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重要阻礙。”中國科學院大學經濟與管理學院院長、中科院預測科學研究中心主任汪壽陽告訴《中國科學報》。

上述結論基于汪壽陽和中國科學院數學與系統科學研究院研究員洪永淼領導的團隊與清華大學教授關大博等合作自主開發的一套中國比特幣碳排放（BBCE）測度模型。他們認為，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。相關研究成果于北京時間4月7日凌晨刊發于《自然—通訊》雜志。

全球貨幣和商品市場的比特幣因其高利潤，吸引著人們紛紛涌向“礦山工廠”以期“挖礦掘金”。然而，得到高額區塊收益需要大型專業計算機，即“礦機”，而它們需要電量維持工作。

“這一新興行業的碳排放行為對中國2030年碳中和碳達峰目標具有潛在的阻礙作用。”論文第一作者、中國科學院大學經濟與管理學院博士研究生姜尚榮告訴《中國科學報》，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？采取怎樣的政策保障該產業與環境的和諧發展？至今尚未有所研究。

上世紀70年代，系統動力學建模發展成熟，用來研究經濟、能源、環境生態、城市等復雜系統領域的問題，主要是基于系統行為與內在機制間的相互緊密的依賴關系，從系統內部結構來尋找問題發生的根源。

近年來，該研究團隊基于系統動力學理論，開發了一套中國比特幣碳排放（BBCE）測度模型。

“如果我們想了解它產生多少碳排放，首先需要了解它怎樣產生碳排放，這是一個我們不了解的‘黑箱’。”姜尚榮說。我們開發的這套模型，就是希望厘清‘黑箱’的內在運行機制，以更好地進行政策干預。

研究團隊首先從比特幣區塊鏈的“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，該研究團隊建立了比特幣區塊鏈碳排放評估和政策評估的理論模型。姜尚榮介紹，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。

他們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年~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。”姜尚榮說。

近日，比特幣價格已突破6萬美元，如此高額利潤吸引了更多的投資者。汪壽陽表示：數字經濟已經到來，例如5G、區塊鏈等均是改變世界、改變人們生產生活方式的新技術，但同時，也給生態環境帶來了新挑戰。就比特幣區塊鏈而言，單純的“禁止挖礦”并不現實，做好政策引導，實現產業與環境和諧發展才是關鍵。

該研究團隊基于BBCE模型測度的結果，提出了市場準入門檻、礦池布局管制和碳稅等三個可行的碳排放政策，并對其進行深入的模擬與分析。

姜尚榮介紹，具體來講，提高市場準入門檻，禁止算力低、碳排放高的機器和礦商“挖礦”；把礦池布局在清潔能源為主的地區，降低能耗和碳排放；對產業征收碳稅。

研究團隊將這些政策進行模擬和評估，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。

姜尚榮解釋，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。

“區塊鏈是比特幣的底層技術，具有匿名性、不可篡改、去中心化等優勢。未來，我們可以借助最優化方法、模型設計或算法對區塊鏈進行更好的規劃，為國家科學決策提供理論依據和方法支撐，促進其成為一個環境友好型的產業。”姜尚榮說。