TEN:比特幣未來將消耗多少能源？

有關比特幣的辯論焦點，幾乎集中在比特幣當前的能源消耗上，但卻很少有人考慮它未來將如何發展。在本文中，我們根據幾種價格情景估算了比特幣未來的能源消耗。

什么決定了比特幣未來的能源消耗？

在深入估算之前，我們應該了解決定比特幣未來能源消耗的因素。最重要的變量是比特幣價格、交易費用、礦工在電力上花費的收入百分比以及礦工的平均電價。

比特幣的年能耗=BTC價格XX每年的區塊數量X礦工在能源上花費的收入百分比/行業的平均能源價格

比特幣價格

比特幣價格是比特幣未來能源消耗最關鍵的決定因素。

比特幣價格乘以區塊獎勵決定了比特幣礦工的全行業收入，包括他們的成本和利潤率。比特幣價格上漲帶動全行業礦工收入增長，短期內增加礦工利潤率。比特幣是一個競爭激烈、進入門檻低的行業，這些豐厚的利潤空間自然會吸引更多的礦工參與其中，從而導致能源消耗的增加。

交易費用

目前，大多數礦工幾乎不考慮交易費用，因為它們只占礦工總收入的一小部分。因此，你可能會驚訝，我們為什么認為比特幣的交易費用水平對其未來的能源消耗至關重要。

比特幣礦工每年生產52,560個區塊，第一個搶到區塊的礦工將獲得區塊獎勵。區塊獎勵由兩部分組成：區塊補貼和交易費用。

比特幣算力近期創歷史新高，突破327 EH/s:1月29日消息，據 BTC.com 數據顯示，比特幣算力于 1 月 25 日達到 327.01 EH/s，創歷史新高。當前比特幣全網算力暫報 292.97 EH/s，24 小時漲幅達 2.27%。全網難度暫報 37.59 T。[2023/1/29 11:35:02]

區塊補貼是新鑄造的比特幣，而交易費用是由區塊中包含的交易的發送方作為小費支付給礦工的比特幣。

根據CoinMetrics的數據，每個區塊的歷史平均交易費用為0.4比特幣，這只是當前區塊獎勵的一小部分。

交易費用可能看起來在區塊獎勵中并不重要，但由于區塊補貼每隔大約四年就會減半一次，所以它的重要性將逐漸增加。

我們假設到2040年每個區塊的交易費用將保持在0.4比特幣。由于交易費用是恒定的，但區塊補貼每四年減半，交易費用將逐漸成為區塊獎勵的更大份額。據我估計，到2040年，交易費用份額將增長到67%，區塊補貼為0.195比特幣，交易費用為0.4比特幣。

雖然比特幣價格是比特幣未來能源消耗的最關鍵決定因素，但交易費用緊隨其后，其重要性在未來將進一步增長。

礦工在電力上花費的收入百分比

薩爾瓦多財政部長：最遲將在9月前發行比特幣債券:3月23日消息，薩爾瓦多財政部長Alejandro Zelaya表示，由于政府決定等待金融市場的有利條件，薩爾瓦多推遲了計劃于上周發行的比特幣債券。此外，他表示，薩爾瓦多的比特幣債券將不遲于9月發行。此前消息，薩爾瓦多財政部長Alejandro Zelaya曾表示，計劃于3月15日至20日發行比特幣主權債券，又因烏克蘭和俄羅斯戰爭減緩這一進程。（路透社）[2022/3/23 14:12:19]

比特幣礦工將收入的一定比例花在能源上，這個比例越高，行業的能源消耗就越高。要估計這個百分比在2040年會發展到何種地步，我們必須再次審視該行業的競爭性質。

在任何行業，費用都可以分為兩個主要部分：CAPEX和OPEX。對于比特幣礦工來說，CAPEX由設備和電氣基礎設施組成，而OPEX主要由能源組成。目前，基于88TWh的能源消耗和每兆瓦時50美元的平均能源價格，比特幣礦工將大約50%的收入用于能源。

我相信隨著行業的成熟，比特幣礦工在能源上的收入份額將比目前的水平有一定增長。隨著行業走向成熟，它很可能成為有史以來最具競爭力的行業。這是一個難以監管且準入門檻低的全球性行業。競爭力量可能會長期抹去利潤率，但能夠獲得異常廉價電力的礦工除外。

