具有高額利潤的比特幣也是“高碳”產(chǎn)業(yè)！

在無政策干預(yù)情況下，中國比特幣產(chǎn)業(yè)年能耗將在2024年達到峰值（296.59太瓦時），并產(chǎn)生相應(yīng)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(chǎn)業(yè)運營產(chǎn)生的能耗和碳排放將有可能成為中國減排和可持續(xù)發(fā)展道路上的重要阻礙�！敝袊�科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院院長、中科院預(yù)測科學(xué)研究中心主任汪壽陽告訴《中國科學(xué)報》。

上述結(jié)論基于汪壽陽和中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院研究員洪永淼領(lǐng)導(dǎo)的團隊與清華大學(xué)教授關(guān)大博等合作自主開發(fā)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(dǎo)比特幣礦池合理布局與產(chǎn)業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型將具有更好的減排效果。相關(guān)研究成果于北京時間4月7日凌晨刊發(fā)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(qū)塊收益需要大型專業(yè)計算機，即“礦機”，而它們需要電量維持工作。

“這一新興行業(yè)的碳排放行為對中國2030年碳中和碳達峰目標(biāo)具有潛在的阻礙作用�！闭撐牡谝蛔髡�、中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院博士研究生姜尚榮告訴《中國科學(xué)報》，截至2020年，中國比特幣礦池算力占全球比特幣網(wǎng)絡(luò)總算力的70%以上，且主要分布在新疆、內(nèi)蒙古、四川等地，這是因為，這些地方能夠提供穩(wěn)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(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)越發(fā)迅速的發(fā)展，“挖礦”所需要的算力已經(jīng)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(chǎn)業(yè)的運營過程究竟產(chǎn)生了多少碳排放？采取怎樣的政策保障該產(chǎn)業(yè)與環(huán)境的和諧發(fā)展？至今尚未有所研究。

上世紀(jì)70年代，系統(tǒng)動力學(xué)建模發(fā)展成熟，用來研究經(jīng)濟、能源、環(huán)境生態(tài)、城市等復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域的問題，主要是基于系統(tǒng)行為與內(nèi)在機制間的相互緊密的依賴關(guān)系，從系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)來尋找問題發(fā)生的根源。

近年來，該研究團隊基于系統(tǒng)動力學(xué)理論，開發(fā)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(chǎn)生多少碳排放，首先需要了解它怎樣產(chǎn)生碳排放，這是一個我們不了解的‘黑箱’�！苯�尚榮說。我們開發(fā)的這套模型，就是希望厘清‘黑箱’的內(nèi)在運行機制，以更好地進行政策干預(yù)。

研究團隊首先從比特幣區(qū)塊鏈的“碳足跡”出發(fā)，收集了以基于煤炭、水力能源地區(qū)的比特幣“礦工”的碳足跡，計算從購買設(shè)備、計算過程，到功率消耗、電費價格等整個生命周期內(nèi)的各種碳排放，以獲得中國比特幣行業(yè)的總體碳排放量。

在“碳足跡”理論基礎(chǔ)上，該研究團隊建立了比特幣區(qū)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(tǒng)組成：比特幣區(qū)塊鏈挖掘與交易子系統(tǒng)、比特幣區(qū)塊鏈能耗子系統(tǒng)和比特幣區(qū)塊鏈碳排放子系統(tǒng)。

他們利用現(xiàn)實比特幣運營數(shù)據(jù)對模型變量進行參數(shù)設(shè)定。通過對中國比特幣產(chǎn)業(yè)2014年~2030年的能耗和碳排放測度，發(fā)現(xiàn)，在基準(zhǔn)情況下（無政策干預(yù)）中國比特幣產(chǎn)業(yè)年能耗將在2024年達到峰值（296.59太瓦時），并產(chǎn)生相應(yīng)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(yè)部門年碳排放排名中位居前10。

“這一發(fā)現(xiàn)表明中國比特幣產(chǎn)業(yè)運營產(chǎn)生的能耗和碳排放將有可能成為中國減排和可持續(xù)發(fā)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(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)到來，例如5G、區(qū)塊鏈等均是改變世界、改變?nèi)藗兩�產(chǎn)生活方式的新技術(shù)，但同時，也給生態(tài)環(huán)境帶來了新挑戰(zhàn)。就比特幣區(qū)塊鏈而言，單純的“禁止挖礦”并不現(xiàn)實，做好政策引導(dǎo)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與環(huán)境和諧發(fā)展才是關(guān)鍵。

該研究團隊基于BBCE模型測度的結(jié)果，提出了市場準(zhǔn)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(zhǔn)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(qū)，降低能耗和碳排放；對產(chǎn)業(yè)征收碳稅。

研究團隊將這些政策進行模擬和評估，結(jié)果表明，在中國比特幣產(chǎn)業(yè)減排問題上，與提高市場準(zhǔn)入門檻和征收碳稅等政策相比，引導(dǎo)比特幣礦池合理布局與產(chǎn)業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型具有更好的減排效果。

姜尚榮解釋，這是比特幣區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)背后的共識機制所決定的。比如，提高市場準(zhǔn)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(chǎn)生更高的碳排放，這就像貨幣政策中的“引致效應(yīng)”，即采取擴張性的貨幣政策，降低利率，引發(fā)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(yōu)勢，對比特幣礦池進行合理布局，以及加快產(chǎn)業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，減排效果更佳。

“區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)，具有匿名性、不可篡改、去中心化等優(yōu)勢。未來，我們可以借助最優(yōu)化方法、模型設(shè)計或算法對區(qū)塊鏈進行更好的規(guī)劃，為國家科學(xué)決策提供理論依據(jù)和方法支撐，促進其成為一個環(huán)境友好型的產(chǎn)業(yè)�！苯�尚榮說。