Data Insight：与其他主要行业相比，比特币的能源使用情况如何？

根据加州大学伯克利分校开发的计算碳排放总量的CCN模型，我们可以计算出一个相对较新的全球采矿概况和碳强度数据，即每千瓦时排放280克二氧化碳。

（白泽注：使用CCN模型，主要取决于能源结构、工业部门、设施数量、在职员工数量、年收入、设施面积等因素）

根据下图假设的发电结构和 IPCC 碳强度数据的第 50 个百分位数，我们可以得出结论，比特币的碳强度已经大幅下降。 是将大部分网络从煤炭转向天然气的结果，从而将比特币的碳强度降低了三分之一。

图片：碳强度和不同能源结构的比较数据

可以看出，自从中国禁止比特币开采和矿工外流以来，比特币的碳强度下降了三分之一，从 419 下降到 280，这主要是由于从煤炭转向更清洁的天然气。 将比特币与全球初级能源生产进行比较表明，比特币的碳强度不到全球电网的一半，比世界电网的碳强度低 40% 以上。

所以现在我们知道比特币的碳强度是每千瓦时 280 克二氧化碳（或每太瓦时 0.28 兆吨 [Mt] 二氧化碳），而比特币每年使用 79 太瓦时，我们可以很快得出 22.1 公吨的年排放量二氧化碳。

【白泽注：mt是重量单位，公吨，也就是我们熟悉的吨】

与建筑业相比，比特币的能源使用

联合国全球建筑施工联盟 (Global ABC) 在其年度建筑施工全球状况报告中提供了有关建筑施工行业的详细数据。 下图来自 2020 年报告，基于国际能源协会 (IEA) 世界能源统计与平衡数据库和能源技术展望报告中的数据。

图片：碳强度和能源结构的比较数据（来源：UN Global ABC）

能源技术展望报告指出，“2019 年全球一次能源使用量达到 144 亿吨油当量 (Mtoe)”，并且 33 吉吨 (Gt) 的温室气体 (GHG) 与化石燃料有关 Global Fuel Energy 2019 发电，受全球疫情影响，预计2020年将降至30.6Gt。非化石燃料能源生产也会产生温室气体，2019年全球二氧化碳排放总量为36,440吨。

【白泽注：油当量是根据标准油的热值调整各种能量量的换算指标； 吉吨（GT）是重量单位，1GT=1吉吨=（10的9次方）吨]

为保守起见，我假设联合国使用的是 IEA 的 33 GT（十亿吨）数字。 为此，38% 的排放量相当于 12,540 吨二氧化碳。 根据联合国Global ABC：“全球建筑运行的最终能源消耗量约为130 EJ（能源单位：exajoule）[约36111 TWh]，约占最终消耗总量的30%，另有21 EJ [约 5833 TWh] 用于建筑和建筑或总需求的 5%”。

比较比特币的能源消耗：

非住宅建筑：9,330 TWh

住宅建筑：26,481 TWh

建筑：5,833 TWh

工业能源使用总量：40,830 TWh

比特币：79TWh，占建设的 0.19%

部门总排放量：12,735 MtCO2

比特币：22.1 Mt CO2，占建筑的 0.18%

部门碳强度：每千瓦时 330.6 克（比比特币强度高约 20%）

图片：比特币和建筑业——每年的能源使用量（太瓦时）

比特币的能源使用与运输业相比

根据国际能源署（IEA）提供的交通运输行业能源消耗的详细数据，以下是交通运输行业的排放数据，以Mt CO2（Mt：吨，CO2：二氧化碳）为单位，行业部门的规模以百分比形式显示在后面的括号中：

道路客运车辆（包括公共汽车）：3,643 辆（45%）

公路货运车辆：2,406 辆 (29.7%)

运费：858 (10.6%)

航空：937 (11.6%)

铁路：78 (1.0%)

其他：174 (2.1%)