比特幣礦企 Digihost 簽署2.5億美元場內股權發行協議，以加速其挖礦業務發展:3月4日消息，比特幣礦企 Digihost 宣布與投資代理機構 H.C. Wainwright 簽訂了一份場內股權發行協議（ATM 協議）。代理機構可以根據需要選擇時機發行和出售總發行價不超過 2.5 億美元的公司次級投票權股份。公司計劃將 ATM 股權計劃的凈收益用于支持現有挖礦業務的增長和發展。[2022/3/5 13:38:39]

此外，由于ASIC的改進正在放緩，CAPEX部分將逐漸降低。為了解釋這些趨勢，我假設用于電力的礦工收入百分比每年增長2%，這意味著到2040年將達到71%。

比特幣礦行業的平均能源價格

正如我所解釋的，比特幣礦工將共同賺取特定的年收入，具體取決于比特幣價格和區塊獎勵。他們將把這一收入的一定比例用于能源，這取決于行業的競爭方式。要了解能源成本會轉化為多少能源，我們必須估算該行業的平均能源價格。

我們估計比特幣礦行業的平均電價為每兆瓦時50美元，我相信在可預見的未來它將保持在這個水平。我們已經在全球范圍內看到了高通脹，這種情況很可能會持續下去。盡管如此，比特幣礦的超級競爭性仍會激勵礦工尋找更便宜的能源。

Ten31風險基金為紀念比特幣白皮書發表13周年而成立:11月1日消息，剛剛成立的 Ten31 是一個以比特幣白皮書誕生日10月31日命名的新組織。該風險基金的精神與其同名相關，其使命是與以超比特幣化為使命的比特幣公司合作、投資和支持這些公司。Ten31 稱：“我們相信比特幣是促進人類自由、開啟個人主權和人類繁榮的工具。”本著比特幣的精神，Ten31 基金被稱為“低時間優先基金”，其中一部分管理費用于資助開源比特幣的開發并資助該領域的貢獻者。”Ten31 部落成員包括比特幣傳奇人物，如Matt Odell、Parker Lewis、Michael Tanguma 和 Marty Bent。（bitcoinmagazine）[2021/11/1 6:24:18]

比特幣礦是一個與位置無關的行業，這意味著你幾乎可以在任何法規允許的地方建立礦業務。到2040年，我相信大多數比特幣礦工將使用比電網電力便宜得多的擱淺能源。一些礦工可能仍然與電網連接，但他們將通過提供需求響應服務或出售設備的熱量輸出，來降低能源成本。

礦工通過為能源行業提供積極的外部效應來降低能源成本，這將抵消通貨膨脹的影響。因此，我相信礦行業的平均能源價格將保持在每兆瓦時50美元。

動態 | 芝商所和Bakkt比特幣期貨本周交易量和持倉量均突破2020年高點:2月13日消息，根據最新公布的的受監管的比特幣期貨衍生品數據，芝商所和Bakkt在本周的交易量和持倉量均突破2020年的高點（CME的未平倉合約為3.14億美元，Bakkt的為3,700萬美元）。每周觸及芝商所產品的可報告交易者總數上個月創下歷史新高。而目前最大的4個多頭交易者中的未平倉合約總集中度則處于歷史最低點（?20％，自2018年5月以來下跌超過30％），COT數據顯示，該產品正在影響新的增量較大的交易員（theblockcrypto）[2020/2/13]

比特幣可能成為重要的能源消耗者，但這取決于價格

如果你讀過任何關于比特幣礦的新聞頭條，你可能會認為該行業目前是全球范圍內的巨大能源消耗者。

然而，比特幣礦每年僅消耗88TWh，是全球能源消耗173,340TWh的0.05%。這意味著比特幣礦當前的能源消耗在全球范圍內只是一個很小的數字。

比特幣礦目前的能源消耗可能有限，但從歷史上看，它隨著比特幣價格的上漲而快速增長。如果比特幣價格在未來幾十年繼續飆升，比特幣礦可能會成長為全球主要的能源消費者。

比特幣價格是決定比特幣未來能源消耗的最關鍵因素。因此，我模擬了三種場景：

1.比特幣價格在2040年線性增長至200萬美元的看漲情景。

2.比特幣價格在2040年線性增長至500,000美元的中性情景。

3.比特幣價格在2040年線性增長至100,000美元的看跌情景。

如下圖所示，比特幣未來的能源消耗因未來比特幣價格而有很大差異。

如果到2040年比特幣價格達到200萬美元，那么比特幣每年可能消耗894TWh——比如今的水平增加10倍。這一能源消耗預計相當于2040年全球能源消耗的0.36%，對比今天0.05%的份額有相當大的增長。

