比特幣對環境的影響

比特幣的環境影響是顯著的。比特幣挖礦是生成比特幣和完成交易的過程，這一過程耗費大量能源並產生碳排放，因為在2021年，大約一半的電力是通過化石燃料生成的。此外，比特幣是在專用計算機硬件上挖礦的，而這些硬件的使用壽命較短，導致電子廢棄物的產生。比特幣挖礦所產生的電子廢棄物量可與荷蘭產生的電子廢棄物量相媲美。學者們認為，比特幣挖礦可以通過利用風能和太陽能的剩餘電力來支持可再生能源的發展。比特幣的環境影響引起了監管機構的關注，導致在不同司法管轄區內出台了激勵措施或限制。

溫室氣體排放

作為高耗電過程的挖礦

比特幣挖礦是一種耗電量極高的工作量證明（Proof-of-Work）過程。礦工運行專用軟件，相互競爭以最先解決當前的10分鐘區塊，從而獲得比特幣獎勵。轉向能效更高的權益證明（Proof-of-Stake）協議被認為是比特幣機制的可持續替代方案，並可能解決其環境問題。然而，比特幣的支持者反對這種改變，認為工作量證明對於保障網絡安全是必要的。

比特幣挖礦的分佈特性使研究人員難以確定礦工的具體位置和用電量。因此，很難將能源消耗轉化為碳排放的具體數據。截至2022年，劍橋替代金融中心（Cambridge Centre for Alternative Finance, CCAF）的一項未經同行評審的研究估計，比特幣每年消耗95.5太瓦時（344 PJ）的電力，佔全球電力消耗的0.4%，其電力消耗量介於比利時和荷蘭之間。2022年，期刊《Joule》發表的一篇未經同行評審的評論文章估計，比特幣挖礦每年導致65百萬噸二氧化碳的排放量，佔全球排放量的0.2%，與希臘的排放水平相當。2024年，一項系統性評論批評了這些估算的基礎假設，認為作者依賴的是過時且不完整的數據。

比特幣挖礦的能源結構

2021年之前，大部分比特幣挖礦活動都在中國進行。中國的礦工主要依靠新疆和內蒙古的廉價煤電在秋末、冬季和春季進行挖礦，而在5月至10月間則遷往四川和雲南等低成本水電過剩的地區。

2021年6月，中國禁止比特幣挖礦後，挖礦活動轉移到了其他國家。

2021年8月，比特幣挖礦主要集中在美國（佔比35%）、哈薩克斯坦（18%）和俄羅斯（11%）。《Scientific Reports》的一項研究發現，從2016年至2021年，每開採出價值1美元的比特幣會造成35美分的氣候損害，而煤炭為95美分，汽油為41美分，牛肉為33美分，黃金開採則為4美分。從中國的煤炭資源轉移到哈薩克斯坦的煤炭資源增加了比特幣的碳足跡，因為哈薩克斯坦的煤電廠使用含碳量最高的硬煤。儘管被禁，比特幣在中國的地下挖礦活動逐漸回歸，到2022年佔全球算力的21%。

通過僅使用清潔電力進行挖礦，可以減少比特幣對環境的影響。2023年，Bloomberg Terminal的加密分析師Jamie Coutts表示，可再生能源約佔全球比特幣挖礦能源來源的一半。而非營利技術公司WattTime的研究估計，美國礦工消耗的電力中有54%來自化石燃料。專家和政府機構（如歐洲證券與市場管理局和歐洲央行）指出，將可再生能源用於挖礦可能會限制清潔能源對普通公眾的可用性。

比特幣挖礦代表認為，他們的行業為風能和太陽能公司創造了機會。這引發了關於比特幣是否可以作為ESG投資的爭論。根據2023年發表在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》上的一篇論文，將間歇性可再生能源（如風能和太陽能）的多餘電力用於比特幣挖礦可以減少電力棄置，平衡電網並提高可再生能源工廠的盈利能力，從而加速向可持續能源的過渡並減少比特幣的碳足跡。2023年發表在《Resource and Energy Economics》上的一項綜述也得出結論，比特幣挖礦可以增加可再生能源容量，但可能也會增加碳排放；同時，將比特幣挖礦用於需求響應能夠在很大程度上緩解其環境影響。

由馮祺友（Fengqi You）領導的2023年和2024年的兩項研究表明，在風能或太陽能農場尚未接入電網的早期階段，通過離網挖礦可以帶來額外利潤，從而支持可再生能源的發展並減緩氣候變化。馮祺友於2024年發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上的另一項研究顯示，將綠色氫能基礎設施與比特幣挖礦結合，可以加速太陽能和風能裝機容量的部署。2024年發表在《Heliyon》上的一項研究模擬發現，使用太陽能驅動的比特幣挖礦系統相比向電網售電可以在3.5年內實現投資回報，而售電則需要8.1年，同時每年可防止5萬噸二氧化碳的排放。作者指出，權益證明（Proof-of-Stake）加密貨幣無法提供這些激勵措施。