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比特幣與減排(汪壽陽、洪永淼等)
2021-04-09 | 編輯:

  202146日,中國科學院預測科學研究中心汪壽陽和洪永淼團隊與清華大學關大博合作,中國科學院大學博士研究生姜尚榮和碩士研究生李育澤為共同第一作者,以“Policy assessments for the carbon emission flows and sustainability of Bitcoin blockchain operation in China”為題,在Nature Communications刊登了最新研究成果。該研究構建了中國比特幣碳排放(BBCE)測度模型,提出未來在政策層面,引導比特幣礦池合理布局與產業能源消費結構轉型將具有更好的減排效果。 

  具有高額利潤的比特幣也是“高碳”產業!在無政策干預情況下,中國比特幣產業年能耗將在2024年達到峰值(296.59太瓦時),并產生相應的1.305億公噸碳排放。這一排放量將超過捷克、卡塔爾等國家年碳排放總量,中國比特幣產業運營產生的能耗和碳排放將有可能成為中國減排和可持續發展道路上的一個障礙。 

  截至2020年,中國比特幣礦池算力占全球比特幣網絡總算力的70%以上,且主要分布在新疆、內蒙古、四川等地,這是因為,這些地方能夠提供穩定電源,電價相對便宜,且有更廣闊的土地適合安放大型“礦機”。如今,隨著比特幣投資熱帶動的比特幣區塊鏈產業越發迅速的發展,“挖礦”所需要的算力已經到了以“礦池”形式存在的地步。礦池的算力包含了各個礦場、諸多礦工的算力,這造成的高耗能和高碳排放行為不容忽視。比特幣產業的運營過程究竟產生了多少碳排放?采取怎樣的政策可使得該產業與環境能和諧發展? 

  在該研究中,研究人員從比特幣區塊鏈的“碳足跡”出發,收集了以基于煤炭、水力能源地區的比特幣“礦工”的碳足跡,計算從購買設備、計算過程,到功率消耗、電費價格等整個生命周期內的各種碳排放,以獲得中國比特幣行業的總體碳排放量。在“碳足跡”理論基礎上,研究人員建立了比特幣區塊鏈碳排放評估和政策評估的理論模型,由三個子系統組成:比特幣區塊鏈挖掘與交易子系統、比特幣區塊鏈能耗子系統和比特幣區塊鏈碳排放子系統。 

  利用現實比特幣運營數據對模型變量進行參數設定。通過對中國比特幣產業2014-2030年的能耗和碳排放測度,發現:在基準情況下(無政策干預)中國比特幣產業年能耗將在2024年達到峰值(296.59太瓦時),并產生相應的1.305億公噸碳排放。這一排放量將超過捷克、卡塔爾等國家年碳排放總量,同時也在全國182個地級市和42個主要工業部門年碳排放排名中位居前10。這一發現表明中國比特幣產業運營產生的能耗和碳排放將有可能成為中國減排和可持續發展道路上的一個阻礙。 

  基于BBCE模型測度的結果,研究人員考慮了市場準入門檻、礦池布局管制和碳稅等三個可行的碳排放政策,并對其進行模擬與分析。結果表明:在中國比特幣產業減排問題上,與提高市場準入門檻和征收碳稅等政策相比,引導比特幣礦池合理布局與產業能源消費結構轉型具有更好的減排效果。這是比特幣區塊鏈產業背后的共識機制所決定的。比如,提高市場準入門檻,撤掉礦工的個人電腦,而這些礦工為了獲取高額利潤,競爭增加,最后反而產生更高的碳排放,這就像貨幣政策中的“引致效應”,即采取擴張性的貨幣政策,降低利率,引發了投資增加。此外,短期來看,與高額的利潤相比,碳稅對礦工的影響也并不大。綜合來看,借助中國有著“集中力量辦大事”的優勢,對比特幣礦池進行合理布局,以及加快產業能源消費結構轉型,減排效果更佳。 

  由于研究的問題重要而新穎,其研究工作得到了全球多家媒體的采訪報道,包括《時代周刊》、《澎湃新聞》、《經濟學人》、《新科學家》、《福布斯》和《中國科學報》等。 

    

  相關論文: 

  Jiang, S., Li, Y., Lu, Q. et al. Policy assessments for the carbon emission flows and sustainability of Bitcoin blockchain operation in China. Nat Commun 12, 1938 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22256-3 

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