讓我們看看更中性的情景，即到2040年比特幣價格達到500,000美元。在這種情況下，比特幣每年將消耗223TWh，略高于當前水平的兩倍。能源消耗的這種小幅增長令人驚訝，因為500,000美元的比特幣價格意味著比特幣價格上漲了20倍。在這里，我們看到了減半的影響，將在本文后面解釋。

在我們看跌的情景中，比特幣價格將在2040年達到10萬美元。雖然這意味著是如今價格的4倍多，但比特幣的年能源消耗量將減半至45TWh，占全球能源消耗量的0.02%。就像在中性的情況下一樣，這就是減半的魔力。

情景分析：比特幣價格與交易費用

上面的三個場景僅在價格上有所不同。如前所述，交易費用的高低也對比特幣未來的能源消耗產生巨大影響。因此，我包含了一個情景分析，以了解2040年比特幣的能源消耗量將根據比特幣價格和交易費用而有所不同。

在上表中，我們看到以2040年200萬美元的比特幣價格計算，交易費用對比特幣的能源消耗產生了巨大影響。每個區塊的交易費用每增加0.1比特幣，比特幣的能源消耗就會增加150TWh，幾乎是目前88TWh能源消耗的兩倍。

表格中另一個有趣的結論是，以每個區塊0.4個比特幣的歷史平均交易費用計算，比特幣價格必須在2040年超過20萬美元，其能源消耗才能保持在當前水平。在這里，我們再次看到減半的影響。

上圖與上一張相同，但不是以TWh為單位顯示能源消耗，而是以占全球能源消耗的百分比顯示。在這里，我們假設到2040年全球能源消耗的年增長率為2%。

如果到2040年比特幣價格達到200萬美元，且交易費用保持在歷史平均水平，那么比特幣在全球能源消耗中的份額將為0.36%。與今天僅0.05%的水平相比，這是一個巨大的增長，但仍遠低于某些比特幣批評者所預估的「世界末日」。在這樣的能源消耗下，比特幣礦將被認為是一個重要的能源密集型行業，但仍遠低于水泥生產等行業，后者消耗了全球2%的能源。

減半限制了比特幣的能源消耗增長

下圖顯示了我們對2022年至2040年間比特幣能源消耗發展的估計。我們可以看到，所有價格情景的能源消耗都會每四年大幅減少。原因就是區塊補貼每210,000個區塊或每四年減半。

由于區塊補貼每四年減半，比特幣礦將逐漸減少能源消耗。隨著時間的推移，區塊補貼減半對比特幣礦能耗的影響會逐漸減弱。

假設每個區塊的交易費用為0比特幣，那么只有當比特幣價格上漲的速度快于區塊補貼下降的速度時，比特幣的能源消耗才會增加。區塊補貼每四年減半，比特幣價格必須每四年翻一番才能抵消這種影響。在這種情況下，比特幣價格在2040年必須在65萬美元左右，其能源消耗才能高于目前。

但是交易費用肯定會存在，比特幣的歷史平均每塊交易費用為0.4個比特幣。假設交易費用保持在這個水平，比特幣價格不需要每四年翻一番來抵消區塊補貼減半的影響。在這種情況下，高于20萬美元的比特幣價格才會增加2040年比特幣的能源消耗。

結論

比特幣未來的能源消耗非常不確定，取決于幾個因素。不過，有一件事是肯定的：只有當比特幣的價格達到數百萬美元時，它才會成為主要的全球能源消費者。

雖然比特幣價格的增長了更多的礦活動和更高的能源消耗，但減半卻產生了相反的效果。由于減半，比特幣價格必須繼續以驚人的速度上漲，比特幣的能源消耗才能長期增加。減半的緩解效果可以被未來交易費用的增加所抵消。只有當比特幣成為了全球主要的支付系統，并且需求很大時，才會發生這種增長。

對于那些希望看到比特幣能源消耗下降的人來說，我們有一個好消息：因為如果比特幣作為一種貨幣體系失敗了，你的愿望就會實現。

希望這篇文章對大家有一定的幫助。

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