总排放量：8,096 Mt CO2

比特币：22.1 Mt CO2，占运输量的 0.28%

在更具体的能源数据方面，美国能源信息署（EIA）在其2016年国际能源展望中给出了如下数据比特币消耗了能源产生了什么，如图所示。

图片：按能源分类的世界交通能源消耗（来源：EIA）

EIA 还在其《2016 年国际能源展望》第 131 页提供了一些行业信息，显示能源消耗百分比和排放百分比非常相似。 例如，道路车辆占交通能源使用的 46% 和排放量的 45%。 航空运输约占能源使用量的 12% 和排放量的 11.6%。

使用上述比率，以及 2020 年 118 quad BTU 或 34,582 TWh 的总部门能源使用量，我们得到以下结果：

轻型乘用车：15,424 TWh (44.6%)

航空运输：4,046 TWh (11.7%)

公交车：1,321 TWh (3.8%)

其他运输：859 TWh (2.5%)

公路货运车辆（重型车辆和其他卡车）：8,059 TWh (23.3%)

海运：4,063 TWh (11.7%)

铁路：793 TWh (2.3%)

总能源使用量：34,582 TWh

比特币：79 TWh，占交通行业的 0.23%

部门碳强度：每千瓦时 234 克二氧化碳（比比特币低 16%，比世界电网低 50%）

图片：比特币和交通——以 TWh 为单位的年度能源使用量

与医疗保健行业相比，比特币的能源使用

在全球范围内，医疗保健的气候足迹相当于全球净收入的 4.4%。 排放量，基于 43 个国家/地区的详细数据，其中包括前三大排放国美国、欧盟和中国，它们占医疗保健总足迹的一半以上。 4.4% 的数字当然是一个平均值，《柳叶刀》对数据的分析指出，医疗保健仅占英国排放量的 3%，但在美国和澳大利亚分别占 10% 和 7%。

但 4.4% 的全球排放量并不一定对应于 4.4% 的全球能源使用量，正如我们刚刚从建筑业（35% 的能源对 38% 的排放量——主要归功于钢铁和水泥的集约化生产）和运输部门（ 28% 的能源和 22% 的排放——主要是因为车辆、船舶和飞机中的液体燃料比使用化石燃料发电的碳强度低得多）。

一项研究得出结论，美国医疗机构（医院、全科医生诊所等）每年消耗 210 TWh 的能源，占美国商业建筑行业总能源消耗的 10.3%。 另一篇关于英国国民健康服务 (NHS) 的《柳叶刀》论文显示，建筑物的能源使用仅占医疗系统总排放量的 10.1%，如下图 9 所示。 供应链和寄售服务占另外 66%； 个人、车队和商务旅行另有 13.6%； 其余 10.3% 来自麻醉气体、水和废物。 这些与国际数据并无不同，显示供应链占排放量的 71%。

图片：NHS 排放细目

但这仍然没有让我们得到我们正在寻找的答案：医疗保健使用了多少能源？ 我们已经知道运输和热能的“碳强度”远低于化石燃料产生的电力（大约 250 g CO2/kWh 对比 500 g CO2/kWh 到 1,000 g CO2/kWh），所以我假设全世界相关项目的平均电网为 487 克二氧化碳/千瓦时，交通相关项目为 250 克二氧化碳/千瓦时。 当我们这样做时，我们从 1,603 Mt CO2 的排放基数（或 4.4% 的世界排放量 36,440 Mt CO2）中获得了总计 3,716 TWh 的能源，平均碳强度为 431 g CO2/kWh。 该图显示，医疗保健在能源使用方面比运输和航运中的液体燃料更依赖电网。相比之下，比特币仅使用 2.1% 的能源，仅排放 1.4% 的二氧化碳，碳排放量减少超过 35%-密集的

