗的電力,則高出2015年66倍。德意志銀行分析師也指出,全球比特幣挖礦年耗電量與瑞士相當。專家則認為,除非比特幣價值下跌,否則難以解決耗電問題。

比特幣特斯拉投資為何被罵?中國大陸為何要禁止挖礦?

先前全球電動車巨頭特斯拉宣布買進比特幣,價值達15億美元,並計畫讓比特幣成為購車貨幣選項,讓匯率飆漲兩成。不過此舉遭到環保人士批評,認為大企業投資比特幣、推高價值,會讓更多人爭相「挖礦」,增加碳排放,加速全球暖化。

目前比特幣礦場系統有七成集中在中國大陸,用電量更占全球近八成,且電力來源主要是高碳排的煤炭,恐使中國達不到緩解氣候變遷的目標。

加上比特幣不受中央銀行管控追蹤,官方無法控制資本流動,北京當局2021年5月開始大力打擊比特幣,祭出多項遏制政策,包括禁止加密貨幣作為支付工具、不得提供加密貨幣相關服務等。

加密貨幣如何轉型?使用再生能源可行嗎?

全球已有許多企業加入「100%使用再生能源」的行列,包括蘋果(Apple)、Facebook、Google、三星(Samsung)等科技公司都已經開始推動能源轉型。其餘新興加密貨幣也試圖透過改變運算技術減少能源消耗,解決當前比特幣造成的環境危害。

例如,以太幣(ETH)打算轉變共識機制,讓用戶不用再當「礦工」花大錢買挖礦機或繳鉅額電費,而是直接花錢買加密貨幣,抵押在智能合約中。以太幣創辦人布特林(Vitalik Buterin)表示,採用此種機制,可讓每個以太坊交易平台減少100倍以上耗能。

根據2021年5月劍橋大學數據,全球進行加密貨幣「挖礦」的59個國家中,再生能源使用比例已提高至39%。但彭博資訊公司估計,中國要改為用再生能源進行加密貨幣挖礦,恐要到2060年以後才能完成。