与银行业、黄金业、军工业的比较

金融、保险、银行

同样依托加州大学伯克利分校开发的CCN模型计算出银行业的碳排放总量，金融业每年排放二氧化碳1368Mt。 虽然它没有明确提供能源使用数据，但它提供了排放来源的详细分类。 假设 80% 的排放来自运输，20% 来自设施和采购。 使用我们之前为医疗保健所做的相同方法，我们将假设旅行的碳强度为每千瓦时 250 克二氧化碳，采购和设施的碳强度为每千瓦时 487 克二氧化碳。

产生的能量分解如下：

运输：4,377 TWh (88.6%)

设施：309 TWh (6.3%)

采购：253 TWh (5.1%)

总能源使用量：4,939 TWh

比特币：79TWh比特币消耗了能源产生了什么，占金融保险业的1.6%

总排放量：1,368 MtCO2

比特币：22.1 Mt CO2，占金融和保险业的 1.6%

部门碳强度：每千瓦时 277 克（比比特币强度低约 1%）

黄金开采

2020 年开采了约 3500 吨黄金，回收了约 1300 吨黄金，据 Gold.org 分析师称，开采每公斤黄金会产生 20 吨二氧化碳，消耗 48.6 兆瓦时的电力。 能源，但由于数据限制，他们省略了进一步提炼黄金所需的能源。 德保罗大学的一项新研究表明，该数字应该接近 35 吨用于珠宝的二氧化碳，约占全球黄金需求的 50%。 假定精炼使用的电量与回收利用的电量相似； 因此，开采和精炼珠宝中使用的每克黄金总共需要 79.9 MWh。 每公斤回收黄金会产生 37 吨二氧化碳并消耗 31.3 兆瓦时的能源。 如果我们使用 DePaul 研究中的数据并计算 1750 吨珠宝，那么到 2020 年黄金开采业的总能耗将达到 265 TWh，产生 145 Mt 的二氧化碳。

比特币：22.1 公吨二氧化碳排放量，占金矿开采量的 15%

军工

根据布朗大学沃森国际和公共事务研究所出版的“五角大楼燃料使用、气候变化和战争成本”，我们可以

请参阅全球军工联合体约占全球温室气体排放量的 5%，即每年约 2,500 公吨二氧化碳。 同样，我们面临排放与能源的问题，但幸运的是我们的数据足够透明，可以做出有效的估计。 我们知道，燃料使用约占能源使用的 11%，设施约占 6%，最后 83% 来自价值近 2 万亿美元的军事工业。 我们甚至知道，美国国防部排放的 57 公吨二氧化碳来自 207.45 太瓦时的能源使用，或碳强度约为每千瓦时 270 克二氧化碳——主要由燃料使用而非电力驱动。

与主要受人力和差旅驱动的金融部门相比，工业和制造业更多地受到采购和设施的驱动。 交通运输占金融部门能源使用的 80%。 在制造业中，这一比例接近 25%。 因此，我们有以下内容：

军事燃料/运输用途：275 Mt CO2，1,100 TWh

军事设施使用：150 Mt CO2, 308 TWh

军事燃料/运输用途：525 Mt CO2, 2,100 TWh

军事设施和采购用途：1,550 Mt CO2, 3,183 TWh

总能源使用量：6,691 TWh

比特币：79 TWh，占军工联合体的 1.18%

总排放量：2,500 MtCO2

比特币：22.1 Mt CO2，占军工综合体的 0.88%

行业碳强度：每千瓦时 374 克二氧化碳（比比特币强度高约 33%）

的

写在最后

图片：比特币与其他行业——以太瓦时为单位的年度能源使用量

主要结论应该是，比特币的能源使用在全球范围内是一个四舍五入的误差，从碳强度的角度来看，每千瓦的排放量远低于金融、建筑、医疗保健、工业或军事。 一些分析人士预测，比特币的碳强度将从今天的每千瓦时 280 克二氧化碳增加到 2026 年的 100 克左右，到 2031 年为零。也许最终，比特币消耗能源的问题会消失。